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全球碳中和運(yùn)動(dòng)缺乏一個(gè)明確的理論基礎(chǔ)

文章來源:中國能源報(bào)陳新華2021-04-14 10:01

電力之外,熱力和交通交通移動(dòng)力也需要在滿足需求的前提下,采用最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的去碳化途徑

 
熱力需求的核心是溫度要對口(有些應(yīng)用也需要壓力對口),高溫工業(yè)過程(如發(fā)電)產(chǎn)生的余熱完全可以是其他中低溫過程所需要的熱能。著名工程熱物理學(xué)家吳仲華【5】結(jié)合熱力學(xué)的第一和第二定律,提出的“分配得當(dāng)、各得其所、溫度對口、梯級利用”的能量利用16字原則,至今對于熱能的循環(huán)利用還具有重要的指導(dǎo)意義。建筑物的暖通需求是能耗和碳排放大戶,應(yīng)同時(shí)做好通過“被動(dòng)房”和“主動(dòng)房”技術(shù)提升建筑物能效,優(yōu)化建筑物用能結(jié)構(gòu)。
 
交通領(lǐng)域亦需要通過電氣化與氫燃料電池等技術(shù)路徑,并在全社會提倡低碳出行盡可能減少燃油消費(fèi)等,積極打造綠色交通體系。但需要注意的是,航空與海運(yùn)領(lǐng)域在未來較長一段時(shí)間內(nèi),還需要液態(tài)燃料來驅(qū)動(dòng)。包括生物質(zhì)燃料在內(nèi)的“零碳”燃料,或者說是“碳中和燃料”將扮演重要角色。
 
綜上,從能源系統(tǒng)視角,可以看到從單個(gè)能源產(chǎn)業(yè)角度無法看到的現(xiàn)實(shí),從而避免一些片面的做法。這里涉及的幾個(gè)核心問題包括:
 
首先,由于化石能源一直擔(dān)負(fù)著能量提供與材料提供的雙重功能,系統(tǒng)分析要求我們在能量的低碳轉(zhuǎn)型后,必須要為材料的供應(yīng)尋找新的可行途徑。基于這一點(diǎn),那些認(rèn)為未來社會全部由電力驅(qū)動(dòng)的觀點(diǎn)就站不住腳,100%電氣化或者電力加氫能的碳中和技術(shù)路徑就可能是一個(gè)戰(zhàn)略誤區(qū)。從這個(gè)角度看,中央提出“構(gòu)建以新能源為主體的電力系統(tǒng)”,而不是“構(gòu)建以新能源為主體的能源系統(tǒng)”,是非常科學(xué)合理的。
 
其次,能源低碳化轉(zhuǎn)型要在保障能源安全的前提下穩(wěn)妥進(jìn)行,可參照發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn),在未來一定時(shí)期(如10-20年)內(nèi),將一定比例(如60%)的能源作為保障能源供應(yīng)安全的基礎(chǔ)能源,拿出剩余的部分參與能源轉(zhuǎn)型,主要用可再生能源、天然氣和核電來代替煤電。由于我國基本沒有燃油發(fā)電,而且油氣具有良好的工業(yè)基礎(chǔ),在核聚變工業(yè)化突破之前,石油需要力求總量穩(wěn)定,為煤炭的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和核能發(fā)展贏得時(shí)間和空間。天然氣要穩(wěn)中有升,對石油進(jìn)行有序替代,確保油氣行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型,最終向零碳過渡。這樣分步滾動(dòng)實(shí)施碳中和計(jì)劃,而不是一步到位。
 
