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西南石油大学碳中和首席科学家雷宪章:绿色转型需“先立后破”

日期:2022-11-01    来源:中国新闻网  作者:谢梦圆 郁玫 浦帆

能源资讯中心

2022
11/01
17:16
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关键词: 清洁能源 储能技术 清洁电力 绿色转型

“能源供给实际上是国家安全的组成部分,在中国是这样,在欧洲也一样,能源是国计民生里面最核心的,除了粮食以外,能源是很重要的要素。”德国国家工程院院士、西南石油大学碳中和首席科学家、天府新能源研究院院长雷宪章院士在接受中新网记者专访时表示,目前清洁能源不可能完全替代化石能源。

雷宪章认为,目前清洁能源还不具备化石能源所具有的燃烧属性以及提供离网大型动力的能力。想完全替代化石能源,要以清洁电为主,以氢代煤、以氢代油,实行以氢基能源为辅的电氢耦合协调机制,以保证绿色能源的安全供给。

2019年12月11日,欧盟委员会发布了《欧洲绿色新政》,明确提出欧洲向清洁能源和循环经济转型的重要目标和任务,要求欧洲在2050年成为全球首个碳中和的大陆,以缓解气候变化、促进欧洲经济稳定可持续发展。然而,随着乌克兰危机导致的俄罗斯天然气供应大幅减少,德国、奥地利、希腊、荷兰等国纷纷宣布,重开煤电厂或采取措施支持煤电。

截至2021年底,中国风电装机容量约为3.28亿千瓦,太阳能发电装机容量约为3.06亿千瓦,预计到2030年风光发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。在雷宪章看来,清洁能源支撑的电气化(即用能终端电气化,且电能由清洁能源产生)是实现“双碳”目标的重要路径,但能源替代势必面临大量建设风光电能后的消纳问题,以及风光电能的间歇性、随机性与电力系统供给刚性之间的矛盾,“如果可再生能源发电占80%,就意味着必须要有高于负荷数倍的装机容量,才能够在某种程度上局部满足电力的需求,或者说负荷的需求。”

如何保证新型电力系统全时域的功率平衡和动态稳定运行?雷宪章认为,建设全时域电能消纳和储能体系至关重要。就地消纳风光水电能,用以制氢或者生产氢基能源,再把制成的氢能和氢基能源通过管道或者其他方式输送给用户,可以解决全时域电能消纳的挑战。

此外,将富裕的清洁电力制氢后,氢能或者氢基能源将根据需求长时间储存,可有效地解决电网中长期以及跨季储能的问题。对于目前常用的储能技术,雷宪章指出,电池可以解决小时级的、小电量的需求;抽水蓄能、压缩空气储能或者液态空气储能可以解决中功率的、几百兆瓦、中功率的电能存储,但要解决日间功率不平衡的问题,这些就都受到了限制。

绿色转型是一个过程,要先立后破,在“先立”的过程中,实现氢能和氢基能源等零碳能源的产业化和规模化。雷宪章指出,当新能源消纳、新能源稳定运行这两个问题得以有效解决,那么中国经济和社会退出煤炭、天然气等化石能源就是一个水到渠成的过程。

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