未來(lái)能源向我們走來(lái)，但若要取代化石能源，并非易事。
“我們以碳中和來(lái)推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，從對(duì)化石能源系統(tǒng)的依賴(lài)轉(zhuǎn)到以新能源、電氣化為主體的方向上來(lái)，這里面遇到的挑戰(zhàn)和問(wèn)題也不少?！?7月8日，北京大學(xué)能源研究院特聘研究員楊福強(qiáng)在未來(lái)能源大會(huì)上表示。
國(guó)家電投集團(tuán)呂錫嘉表示，“不論是做CCUS（碳捕集、固定與利用），還是做氫能儲(chǔ)能，未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間都是高投入低回收的階段，因?yàn)榧夹g(shù)的更新?lián)Q代，技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，需要的是碳市場(chǎng)，包括國(guó)家政策、金融市場(chǎng)的完善。”
挑戰(zhàn)不小，機(jī)遇也很大。清潔能源成本在降低，技術(shù)難關(guān)也正在被攻破。從2015年到2020年，車(chē)用燃料電池技術(shù)跨越式發(fā)展，已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化；氫能的儲(chǔ)存和載體技術(shù)將逐漸成熟；電力系統(tǒng)數(shù)字化、智能化應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
光伏技術(shù)日漸成熟
作為清潔能源的一個(gè)重要方向，光伏技術(shù)越來(lái)越成熟，產(chǎn)業(yè)規(guī)模也日漸擴(kuò)大。
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。利用的是可再生的太陽(yáng)能，中國(guó)幅員遼闊，太陽(yáng)能資源豐富。
光伏產(chǎn)業(yè)鏈包括硅料、硅片、電池組、并網(wǎng)逆變等多個(gè)環(huán)節(jié)，近年來(lái)各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)均有突破提升，從而降低了光伏發(fā)電的成本。
今年以來(lái)，光伏產(chǎn)能擴(kuò)張狂飆突進(jìn)。根據(jù)黑鷹光伏統(tǒng)計(jì)，2021年上半年光伏企業(yè)產(chǎn)能層面的投資接近4000億，投資規(guī)模同比增長(zhǎng)接近一倍。
其中，單個(gè)投資在10億元以上的項(xiàng)目有59個(gè)之多，在100億元以上的項(xiàng)目達(dá)13個(gè)，從數(shù)量上看，分別較去年同期增長(zhǎng)了59.46%和62.50%。
近期國(guó)家能源局下發(fā)了通知，準(zhǔn)備在全國(guó)啟動(dòng)整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏建設(shè)。通知要求，黨政機(jī)關(guān)單位建筑屋頂?shù)拿娣e，安裝光伏發(fā)電的比例不能低于50%；學(xué)校、醫(yī)院等公共屋頂?shù)目偯娣e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(yīng)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(xiàn)象，儲(chǔ)能的重要性凸顯出來(lái)。這便需要利用另一種綠色能源——?dú)淠堋?/p>
氫能儲(chǔ)運(yùn)是難題
中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高最鐘情于氫能，他認(rèn)為電和氫未來(lái)將取代柴油、汽油、煤油，成為儲(chǔ)能和新能源汽車(chē)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(zhuǎn)型中的大規(guī)模能量?jī)?chǔ)存與多元化利用需求?！睔W陽(yáng)明高指出，氫能儲(chǔ)能是新能源電力系統(tǒng)的核心技術(shù)，交通會(huì)是氫能利用的先導(dǎo)領(lǐng)域，將帶動(dòng)氫能的全面發(fā)展。
