未來能源向我們走來，但若要取代化石能源，并非易事。
“我們以碳中和來推動能源轉型，從對化石能源系統的依賴轉到以新能源、電氣化為主體的方向上來，這里面遇到的挑戰(zhàn)和問題也不少。” 7月8日，北京大學能源研究院特聘研究員楊福強在未來能源大會上表示。
國家電投集團呂錫嘉表示，“不論是做CCUS（碳捕集、固定與利用），還是做氫能儲能，未來很長一段時間都是高投入低回收的階段，因為技術的更新換代，技術產業(yè)鏈的成熟，需要的是碳市場，包括國家政策、金融市場的完善。”
挑戰(zhàn)不小，機遇也很大。清潔能源成本在降低，技術難關也正在被攻破。從2015年到2020年，車用燃料電池技術跨越式發(fā)展，已經形成產業(yè)化；氫能的儲存和載體技術將逐漸成熟；電力系統數字化、智能化應用越來越廣泛。
光伏技術日漸成熟
作為清潔能源的一個重要方向，光伏技術越來越成熟，產業(yè)規(guī)模也日漸擴大。
光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術。利用的是可再生的太陽能，中國幅員遼闊，太陽能資源豐富。
光伏產業(yè)鏈包括硅料、硅片、電池組、并網逆變等多個環(huán)節(jié)，近年來各個環(huán)節(jié)的技術均有突破提升，從而降低了光伏發(fā)電的成本。
今年以來，光伏產能擴張狂飆突進。根據黑鷹光伏統計，2021年上半年光伏企業(yè)產能層面的投資接近4000億，投資規(guī)模同比增長接近一倍。
其中，單個投資在10億元以上的項目有59個之多，在100億元以上的項目達13個，從數量上看，分別較去年同期增長了59.46%和62.50%。
近期國家能源局下發(fā)了通知，準備在全國啟動整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏建設。通知要求，黨政機關單位建筑屋頂的面積，安裝光伏發(fā)電的比例不能低于50%；學校、醫(yī)院等公共屋頂的總面積不得低于40%；另外，一些廠房的比例不低于30%。
而光伏發(fā)電為直流電，直流電應用范圍較小，需要變換成交流電才可以廣泛使用，而且光伏發(fā)電有波峰波谷的階段，這樣就造成棄光棄電的現象，儲能的重要性凸顯出來。這便需要利用另一種綠色能源——氫能。
氫能儲運是難題
中國科學院院士歐陽明高最鐘情于氫能，他認為電和氫未來將取代柴油、汽油、煤油，成為儲能和新能源汽車的主要載體。
“氫能在新能源革命中占有戰(zhàn)略地位，其戰(zhàn)略意義在于可再生能源轉型中的大規(guī)模能量儲存與多元化利用需求。”歐陽明高指出，氫能儲能是新能源電力系統的核心技術，交通會是氫能利用的先導領域，將帶動氫能的全面發(fā)展。
歐陽明高預測了新能源汽車的市場潛力，“2021年前五個月中國新能源汽車總銷量已經突破汽車總銷量的10%，保有量超過600萬，以后還會持續(xù)增長，今年估計產量會超過200萬。我們估計明年會400萬，后年600萬，現在就是到了快速增長的時候了。2030年預計會到8000萬，2035年1.6億，2040年3億。3億輛電動車，意味著我們的儲能潛力是多大呢？如果一輛車耗用65度電，車載儲能的容量就是大約200億度電，這是什么概念？相當于目前中國每天的總電量。”
不過，氫能面臨著運輸、儲存經濟性不高的問題。
“車載儲氫是個問題，無論是技術還是成本，都不太理想，比如我們現在主流的高壓氣頻，儲氫的密度和成本都還不夠理想，儲氫密度大概100公斤5公斤氫，成本偏高，它的下降會比燃料電池發(fā)動機下降的幅度要慢，所以重載商用車車載的儲氫密度和成本目前是不理想的，是我們當前的一個技術挑戰(zhàn)。”歐陽明高表示。
而在氫能儲運技術方面，現在已經有了一些設想。
歐陽明高介紹稱，第一是可以利用特高壓輸電線路，把電從新疆等地輸送過來，然后再制氫，這個成本是比較低的；第二是利用氫能載體，液氨很容易分解出氫，而且分解的能耗很低，液氨的質量儲氫密度和體積儲氫密度都是最高的，這樣就可以先制氨，運輸，再制氫。
電是最高品位能源？
在中國能源網首席研究員韓曉平看來，電是唯一最高品位能源，沒有之一。
“其實氫是電的延伸，綠氫就是綠電，如果把這個問題想明白以后就知道，氫是一種邊際能源，解決一些邊際特定需求，主要的需求還是要靠電，如果我們不靠電，轉個圈去用氫的話，那就違反了第一性原理。沒有必要把一個簡單的事情復雜化，增加了很多成本和損耗浪費，最后達到的還是同樣一個目標。”韓曉平說道。
他還認為，碳中和其實就是電力系統最主要的任務，當電力系統能夠覆蓋所有能源90%的時候，才可能真正實現碳中和，維持電力系統的可靠性、穩(wěn)定性，將成為下一步電力工作持續(xù)的目標。
關于電力能源數字化，國網能源研究院數字經濟所孫藝新描述了三個場景。第一個場景是將一些數字化技術應用到傳統的能源生產消費平臺之中；第二個場景是把需求側資源充分的挖掘出來，實質上這個也是一種增加能源供給的方式；第三個場景是，把數字能源作為用能權交易的統一媒介，可以解決目前能源在生產端、流轉端，乃至消費端，多個鏈條之間存在結算、賦稅，可能都存在一些斷點的問題。
華為數字能源總工程師張廣河講述了一個智能光伏的概念，“分布式光伏遇到的最大的問題是安全問題，這是非常大的挑戰(zhàn)。其次是散點部署，對于這種顆粒度非常小的站點管理，華為公司非常有經驗。如果是零零散散的，最后這張網可能就廢了。所以第一要保障系統安全，不能著火，不能讓老百姓受傷；第二必須得做主動安全的設計和全網管理。發(fā)電量要發(fā)的清清楚楚，用的明明白白。”
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
