一則(zé)新聞引起人們的關注,世界環境保護組織稱在以後的所有報告裡會将"全球變暖"一詞,替換成"氣候危機",由(yóu)此可見,提醒全人類提升大(dà)家的(de)環境保護意(yì)識越發重要,除此之外, 在能源環保領域,特别是電力清潔(jié)領域,各位(wèi)專家也在做着(zhe)他們的思考和建議。
随着(zhe)溫室氣體排放和環(huán)境壓力越來越大,電力的清潔化生産顯得愈加重要。
近日,在(zài)相關會議上,多位院士、專家學者就如何(hé)讓電(diàn)力更加清潔化展開了讨論。
毫無疑(yí)問,随着可再生能(néng)源的快(kuài)速增長,電(diàn)力生(shēng)産的清潔化已經成為(wéi)全球化(huà)趨勢。據IEA統計,2018年全(quán)球發電量(liàng)達到26.6萬億千瓦時,其中化(huà)石能源的發電占(zhàn)比占64%,可再生能源占(zhàn)比為26%,核能占10%,清潔能源發電占比逐步提(tí)升。
就中國而言,一次能源消費結構中,長期以來煤(méi)炭占比較大,這不僅造成了國(guó)内較為嚴重的環境問題,還在國際溫(wēn)室氣(qì)體排放中面臨較大壓力。但近年來中國主動調整能源結構,目(mù)前不僅風電、光(guāng)伏的裝機總量成為(wéi)全球第一大國,而且在新增電力裝機中,可再生能源裝(zhuāng)機量也在不斷增加。
圍繞清潔電力生産和推(tuī)進能源革命,九位院士分别就不同的角(jiǎo)度提出了自己的觀(guān)點。
謝克昌(中國工程院院士、原副院長):
中(zhōng)國能源發展面臨的(de)形勢,用(yòng)一句話講,化石能(néng)源的地位在(zài)可預(yù)見的未(wèi)來不可動(dòng)搖,但是清潔、低碳、高效、安全仍然面臨嚴(yán)峻的挑戰。中國長期以來煤炭在一次能源消費中的比例都占到70%左右,但是(shì)經過十二五、十三五的努(nǔ)力(lì),2018年這個(gè)比例下(xià)降到59%,非化石能源(yuán)達到了14.3%。因此,對國際承諾的2020年15%的非化石能源占(zhàn)比(bǐ)是可以實現,尤(yóu)其是(shì)在裝機容量上,非化石能源的新增(zēng)裝機占比達(dá)到了40%,新(xīn)增發電量也達(dá)到了31%。
煤炭是我國(guó)的主(zhǔ)體能源,而清潔高效利用的煤炭也應該稱之為清潔(jié)能源。通過超低排放技術,通過末端治理,煤炭在(zài)發電過程當中的顆粒物可以降到低。中國的運行數據已經表明,實現超低排放以後顆粒物的排放大(dà)大降低,燃煤發電污(wū)染物的排放水平已經領先于世界,而且在一些污染物(wù)的排放上還低(dī)于天(tiān)然氣的排放。
中國的能源結(jié)構與供需關系決(jué)定(dìng)了中國必須大力(lì)的推進煤炭清潔高(gāo)效可持續開發利用(yòng),并以此作為能源轉型發展的立足點和首要任務,實(shí)現了清潔高效利(lì)用的(de)煤炭就是清(qīng)潔能源。
彭蘇(sū)萍(中國工程院院士/中國(guó)礦業大學教授):
目前中國清潔能源利用,氫能(néng)是一個重要的方面。氫能的發展目前又迎來了一個高(gāo)潮(cháo)。實際上,20多年(nián)前在美國(guó)克林頓時期和小布什(shí)時期,氫能發展就在世界引起了反響(xiǎng),當(dāng)時美國提出(chū)了氫能經濟,但(dàn)是20多(duō)年過去了氫能還(hái)是不溫不火,20年後為什麼又(yòu)出現了(le)一個新的熱潮呢(ne)?