歐陽(yáng)明高預(yù)測(cè)了新能源汽車(chē)的市場(chǎng)潛力，“2021年前五個(gè)月中國(guó)新能源汽車(chē)總銷(xiāo)量已經(jīng)突破汽車(chē)總銷(xiāo)量的10%，保有量超過(guò)600萬(wàn)，以后還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，今年估計(jì)產(chǎn)量會(huì)超過(guò)200萬(wàn)。我們估計(jì)明年會(huì)400萬(wàn)，后年600萬(wàn)，現(xiàn)在就是到了快速增長(zhǎng)的時(shí)候了。2030年預(yù)計(jì)會(huì)到8000萬(wàn)，2035年1.6億，2040年3億。3億輛電動(dòng)車(chē)，意味著我們的儲(chǔ)能潛力是多大呢？如果一輛車(chē)耗用65度電，車(chē)載儲(chǔ)能的容量就是大約200億度電，這是什么概念？相當(dāng)于目前中國(guó)每天的總電量?！?/p>
不過(guò)，氫能面臨著運(yùn)輸、儲(chǔ)存經(jīng)濟(jì)性不高的問(wèn)題。
“車(chē)載儲(chǔ)氫是個(gè)問(wèn)題，無(wú)論是技術(shù)還是成本，都不太理想，比如我們現(xiàn)在主流的高壓氣頻，儲(chǔ)氫的密度和成本都還不夠理想，儲(chǔ)氫密度大概100公斤5公斤氫，成本偏高，它的下降會(huì)比燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)下降的幅度要慢，所以重載商用車(chē)車(chē)載的儲(chǔ)氫密度和成本目前是不理想的，是我們當(dāng)前的一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)。”歐陽(yáng)明高表示。
而在氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)方面，現(xiàn)在已經(jīng)有了一些設(shè)想。
歐陽(yáng)明高介紹稱(chēng)，第一是可以利用特高壓輸電線(xiàn)路，把電從新疆等地輸送過(guò)來(lái)，然后再制氫，這個(gè)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(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度和體積儲(chǔ)氫密度都是最高的，這樣就可以先制氨，運(yùn)輸，再制氫。
電是最高品位能源？
在中國(guó)能源網(wǎng)首席研究員韓曉平看來(lái)，電是唯一最高品位能源，沒(méi)有之一。
“其實(shí)氫是電的延伸，綠氫就是綠電，如果把這個(gè)問(wèn)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(zhuǎn)個(gè)圈去用氫的話(huà)，那就違反了第一性原理。沒(méi)有必要把一個(gè)簡(jiǎn)單的事情復(fù)雜化，增加了很多成本和損耗浪費(fèi)，最后達(dá)到的還是同樣一個(gè)目標(biāo)?！表n曉平說(shuō)道。
他還認(rèn)為，碳中和其實(shí)就是電力系統(tǒng)最主要的任務(wù)，當(dāng)電力系統(tǒng)能夠覆蓋所有能源90%的時(shí)候，才可能真正實(shí)現(xiàn)碳中和，維持電力系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，將成為下一步電力工作持續(xù)的目標(biāo)。
關(guān)于電力能源數(shù)字化，國(guó)網(wǎng)能源研究院數(shù)字經(jīng)濟(jì)所孫藝新描述了三個(gè)場(chǎng)景。第一個(gè)場(chǎng)景是將一些數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)消費(fèi)平臺(tái)之中；第二個(gè)場(chǎng)景是把需求側(cè)資源充分的挖掘出來(lái)，實(shí)質(zhì)上這個(gè)也是一種增加能源供給的方式；第三個(gè)場(chǎng)景是，把數(shù)字能源作為用能權(quán)交易的統(tǒng)一媒介，可以解決目前能源在生產(chǎn)端、流轉(zhuǎn)端，乃至消費(fèi)端，多個(gè)鏈條之間存在結(jié)算、賦稅，可能都存在一些斷點(diǎn)的問(wèn)題。
華為數(shù)字能源總工程師張廣河講述了一個(gè)智能光伏的概念，“分布式光伏遇到的最大的問(wèn)題是安全問(wèn)題，這是非常大的挑戰(zhàn)。其次是散點(diǎn)部署，對(duì)于這種顆粒度非常小的站點(diǎn)管理，華為公司非常有經(jīng)驗(yàn)。如果是零零散散的，最后這張網(wǎng)可能就廢了。所以第一要保障系統(tǒng)安全，不能著火，不能讓老百姓受傷；第二必須得做主動(dòng)安全的設(shè)計(jì)和全網(wǎng)管理。發(fā)電量要發(fā)的清清楚楚，用的明明白白?！?/p>
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