第三,電力、熱力或交通移動(dòng)力是人類生活與生產(chǎn)活動(dòng)所需要的能量服務(wù)。對于節(jié)能減碳而言,提高“有用能量”占總消耗能量的比例,即提高能效,可以減少能源浪費(fèi),進(jìn)而減少碳排放。這就要求相關(guān)技術(shù)設(shè)備在設(shè)計(jì)指標(biāo)方面更加精確、嚴(yán)苛,盡可能提高各環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化和傳輸效率,甚至可以按照有用能量的概念重新設(shè)計(jì)耗能設(shè)備,以此反推能源轉(zhuǎn)化和供應(yīng)系統(tǒng)的合理性。這就是為什么在很多耗能領(lǐng)域存在巨大節(jié)能空間的原因。2016年,北京國際能源專家俱樂部對杭州泵浦公司的循環(huán)水節(jié)能技術(shù)開展了評估與推廣工作。按該公司介紹,我國的化工、電廠、冶金行業(yè)的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)普遍存在“大馬拉小車”現(xiàn)象,80%以上的循環(huán)水系統(tǒng)具備15%以上的節(jié)能潛力。
 
第四是重視對電、熱、冷等多種用能需求的集成與優(yōu)化,提高能量的綜合利用效率,降低碳排放。
 
能源系統(tǒng)的特征是任何一種資源都可提供多樣的能源服務(wù),而任何一種能源服務(wù)都可由不同的能源資源來提供。這就需要圍繞著某一需求,或者某個(gè)客戶,針對其能量需求對不同技術(shù)和資源進(jìn)行集成優(yōu)化、梯級利用,提升整體效率,降低碳排放和客戶綜合成本。并通過先進(jìn)技術(shù)對各種資源進(jìn)行整合,促進(jìn)傳統(tǒng)能源系統(tǒng)向更高效、更安全、更清潔、更智能、更協(xié)調(diào)的現(xiàn)代能源體系轉(zhuǎn)變。
 
第五是重視數(shù)字技術(shù)的推廣應(yīng)用。當(dāng)前,數(shù)字技術(shù)正在以“互聯(lián)網(wǎng)+”為主要手段的第一階段向以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和區(qū)塊鏈等為主要手段的第二階段進(jìn)軍,更多的行業(yè)將被新的數(shù)字化浪潮重塑。數(shù)字技術(shù)作為新的生產(chǎn)力,可推動(dòng)不同種類能源在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置,構(gòu)建電力、天然氣、熱力與互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商之間互惠共贏的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈,這對提高能源系統(tǒng)整體能效,降低CO2排放起著關(guān)鍵作用。建議國家在電力系統(tǒng)現(xiàn)有“能源互聯(lián)網(wǎng)”的整體架構(gòu)基礎(chǔ)上,籌劃能源化工領(lǐng)域數(shù)字化發(fā)展的整體架構(gòu),明確重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域與試點(diǎn)項(xiàng)目。
 
第六是全局優(yōu)化。能源系統(tǒng)是一個(gè)互聯(lián)互通的體系,碳中和戰(zhàn)略需要全局考慮,不能只考慮局部優(yōu)化。如將數(shù)據(jù)中心這樣的電耗“巨獸”轉(zhuǎn)移到可再生能源富足的西部,必將導(dǎo)致西電東送電量減少;在內(nèi)蒙古牧區(qū)“一刀切”禁止新上發(fā)電項(xiàng)目有可能會影響到東北和華北的電力供應(yīng)。碳中和在需求側(cè)應(yīng)強(qiáng)化節(jié)能工作,充分開發(fā)身邊的可利用資源,在供應(yīng)側(cè)還應(yīng)整合各類低碳要素資源,跨領(lǐng)域、跨行業(yè)、跨地區(qū)進(jìn)行協(xié)同、有序、穩(wěn)步推進(jìn)。碳中和在路徑上也應(yīng)多元化,而不是過分依賴某一技術(shù)路徑。
 
此外,能源基礎(chǔ)設(shè)施是城市基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分,可以通過城市規(guī)劃及智慧城市建設(shè),將水、電、通訊、交通、生活垃圾處理等城市基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行集成優(yōu)化,產(chǎn)生融合效應(yīng)。 內(nèi).容.來.自:中`國`碳#排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai f an g.com
 
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