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怎么打破可再生能源开展的瓶颈?
作者:管理员    发布于:2020-06-21 16:19   文字:【】【】【
  在曩昔的几十年里,我国一直将煤炭视作动力结构中最为重要的一部分,以期经过丰富的煤炭资源,补偿我国缺油少气的动力禀赋。数据显示,我国一次动力消费构成中,煤炭所占比约70%左右,高居全球首位,而发达国家这一份额平均只要21%左右。煤炭的大规模使用,形成了很多二氧化碳、氮氧化物等有害气体的排放,让我国成为了全球碳排放量最高的国家,环境问题日益严重。
  然而,大规模的煤炭使用,并不能改进很多进口石油和天然气的现状。2019年,我国石油和天然气对外依存度持续添加,别离到达70.8%和43%。石油和天然气作为国家重要的战备贮存动力,过高的对外依存度是一个危险的信号。特别是在今年,疫情仍在全球肆虐,世界贸易局势复杂多变、错综复杂,给我国现有的动力供应格式带来更多挑战。
  在动力供应安全和环境问题的两层压力下,我国动力结构亟待迎来一场深入的革新。而这场立异革新中,最活跃的范畴毫无疑问将来自于可再生动力。美国、欧洲、日本等国家和区域都现已过出台方针法规,将动力技能作为新一轮科技和工业革命的突破口。
  我国作为动力消费大国,加快可再生动力开展已箭在弦上。
  01储能技能是可再生动力开展的根底
  早在2017年,国家就开始推进动力结构向可再生动力转型,其时国家发改委、国家动力局印发的《动力生产和消费革命战略(2016-2030)》要求,到2030年,非化石动力发电量占悉数发电量的比重力争到达50%。但据国家动力局的数据显示,2019年全国可再生动力发电量2.04万亿千瓦时,占悉数发电量的27.9%,仅比2018年提高了1.2%,增速较为缓慢。
  可再生动力发电具有显着间歇性,特别是光伏和风电等,受气候季节影响显着,形成其波动性远超传统化石动力发电,对电网调峰添补的要求十分高,并网消纳问题长时间存在。
  近两年,国家出台了一系列扶持方针,使得并网消纳问题正在得到逐步改进。西藏、云南、青海和四川等可再生动力丰富的西部区域,可再生动力电力占全社会用电比重现已超过80%。可是,由于西部区域整体用电量相与东部区域有显着距离,所以即便未来占比可以到达100%,跟着可再生动力发电量进一步攀升,悉数依托本地消纳也并不现实。
  解决问题的关键,就在于储能。经过集中式氢储能与分布式电池储能相结合,可以灵敏调峰添补,补偿可再生动力间歇性、波动性、区域经济差异性等弊端,推进可再生能发电大规模接入。
  此外,之所以要着重储能的重要性,还有一个重要的原因在于,可再生动力发电“平价”上网近在咫尺,未来还会进一步降低,储能本钱将会占更高的份额。因而,储能技能的开展将成为可再生动力开展的重要推进力。
可再生能源
  02氢储能与可再生动力有天然结合点
  现在来看,小规模、短周期贮存其实锂离子动力电池等现已十分优异。可是,我国西北部的集中式大规模光伏和风电等可再生动力开展的瓶颈,在于长周期大规模储能体系。世界可再生动力署2019年发布的《氢:可再生动力的前景》陈述中指出,跟着太阳能和风能的存储需求显著添加,由可再生动力产生的很多氢气与储氢技能相结合,可以为电力体系供给长时间的季节性灵敏性。而且可再生动力电量份额在电力体系中的占比越高,季节性、长周期、大规模存储的重要性就越凸显。
  从技能视点看,电解水制氢技能将是衔接可再生动力和氢储能的重要纽带。依据我国氢动力及燃料电池工业立异战略联盟预测,到2050年之后,70%的氢气将来自于可再生动力,可以说电解水制氢将成为干流。日本在电解水制氢方面已处于领先位置,2020年3月7日,位于日本福岛县浪江町的福岛氢能研讨场已正式开始运行,这是世界最大的使用可再生动力的电解水制氢基地。现在,我国中船集团718所等企业都在电解水制氢范畴有了必定的技能堆集。
  从经济视点看,储氢的本钱相对更低,按现在1kg氢相当于34度电来算,氢能储能装置贮存1千瓦时能量约需100元。而电池储能,由于对使用寿数有要求,一般要到达9000次循环寿数,因而贮存1千瓦时能量大约需要1000元以上。世界可再生动力署也以为,当时可再生动力电力制氢可能是经济的,但仍需进一步降低本钱。
  有人质疑氢电转换的效率问题。但实际上,假如可再生动力电价本钱足够低,即便由于效率问题导致本钱添加,也会比电化学储能的本钱低不少。近期北欧的一项研讨定论也支撑这一观点,他们以为虽然氢储能的循环效率相对较低,但在未来高可再生动力份额的情形中,氢对电力的存储仍将是有益的,能有助于防止减少动力,添加可再生能动力整体布置。此外,研讨表明氢储能这一方式在经济上也具有可行性。
  2050年储氢状况预测
  此外,氢能还具有更好的产品特点。当时,日本作为全球主要的氢燃料进口国,从澳大利亚等国家大批量进口氢燃料,证明了氢是可以作为产品进行交易。而我国可再生动力十分丰富,假如能过捉住这一全新机会,经过低本钱制氢,再出口给氢燃料消费大国,将可以为我国经济开展开释更多的动能。
  从环保视点看,氢能作为可再生动力技能体系重要的组成部分,可以做到全生命周期零碳排放,未来开展集中式大规模可再生动力必定离不开氢能。反过来讲,假如氢能工业的开展不结合可再生动力,而是与传统化石燃料相结合,也是毫无意义的。环保低碳减排是氢能可持续性开展的根底之一,任何经济活动都不能动摇这一根基。
  我国科学院院士欧阳明高曾表示,氢能是支撑集中式可再生动力大规模开展和充分使用的重要途径。未来,氢能将在促进大规模可再生动力的整合与发电、跨部门和区域的动力分发、新增动力体系的弹性缓冲、交通动力脱碳化、工业动力脱碳化、修建热量和动力脱碳化和供给清洁工业原料等7个方面发挥重要作用。
  现在,制定国家氢能开展战略规划现已写入《关于2019年国民经济和社会开展计划执行状况与2020年国民经济和社会开展计划草案的陈述》,想必我国氢能工业路线图的发布指日可下。未来,还要探究更广泛的氢能使用场景,开释更多新动能,让氢能工业蜕变成跨行业、跨范畴、承载着更多任务的巨大蓝海。