潘家华：“双碳”目标再解析:概念、挑战和机遇

 

风光电力对风力和光照的依赖性比较强,发电不稳定,具有间隙性,但是风光电力有内在的互补性,白天有太阳光照,可以使用光伏发电,且白天风力较小,晚上风比较大,可以协同互补。抽水蓄能和水电技术能够做到随时发电,随时可控,跟化石能源没有区别。光热发电通过采用反光镜将融盐温度加热到500度,利用蒸汽发电,和煤电原理一样,即白天利用太阳光把温度加热到500度,晚上也可以实现随用随发,同时还有压缩空气储能。抽水蓄能仅需耗费1度电把水抽上去,能够放出来大概0.75度到0.8度电,而压缩空气储能,耗费1度电压缩空气然后释放出来大概0.7度电。因此,储能技术发展远远比想象中快得多。例如,电动汽车20年前续航里程不到100公里,后来发展到150公里、300公里,现在一般都在500公里以上,并且充电时间也有很大的压缩。

目前,中国储能发展非常快,电化学储能空间非常大,从而可以解决风光电力消纳的问题。我们可以结合水库蓄水的原理,解决风光电力消纳这一难题。例如,水库蓄水,并不是每天都能出现下雨天气,一旦有降水,把水放在水库储起来,可以实现随时用随时取:同样,有风有光的时候,把电力用电池储存起来,然后在没有风光的时候再使用。风光发电虽然可以储存在电池中给汽车充电，可以作为家庭生活用电,但电池储能也会存在一些问题。中国锂电池的能源密度比较高,爆炸风险大,容易出现爆炸性事故,随着技术进步,这种爆炸性的风险也一定会解决。电动自行车使用的铅碳电池,能源密度比锂电池低,但没有任何爆炸的危险,不仅特别稳定,而且成本比较低。中国可以实现一家一户、一个村子或者一个学校、一个医院利用光伏风电储能,形成一个自发自用的系统,从而构成一个零碳微单元能源综合解决方案。

新兴可再生能源除了风、光、水等外,生物质能源是比较重要的非化石能源,属于地球生命共同体中间生命最重要的起源和保障,并且与化石能源具有可比性。一方面,生物质的形态可以是固体的,如燃烧的碳是固体的,生物质颗粒跟煤球一样是固体的;另一方面,生物质的形态也可以是液体的,如生物质酒精,生物质能源也可以是气体的,如沼气。风光组合起来以后,加上生物质,有风光的时候可以用风光发电,没有风光的时候生物质也可以作为发电材料。氢是二次能源,制氢有很多种方式,有化石能源制氢,即灰氢,原材料来源于化石能源,还是存在有碳排放。电解水制氢,可以把水电解成为氢气、氧气,如果是零碳电力则属于绿氢,并没有碳排放。煤转变成电,中间要损失相当大一部分的热值,按照300克煤发1度电来计算,煤的热值大约是2250大卡,1度电的热值是861大卡,从煤转化成电浪费和损失了2/3的热值,并没有起到任何作用。电解水制氢转化效率只有25%,就是存在75%的热值浪费。故而,人类用电解水制氢来发动汽车、发展氢燃料电池,是最不可取的方案。汽车直接使用电力,能够实现100公里低至12度电,而转化为氢,需要损失75%的热值,但是若用生物质沼气、生物质气化,生物质甲烷来制氢,成本可以实现大幅下降,作为储能显然是非常有效的手段。 夲呅內傛莱源亍：ф啯碳*排*放^鲛*易-網 τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