一是因為在能源系統裡,氫本身作為一種清(qīng)潔能源是大家追求(qiú)的終極目标,第二個是現在(zài)制氫的成本在大(dà)幅(fú)度的降低,在(zài)中國一大(dà)批煤化工企業使制氫的成本每公斤控制在6毛錢左右,又(yòu)進(jìn)一步引起了大家對氫能的關(guān)注。
氫能是一種非常(cháng)好的二次能源,以前(qián)我們把氫能和傳統(tǒng)的化石能源割裂開來了,但是(shì)新一輪的氫能發展主要得益于成本的降低,給大家帶來了(le)希望,但是(shì)降(jiàng)低成本的(de)主要動力還是化石能(néng)源的一種促進(jìn),這個促(cù)使我們(men)思考化石能源(yuán)和氫能如何相互(hù)促進,當氫能和化石能源慢(màn)慢磨(mó)合後,可能(néng)會進一步(bù)促進氫能産業的發展。
倪(ní)維鬥(dòu)(中國工程院院士/清華大學教(jiāo)授):
現在大家都在讨論清潔(jié)能源問(wèn)題,火電超低排(pái)放很多國内電站都做(zuò)到了,主要是指二(èr)氧化硫、氧化氮這方面已經和氣電基本上相仿,目(mù)前來看火電的清潔化利用關(guān)鍵問題是如何控制二氧化碳排放。因為(wéi)污染物減少了,二氧化碳并未減少。
目前來看,火電要把(bǎ)二氧化碳減到零相當(dāng)困難。經過仔細研究和長期(qī)實踐,大家認為煤與生物質(zhì)混燒技(jì)術,即用生物質(zhì)為原料部分或全部(bù)替(tì)代火電中的煤炭,是(shì)一(yī)個不錯的火電低碳發展方向。采取煤與(yǔ)生物質混燒的辦法,可(kě)以有限(xiàn)控制碳排放,可以說混燒5%就可以減少5%的二氧(yǎng)化碳排放,英國這幾年在火電摻燒(shāo)方(fāng)面發展(zhǎn)的很快,相當多的火電廠已經采用了混燒的辦(bàn)法,有的電廠都已經全部采用了(le)生物質。
因此我們應該把這個産(chǎn)業培養起來,整個(gè)混燒的生物質供應鍊是非常大的産業,可以和“三農”問題結合起(qǐ)來,用(yòng)整個的工業需求來(lái)促進生物質原料的(de)發展(zhǎn),既解決了原料(liào)問題,還為農民提供了就業和脫貧的機會。
陳清泉(中國工程(chéng)院院士):
能源的清潔(jié)化需(xū)要能源更加智能化,那麼什麼是智(zhì)慧能源,智(zhì)慧能源就(jiù)是要把廢棄的能源變成有用的能源。能源的智(zhì)能化可以解決四大矛盾,一是傳(chuán)統能源和新能(néng)源的矛盾,二是一次能源和二次能源(yuán)的矛盾(dùn),三是集中(zhōng)能(néng)源和分布能源(yuán)的矛盾,四是電力能源和化工能源之間的矛盾。
解決(jué)上述矛盾,要求能源利用要低碳化、智能化和終端能源電氣(qì)化(huà),除此之外還需要(yào)能源的(de)氫能化,因為(wéi)氫能化也是很好的二次(cì)能源,并且氫能化可以做(zuò)到電能化做不到的事情,他可(kě)以把電力能(néng)源和化(huà)工能源很(hěn)好地融合,要把電力、氫氣、煤炭所有的能源結構融合,融合以(yǐ)後可以(yǐ)把廢棄能源變成有用。
另外,智能化與(yǔ)低碳化還(hái)需要(yào)聯手,智能化的同時要做到低(dī)碳,因為在能源生産當中會(huì)産生二氧化碳,二氧化碳有時(shí)候是一種廢料有時候又是一種(zhǒng)材料,在能源生産和消費當中(zhōng)也産生氫氣,氫氣有(yǒu)時候是材料有時候是廢料(liào),氫氣和二氧化碳結合(hé)就是一個(gè)燃料。
我要(yào)再提一下,我從事電動汽車研究40多年,我認為能源革命和汽車革命一定要聯手(shǒu),因為交通(tōng)占能(néng)源消費的三分之一,什麼是(shì)汽車革命,汽車革命(mìng)的内涵一是電動化,二是無(wú)人駕駛和(hé)智能化,第三是互聯(lián)共享。汽車的出現改變了人們的出行方式,但是今天又輪到汽車被革命,因為今天的汽車(chē)帶來污染,能源(yuán)不可持續,交通堵塞,而汽車革命就是要電動化和智能化。
杜祥琬(wǎn)(中國工程院院士/原副院長):
近年(nián)來(lái),經濟(jì)社會發展進入了新(xīn)階段,能源發展(zhǎn)也相應的進入新階段,而中(zhōng)國的城(chéng)市能源利(lì)用水平是城市發展和社會進步的一個(gè)重要(yào)标志(zhì),中國城市(shì)人口衆多,能耗比較(jiào)大,因此可(kě)以說是能源轉型的主戰場。目前,城市能(néng)源轉型已(yǐ)經具備了良好的基礎,但(dàn)是能(néng)源的供應,環境和管(guǎn)理都面臨(lín)着嚴(yán)峻的(de)挑戰(zhàn)。那麼,東部和城(chéng)市的能源發展能不能有一點(diǎn)新的思路呢?能不能東部能源盡量做(zuò)到自給自足?或者中東部新增能源做到自(zì)給為主,西電東輸為輔呢(ne)?
