五金为确保未来全球能源结构符合《巴黎协定》设定的1.5摄氏度目标,能源系统将全面进入加速转型和深度脱碳(即每年减少约8%的排放量)时期。近日,挪威船级社(DNV)发布《能源转型展望2021——技术进步报告》,给出了未来5年决定能源转型成效的10大关键技术。挪威船级社是为海事、油气和可再生能源行业提供技术保障、供应链和数据管理服务的组织机构,是全球最大的船级社。DNV报告列举的能源转型10项关键前沿技术,涉及能源生产、运输和储存以及使用转换环节,可在能源脱碳链条进行前沿技术协同。
海上浮式风力漩涡机可以获得海洋深水区上方丰富的风力资源。DNV报告认为,到2050年海上浮式风力发电将占世界电力的2%。由于用材和供应链还不成熟,海上浮式风电能源成本约为底部固定风力发电成本的2倍。通过政府政策激励以及技术规模效应等因素推动,预计到2030年,两者成本差能缩小到15美元/兆瓦时。
太阳能光伏是世界上发展最快的可再生电力能源。DNV报告预计,光伏发电会从2019年的8亿兆瓦时扩大30倍至2050年的220亿兆瓦时。
晶体硅模块技术、薄膜模块技术以及新型逆变器等新技术的出现,将不断提高光伏材料和元件质量,降低成本。新光伏技术的推动将使太阳能光伏发电成为未来10年最低成本电源。
DNV报告认为,全球每年会产生超过20亿吨城市固体废弃物(MSW)。通过收集垃圾填埋气(LFG),可用于发电或进一步将其精制成生物甲烷。
随着全球向低碳能源过渡,工业和私人消费能源从甲烷向氢气转移,并需要管道系统来运输低碳气体和二氧化碳。报告认为,在天然气管道基础设施上,通过修复而不是建设新管道可以减少项目风险和商业成本。二氧化碳管道需要确保管道处于最佳压力和温度范围。氢气管道设计要求不锈钢结构、内涂层,需要耐腐蚀以及安装过滤器。
由于可再生能源分散分布的特性,需要链接和整合可再生能源电力系统,用到高压直流输电网技术(HVDC),这项技术的输电网络具有传输距离长、低损耗和高度控制的优势。HVDC系统有点对点直流输电、多终端直流输电、多终端高压直流电网保护3类集成系统。目前,构建这些系统的标准和指南仍然缺乏,真正操作经验很少。
作为可再生能源终端设施的重要组成部分,新型锂电池技术将重新进入便携式电子设备和电动汽车(EVs)的应用领域。新型电池技术增加了电池能量密度,电子设备和电动车的电池使用持久性得到极大提升。锂电池技术改进的一种方法是将固态材料更换为液态电解质,使用硅更换石墨电极;另一种方法是利用锂金属原子直接相互覆盖形成电极。
在过去10年,海上运输中使用燃料电池还处于起步阶段。DNV报告认为,固体氧化物燃料电池SOFC、质子交换膜燃料电池PEMFC和高温PEMFC(HT-PEMFC)是在海洋运输中最有前景的燃料电池技术,这些燃料电池类型的测试和评估已经在海洋运输项目中应用。新的核动力船舶应用了小型模块化反应堆(SMRs),熔盐反应堆(MSRs)技术。
DNV报告认为,未来5年内新能源乘用车电池的成本将低于80美元/千瓦时,平均车辆行驶里程高于600千米。未来5年,因充电器技术改进,直流电源充电器的作用显著增加,预计车辆电网集成(V2G)服务将走出试验阶段。
绿氢主要通过电解产生,包括4种技术:碱性电解(AE)、阴离子交换膜(AEM)、固体氧化物电解(SOE)和质子交换膜(PEM)。
其中,阴离子交换膜技术处于研发阶段;碱性电解和质子交换膜是发展最为成熟的绿氢技术;固体氧化物电解技术已达到商业化开发程度,但是成熟度不及碱性电解和质子交换膜,成本也较高。
近年来,碳捕获和封存(CCS)技术从集中于化石燃料发电领域逐步覆盖到水泥、钢铁、冶炼、氢气和氨等产业领域。
在主要的碳捕获封存技术中,通过直接空气捕获法(DAC)虽然快捷,但成本在600 美元/吨,而其他二氧化碳捕获技术成本在15 美元/吨至125美元/吨。
【关于低碳软实力】邓正红在2012年8月出版的《低碳创新:绿色潮流下的获利方法》(科学出版社)一书中率先提出“低碳软实力”概念,并指出,“低碳孕育新的生产力,首先考虑的是生态生产力,就是低碳软实力。低碳软实力是驱动低碳经济发展的引擎,通过低碳价值创新,将产业生产力与生态生产力有机统一起来,达到经济、社会与生态的共赢。在这场世界性的中,最大的赢家是将经济、社会和生态三者有效结合起来。”邓正红在构建企业软实力理论之初就将“软实力”定义为“创造价值的能力”,并基于这一定义开展了一系列诸如企业软实力、城市软实力和国家软实力等的应用研究。何谓低碳软实力?遵循“软实力即创造价值的能力”的定义,低碳软实力即创造低碳价值的能力,具体来讲,就是以最低的成本、最低的资源和环境代价,创造最大的经济、社会和环境价值,持续获得高额、超额“碳金”。
【作者简介】邓正红,中国软实力权威专家,长期从事软实力应用研究,创立企业软实力理论、软实力指数工具,第一个对软实力系统量化与价值评价,拥有基于企业、城市、国家之软实力指数与软实力价值评估计算一整套自主知识产权,誉为“中国软实力之父”。首创“低碳软实力”概念,独家发布企业(世界软实力500强)、城市(中国内地城市和地区软实力排序)和国家(全球软实力100强)三大软实力排行榜,国家电网《企业软实力丛书(核心价值、核心模式、核心实力)》总策划及撰稿人。18个月前精准预言2020年3月国际油价暴跌,参与国家能源局页岩油发展研究,为形成符合我国特色的页岩油发展思路提供了有益参考。出版《页岩战略:美联储在行动》《页岩战略Ⅱ:非常规变革》《页岩战略Ⅲ国家石油(突围低油价困局、减产联盟在行动、产油国地缘风险、原油史诗级崩盘)》《软实力:中国企业的破局之道》《巧实力:竞争环境下的聪明策略》《再造美国:美国核心利益产业的秘密重塑与软性扩张》《大国互联:上市与较量》《低碳创新:绿色潮流下的获利方法》《绿公司:低碳商机操作指南》等著作。返回搜狐,查看更多能源之低碳软实力:未来能源低碳转型的成效取决于10项关键前沿技术