本文聚焦新能源发展过程中面临的消纳问题,详细阐述了储能技术(如电池储能、新型储能技术、氢能等)的重要性及发展方向,同时强调了能源产业跨界融合(如交通与能源、建筑、工业等领域)的必要性,并指出绿色化学在能源转型中的关键作用。
在当今时代,随着新能源装机规模的持续攀升,如何构建新型电力系统,高效做好新能源消纳工作,成为了全社会广泛关注的焦点问题。在近日举办的第十届中国能源发展与创新大会上,诸多专家纷纷表示,解决可再生能源间歇性问题的核心要点在于储能技术。未来,需要加大研发力度,致力于高性能、低成本、长寿命储能电池的研制,积极推动热储能、氢储能和压缩空气储能等新型储能技术的进步。同时,要不断探索新型储能技术与发电侧、电网侧、用户侧相结合的多样化融合发展模式,以此实现新能源的稳定供应,进而达成对传统能源的有效替代。
近年来,我国能源发展取得了令人瞩目的历史性成就。新能源已经逐步从曾经的“替补能源”成功转向“主体能源”。自2020年以来,我国可再生能源新增装机连续5年达到亿千瓦级。2024年,新增装机规模更是再创历史新高,达到了3.7亿千瓦,占据全国新增电力装机的86%,当之无愧地成为我国电力新增装机的主体力量。
风光资源具有丰富且分布广泛的显著优势,但同时也存在着间歇和随机的明显弱点。随着风光发电规模的不断扩大,新能源消纳问题日益凸显,逐渐成为当前新能源发展道路上的重要制约因素。中国产业发展促进会会长于彤指出:“过去风光电的快速发展是依托在常规能源发电基础之上,依靠常规能源发电进行补偿调节而运行的,这种发展模式显然是不可持续的。”他强调,今后储能技术、氢能技术将与风光发电技术处于同等重要的地位,成为新能源技术的关键组成部分。
在中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司党委书记、董事长朱国金看来,不同储能技术的有效融合能够进一步提升储能系统的整体性能,带来更为可观的经济性。以抽水蓄能与压缩空气储能的融合为例,抽水蓄能作为目前应用最为广泛的大规模储能技术,具备技术成熟、储能容量大、寿命长等诸多优势,然而它也存在地理限制的问题。压缩空气储能与抽水蓄能同属大容量、长寿命长时储能技术,但压缩空气储能存在转换效率低、建设成本高等缺点。通过优化地下洞室、送出线路等设施的设计,实现抽水蓄能和压缩空气储能的共享使用,能够减少重复建设,有效降低投资成本。同时,利用抽蓄上水库的水头压力,使水和空气在同一空间内共存,并通过合理的结构设计,降低储气规模,构建水气共容定压压缩空气储能结构,可以显著提高储能效率、降低压储成本。
氢能是一种更具长远意义的储能技术。朱国金表示,通过可再生能源离网制氢,可以将可再生能源从“波动性电源”成功转化为“可储存、可调度”的清洁能源载体,实现就地消纳,提高新能源消纳比例。而且,可再生能源制氢不受电网约束,能够实现可再生能源就近消纳,尤其适用于远海岛屿、沙漠、矿区等电网未覆盖的偏远地区。
中国产业发展促进会副会长兼氢能分会会长魏锁认为,我国氢能产业从基础研究、技术研发、设备制造、基础设施建设,到生产应用技术开发验证、项目示范,都取得了重大进展和显著成效。氢能技术水平得到了快速提升,成本大幅下降,示范项目顺利推进,自主可控的氢能供应链已基本形成。这表明氢能产业已基本具备全产业链规模化发展的能力,为氢能的进一步发展提供了坚实的技术支撑。
在发展储能技术的同时,促进能源产业跨界融合同样不可或缺。推动电动汽车、氢燃料电池汽车等新能源汽车的发展,积极探索“车网互动”模式,能够实现交通与能源的协同发展;推广绿色建筑理念,开发智能建筑管理系统,根据室内外环境自动调节能源消耗;鼓励工业企业建设分布式能源系统,更多地利用新能源制氢产品,减少对传统能源的依赖,提高能源利用效率,降低企业生产成本……这些举措都有助于推动能源转型,实现能源的可持续发展。
其中,绿色化学将在解决经济、资源、环境三者间矛盾的过程中发挥至关重要的作用。中国科学院院士、中国科学院化学所研究员韩布兴表示,碳中和涉及多学科领域,物质转化和能量转换是其中最核心的科学问题。绿色化学是化学化工、能源、材料等领域发展的必然方向,也是实现化学工业可持续发展的根本途径。绿色化学与技术的发展将促进相关学科的发展以及生产生活方式的变革。
“绿色化学涵盖无害和可再生原料、绿色溶剂、绿色催化、高效反应路线、高效清洁化工过程和绿色产品等内容。”韩布兴介绍,我国拥有大量可收集利用的生物质,每年因使用化石能源产生的二氧化碳约100亿吨。同时,我国现存废弃塑料约10亿吨,每年还将产生约5000万吨。因此,通过化学化工技术,将二氧化碳、生物质、废弃塑料等废物转化为化学品、能源产品和材料,能够实现变废为宝,具有重大的现实意义。
本文围绕新能源发展展开,指出在新能源装机不断增长的背景下,新能源消纳问题成为发展瓶颈。强调了储能技术(包括电池储能、新型储能、氢能等)是解决可再生能源间歇性问题的关键,不同储能技术融合可提升性能和经济性。同时,阐述了能源产业跨界融合(交通、建筑、工业等领域)对能源转型的促进作用,以及绿色化学在解决经济、资源、环境矛盾中的重要性。整体为新能源的稳定供应和可持续发展提供了多方面的思路和方向。
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