東部的能源高比例自給有沒有可能,靠什麼?我想東部可以發展自己的電(diàn)源,西部發展自己的經濟和電力的負(fù)荷(hé),這樣來緩(huǎn)解中國很有特色的發展不平衡不充分的問題,使(shǐ)中東部既(jì)是電力的(de)消費區(qū)又是電力的生産區,以電源的新形态發展助(zhù)推電網(wǎng)的新格局,來逐步的(de)改變以外(wài)來電為主的格(gé)局。
那麼東部的(de)資源夠用嗎?在考慮低風速區域資源的潛力(lì)下,中東部地區(qū)陸上風能資源技術可開發量是8.96億千瓦,陸上加(jiā)上海(hǎi)上可開(kāi)發的資源,一共是11億千瓦。光伏方面,集中式的光伏電站可開(kāi)發的潛力是3.58億千瓦,分布式(shì)光伏裝機(jī)的潛力是5.3億千瓦,兩個(gè)加起來一共将近9億千瓦。另外,再加上當(dāng)地的火電、燃(rán)氣發電(diàn)等,從資源量上看,完全沒問題。
從技術可行性上看,光伏和風電等可再生能源(yuán)技術可行性已經(jīng)基本(běn)解決,但是光伏和風(fēng)電都需要儲能(néng)的配合,近年來儲能技術(shù)進步也很快,化學儲能也在接近抽水蓄能的價格水平。
從(cóng)經濟可行性上看,成本曾經是制約可再生能源發展(zhǎn)的因素之一,但是這些年成本不斷的下降。從1980年到(dào)2018年(nián),風電成本降(jiàng)了90%,2020年将與煤電相當,從2010年(nián)到2017年,國際上光伏發電成本從0.36美(měi)元每千(qiān)瓦時,已經降到了0.1美元每千(qiān)瓦時,下降幅(fú)度(dù)達到了73%,而且目前(qián)還在進一步下降。
中(zhōng)國東部(bù)能源實(shí)現比(bǐ)較高比例(lì)的自給,從資源、技術和(hé)經濟性都可行,但是我們既然有西部(bù)、北部這樣一個(gè)能源密度比較高的地區的資源條(tiáo)件,當然還(hái)是要用的,再加上現在已經有一些基(jī)礎,所以西電(diàn)東送為輔(fǔ),中東部自給不夠的部分繼續利用西南的水電,以及(jí)部分的煤(méi)電,還有已經在西部地區的風光基地的電,但是(shì)随着東部電源的發展,西電東送的壓力(lì),北煤南(nán)運的壓力會減少(shǎo)。
因此,西電東送的增量有可能會出現一個拐點,這一點是一個非常重要的能源轉型的标志,所以說能源(yuán)轉型不光是能源結構,空間結構和空間格局也會有重要的變化。
黃其勵(中國工(gōng)程院院士(shì)):
對于能源轉型的目标和措施,國家(jiā)提出要建設智能低碳安全的能源體系,我自己的體會是要(yào)抓好(hǎo)能源轉型的兩條戰線,一個是可再生(shēng)能(néng)源的規(guī)模化,一(yī)個是化石能源的清潔化。化石能源和可再生(shēng)能源,從人類發展長河二者是一個博弈關系,化石能源不管(guǎn)他多麼豐富,總會(huì)有一天用完(wán)的,可再生能源到什麼時候也不會用完。
今天我們多用了一噸化石能源,子孫後代就會少(shǎo)用一噸,我們今天用化石能源主要的方式是燒,利用他的發熱量為我們人類服(fú)務,可是子孫後(hòu)代說不定有奇思妙想,把(bǎ)黑色(sè)的煤炭變成一個金(jīn)色的巨龍,所以說在這個博(bó)弈當中,設法做到化石能源清潔化和(hé)低碳化的(de)同(tóng)時,一定要做到可再生能源的規模化大量(liàng)的使用。
郭劍波(中(zhōng)國工程院院士/中國電力科學研究院院長):
大家都知(zhī)道,風電和光伏發(fā)電具有間歇性的特征,風電和太陽能如果成為(wéi)主力電源,必須對其他(tā)機組,比(bǐ)如火電進(jìn)行靈活性改造。以中國的某省的實(shí)際數據做(zuò)計算,我們要獲(huò)得30%的電量(liàng),如果不做靈活性的改造,用我(wǒ)們目前電網的數據就(jiù)必須限電23%,風電的(de)利用小時隻能到1500,火電的利用小時隻能到3500。
