實現(xiàn)巴黎氣候變化協(xié)定2℃目標(biāo)的關(guān)鍵之一是技術(shù)創(chuàng)新,高比例可再生能源發(fā)展需在發(fā)電、供熱和燃料三大領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破

文章來源:能源基金會碳交易網(wǎng)2020-08-05 13:10

在國際能源署報告中,2℃溫控目標(biāo)情景下2060年可再生能源的發(fā)電占比將高達(dá)60%以上。這需要三方面突破,首先是可再生能源與能效方面的突破,其次是通過電氣化,將船舶、鋼鐵、水泥等高耗能行業(yè)的能耗轉(zhuǎn)變成電耗,三是進(jìn)一步發(fā)展類似CCUS的技術(shù),提高能源消費結(jié)構(gòu)中的可再生能源比重。
 
目前全球范圍內(nèi),據(jù)BP統(tǒng)計非水可再生能源發(fā)電量占比僅有9.3%(風(fēng)電+光伏),距離60%的目標(biāo)差距還是非常大??稍偕茉窗l(fā)電應(yīng)從僅替代火電轉(zhuǎn)向在電力、熱力以及交通能源三個領(lǐng)域的替代去發(fā)展。
 
高比例可再生能源發(fā)展面臨三個重大技術(shù)挑戰(zhàn):
 
第一是系統(tǒng)集成的技術(shù)。包括:1)高比例可再生能源系統(tǒng)技術(shù)集成,例如面向省級甚至大區(qū)域的高比例可再生能源發(fā)電體系的規(guī)劃、設(shè)計、運行存在很大挑戰(zhàn),亟需解決水電、光伏、風(fēng)電的季節(jié)性特征所導(dǎo)致的電力電量平衡的結(jié)構(gòu)性問題。2)分布式發(fā)電的典型技術(shù)解決方案,特別是分布式發(fā)電從城市走向農(nóng)村發(fā)展過程中,電網(wǎng)末梢地區(qū)大規(guī)模發(fā)展分布式發(fā)電所面臨的并網(wǎng)、電能質(zhì)量等技術(shù)問題相對突出。3)風(fēng)、光為主的電熱氫聯(lián)供系統(tǒng)技術(shù)集成,即綜合能源系統(tǒng)將對空間的集約化和管理的智能化提出更高的要求,要從控制、裝備、系統(tǒng)集成、設(shè)計的角度提出創(chuàng)新性的技術(shù)解決方案。
 
第二是先進(jìn)可再生能源技術(shù)。光伏和風(fēng)電在市場中已具備成本優(yōu)勢,但在不同的應(yīng)用環(huán)境下,其效率和可靠性還需要驗證,例如用量很大的晶體硅電池在不同氣候條件下的衰減特性差別較大,需要差異性的技術(shù)解決方案、以及更精細(xì)化的使能性技術(shù)創(chuàng)新,使光伏、風(fēng)電在更廣泛的氣候環(huán)境下具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
 
第三是大規(guī)模、高比例消納可再生能源的系統(tǒng)技術(shù),如智能電網(wǎng)技術(shù),涉及儲能、需求響應(yīng)、靈活性資源、新型控制系統(tǒng)、先進(jìn)電力電子等核心技術(shù)。除了政策激勵創(chuàng)新,還應(yīng)關(guān)注與智能化、數(shù)字化技術(shù)結(jié)合,如何形成新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式以支持商業(yè)化推廣。
 
“十四五”國家科技部、國家能源局在可再生能源、氫能、智能電網(wǎng)技術(shù)研發(fā)方面已有布局。建議在“十四五”圍繞高比例可再生能源,優(yōu)先啟動相關(guān)科技專項。在國際合作方面,建議結(jié)合創(chuàng)新使命部長級會議清潔能源部長級會議等多邊機制,支持全球高比例可再生能源的實踐案例收集、分析和宣傳推廣,支持面向高比例可再生能源體系的通用軟件和工具研發(fā),加強可再生能源技術(shù)方面的創(chuàng)新經(jīng)驗分享和多邊合作。 本/文-內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

王一波
中國科學(xué)院電工研究所研究員/部主任、“創(chuàng)新使命”智能電網(wǎng)工作組組長

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