潘家華：“雙碳”目標(biāo)再解析:概念、挑戰(zhàn)和機(jī)遇

 

風(fēng)光電力對風(fēng)力和光照的依賴性比較強(qiáng),發(fā)電不穩(wěn)定,具有間隙性,但是風(fēng)光電力有內(nèi)在的互補(bǔ)性,白天有太陽光照,可以使用光伏發(fā)電,且白天風(fēng)力較小,晚上風(fēng)比較大,可以協(xié)同互補(bǔ)。抽水蓄能和水電技術(shù)能夠做到隨時發(fā)電,隨時可控,跟化石能源沒有區(qū)別。光熱發(fā)電通過采用反光鏡將融鹽溫度加熱到500度,利用蒸汽發(fā)電,和煤電原理一樣,即白天利用太陽光把溫度加熱到500度,晚上也可以實(shí)現(xiàn)隨用隨發(fā),同時還有壓縮空氣儲能。抽水蓄能僅需耗費(fèi)1度電把水抽上去,能夠放出來大概0.75度到0.8度電,而壓縮空氣儲能,耗費(fèi)1度電壓縮空氣然后釋放出來大概0.7度電。因此,儲能技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)比想象中快得多。例如,電動汽車20年前續(xù)航里程不到100公里,后來發(fā)展到150公里、300公里,現(xiàn)在一般都在500公里以上,并且充電時間也有很大的壓縮。

目前,中國儲能發(fā)展非?？?電化學(xué)儲能空間非常大,從而可以解決風(fēng)光電力消納的問題。我們可以結(jié)合水庫蓄水的原理,解決風(fēng)光電力消納這一難題。例如,水庫蓄水,并不是每天都能出現(xiàn)下雨天氣,一旦有降水,把水放在水庫儲起來,可以實(shí)現(xiàn)隨時用隨時取:同樣,有風(fēng)有光的時候,把電力用電池儲存起來,然后在沒有風(fēng)光的時候再使用。風(fēng)光發(fā)電雖然可以儲存在電池中給汽車充電，可以作為家庭生活用電,但電池儲能也會存在一些問題。中國鋰電池的能源密度比較高,爆炸風(fēng)險大,容易出現(xiàn)爆炸性事故,隨著技術(shù)進(jìn)步,這種爆炸性的風(fēng)險也一定會解決。電動自行車使用的鉛碳電池,能源密度比鋰電池低,但沒有任何爆炸的危險,不僅特別穩(wěn)定,而且成本比較低。中國可以實(shí)現(xiàn)一家一戶、一個村子或者一個學(xué)校、一個醫(yī)院利用光伏風(fēng)電儲能,形成一個自發(fā)自用的系統(tǒng),從而構(gòu)成一個零碳微單元能源綜合解決方案。

新興可再生能源除了風(fēng)、光、水等外,生物質(zhì)能源是比較重要的非化石能源,屬于地球生命共同體中間生命最重要的起源和保障,并且與化石能源具有可比性。一方面,生物質(zhì)的形態(tài)可以是固體的,如燃燒的碳是固體的,生物質(zhì)顆粒跟煤球一樣是固體的;另一方面,生物質(zhì)的形態(tài)也可以是液體的,如生物質(zhì)酒精,生物質(zhì)能源也可以是氣體的,如沼氣。風(fēng)光組合起來以后,加上生物質(zhì),有風(fēng)光的時候可以用風(fēng)光發(fā)電,沒有風(fēng)光的時候生物質(zhì)也可以作為發(fā)電材料。氫是二次能源,制氫有很多種方式,有化石能源制氫,即灰氫,原材料來源于化石能源,還是存在有碳排放。電解水制氫,可以把水電解成為氫氣、氧氣,如果是零碳電力則屬于綠氫,并沒有碳排放。煤轉(zhuǎn)變成電,中間要損失相當(dāng)大一部分的熱值,按照300克煤發(fā)1度電來計算,煤的熱值大約是2250大卡,1度電的熱值是861大卡,從煤轉(zhuǎn)化成電浪費(fèi)和損失了2/3的熱值,并沒有起到任何作用。電解水制氫轉(zhuǎn)化效率只有25%,就是存在75%的熱值浪費(fèi)。故而,人類用電解水制氫來發(fā)動汽車、發(fā)展氫燃料電池,是最不可取的方案。汽車直接使用電力,能夠?qū)崿F(xiàn)100公里低至12度電,而轉(zhuǎn)化為氫,需要損失75%的熱值,但是若用生物質(zhì)沼氣、生物質(zhì)氣化,生物質(zhì)甲烷來制氫,成本可以實(shí)現(xiàn)大幅下降,作為儲能顯然是非常有效的手段。 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