如果到40%或者是50%的話,這個情況會更加的嚴重。如果我們(men)對(duì)傳統機組進行靈活性的改造,假設我們(men)将來全部都是靈活性電源,都可以壓到零處理,棄風棄光率(lǜ)會大幅下降。我們要獲得更多的新能源的電量,提高消納能力(lì),希望不棄風棄光,我們的電網安全運行,在沒有新的技術措施(shī)的情況下是難(nán)以保障的(de)。
所以這也(yě)是電力系統面臨的更大(dà)挑戰(zhàn),我們要保(bǎo)證在現有技術上電網的安全,我們對新(xīn)能源的(de)發電出力就(jiù)要限制,實(shí)際上現在愛爾蘭提出(chū)50%到55%的,就是新能源的出力不(bú)能超(chāo)過50%,英(yīng)國也有(yǒu)類似的規定,當然希望我們能夠有智慧(huì)解決(jué)他,使得新(xīn)能源能夠健康發展。
褚君浩(hào)(中國科學院院士/中科院上海技術物理研究(jiū)所研究員(yuán)):
目前(qián),能(néng)源和環境是非常(cháng)重要的問題,過去100年地球溫度上升(shēng)、人口增加、二氧化碳排放增加,現在的北冰洋可以去旅遊了,問題(tí)還在繼續。
因(yīn)此我們必(bì)須要發展低碳技(jì)術,低碳技術包括了(le)減碳技術,比如(rú)說(shuō)煤炭的清潔高效(xiào)利用(yòng),這個就是(shì)減碳技術(shù)。第二個是無碳技術,包括核能、太陽能、風能、生物質能等等。第三個是去碳技術,就(jiù)是把二氧化碳捕獲埋存,要解決這三個(gè)方面的能(néng)源問(wèn)題,我們還有很長時間的路要走,既需要煤炭(tàn)高效清潔利用,發展LED照明節能減排,又要(yào)發展多種形式的可再生能源技術,再加上二氧化(huà)碳的捕獲與封存,解決人類面(miàn)臨的能源問題。
衣寶廉(中國工程院院士/中科院大連化學物(wù)理研究所研究(jiū)員):
巴黎協定規定本世紀希望溫度上(shàng)升小于2攝氏度,那就要減排二氧化碳(tàn),我們國家在大會上承諾到2030年(nián)左右,二氧化碳排放要比2005年下降60%到65%,非化石能源占一次能源的20%左右。要實現上述目标,除了提高能源效率以外,很重要的一點就是能源要減(jiǎn)碳,氫能的發展是一(yī)個重要的方面。
源轉型過程當中氫起的作用是非(fēi)常大的,他能夠實現大規模的(de)高效的可再生能源(yuán)的消納,用電解水的辦法,能夠降低交通(tōng)過程當中燃料電池車在不同行業區間進行能量分配,他可以把各地區的(de)電能可再(zài)生能源轉化為氫(qīng)再進行運輸分配,他可以降(jiàng)低工業碳排放,比如說(shuō)煉焦或者是(shì)取暖,能夠把捕(bǔ)集到的二(èr)氧化碳加氫變成燃料。
目(mù)前(qián)氫的來源還是通過化石燃料來制的,煤制氫,天(tiān)然氣制氫。目前也(yě)在研發生物(wù)質制氫,太陽能光(guāng)解水制氫,傳統的(de)電解水制氫現在(zài)占比很小,因(yīn)此,現在提倡的是用可再生能源或者是(shì)核能,通過電(diàn)解水或者是液分解(jiě)來制氫,這個是目前的一個重點,可以(yǐ)起到減排的目的。
我們國家棄風、棄光和棄水電量非常大,因為可以用(yòng)這(zhè)些能源來做氫氣,用于(yú)燃料(liào)電池(chí)車,也(yě)可以用于跟天然氣(qì)混合的發動機,當然也可以用于冶金(jīn)。目前世界各國都在做氫能的發展規劃,日本計劃到2030年發展80萬輛燃料電池車,中國計劃發展100萬輛,未來(lái)氫燃料電(diàn)池汽車在減(jiǎn)排和減碳方面将有很大的發展空間。
專家們的意見(jiàn)都極(jí)為有建設性,但是又有多少可以實行,未來的世界環境又有多少的改變,我們不知道,這要靠每一個人,每一個組織,每一(yī)個國家一起共(gòng)同努力,我們期待越來越好的明天(tiān)!
願人類的居住環境越來越好,未來人類子孫将(jiāng)繼續(xù)在這(zhè)片美麗的土地上(shàng)繁衍生息。
湖北儀天成電力設備有(yǒu)限公司
2019年(nián)5月24日