丁玉龙：基础工业降碳的挑战与中长时储能的机遇

11月28日，在2024碳中和前沿会议上，英国皇家工程院院士丁玉龙通过远程视频的方式，做了主旨报告。在报告中，丁玉龙深入分析了气候变化与碳中和工业转型的挑战，探讨了碳中和主要技术路线与储能的必要性，并阐述了储能的时间尺度与中长时储能的重要性和碳中和工业转型过程中，中长时储能所面临的机遇。

 

丁玉龙指出，温室气体是全球变暖的主要原因，当前碳排放问题日益严峻，气候变化所带来的灾难性后果愈发明显。能源行业作为二氧化碳排放的主要源头，占总排放的73%以上，能源行业实现碳中和的转型驱动力来自其他行业。他表示，基础工业降碳难度很大，比如中国的钢铁行业，在中国总碳排放的占比约为15%。

 

为实现碳中和，业内从多角度对能源行业降碳的技术路线进行了研究，包括核聚变、全球能源互联、空间太阳能、碳捕集封存和利用等低碳技术。“其中，深度使用可再生能源和资源是碳中和技术路线中的主流，这需要巨量能量储存，而且需要更多时间尺度的储能技术。”丁玉龙介绍。

 

在报告中，丁玉龙详细介绍了英国基于可再生能源的碳中和未来能源转型所需要的不同时间尺度的巨量能量存储，包括超短时储能（秒级）、短时储能（低于2小时~4小时）、中时储能（4小时~200小时）、长时储能（200小时以上）。丁玉龙表示，与超短时和短时储能目前有相对成熟的商业模式不同，中时储能的商业模式正在发展中，长时储能的商业模式发展还在初期。

 

丁玉龙表示，在能源行业，能源网络（能源基础设施）的转型挑战与机遇并存。“今天的能源网络仍将发挥作用，但能源主要来自可再生源头，因而需要储能技术；分布式能源网络比例将大幅增加，但大型能源网络不可缺少；分布式（中小型）储能和中心（中大型）储能并存，不同地区的国家和比例有可能差异巨大。”丁玉龙强调。

 

能源系统包括能源生产、转换、输送、终端应用，与能源相关的行业也需要转型，丁玉龙表示，新技术的研发为能源转型带来了机遇。以能源转型技术为例，丁玉龙介绍了中长时储能的几种技术：液态空气储能技术、大规模中高温复合相变储热技术、伯明翰移动储热技术等，并介绍了中长时储能在工业降碳上的应用—钢铁生产过程降碳—过程内碳循环的技术原理、流程和优势，并表示该方式由可再生能源驱动，适用于新建和已建高炉和直接还原铁过程，具有关键材料无毒、可循环使用，运行温度适中，单次通过转换率高于10%，低成本和低能耗等自身优势，经济性强，是经济上可行的钢铁降碳技术路线。