圆桌｜技术创新重塑能源格局：核聚变、新型储能、探路氢气田 ...

roy899

实现“30·60”双碳目标，是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，将推动中国能源结构与经济社会发展范式的全面更新。能源领域转型是实现双碳目标的重点难点，要如何构建发储输用一体化绿色能源体系？又要如何定义绿色能源的发展路径和发展模式？
! g' G2 y" b8 `  k, G% l3月26日，在北京大学光华管理学院主办的“北大光华碳中和论坛”上，多位专家学者围绕能源与经济社会转型话题发表了观点，并就双碳理论与实践创新提出了意见与建议。
可控核聚变的技术突破或是全球实现碳中和的关键
“当前，在全球落实巴黎协定还面临三大缺口：承诺、资金、技术。”
3 r) E& F, f2 H2 w科技部原副部长、研究员，原国务院参事刘燕华在会上指出，当前各国应对气候变化的承诺很难满足巴黎协定的目标，也有大量资金缺口，此外已有的技术可能也难满足巴黎协定的要求，需要绿色创新。
谈及当前面临的挑战，刘燕华谈了五个方面：第一，满足能源需求增长与推进低碳转型之间存在矛盾；第二，近中期可再生能源仍受到技术和系统成本制约，加剧了保障难度；第三，转型推进过程中，传统化石能源的安全作用到什么程度；第四，传统能源安全、新型能源供应安全和网络安全风险叠加；第五，锂、钴、镍、铜等战略性矿产资源需要保障。
2021年9月，中共中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出，要强化基础研究和前沿技术布局、加快先进适用技术研发和推广。
在刘燕华看来，绿色创新要从总量、成本、可获得性、可持续性、智能化等五个方面有所突破。他表示，绿色创新要满足不断增长的绿色能源需求，要比现有能源更廉价，要有广阔的市场应用，要有可持续的资源保障，要应用新的能源供应系统和制度。
刘燕华认为，绿色创新的重点有两个方面。
一方面是分布式可再生能源。目前分布式可再生能源发展正处于百花齐放、百家争鸣阶段，风、光、水、氢、地热、生物质、潮汐等各具优势，也有低密度局限。任何一种可再生能源都不能满足大量的供给，因此必须走多元互补的道路。
1 b+ E4 u, S' M( P7 ?  X# d微电网、局域网建设是分布式可再生能源发展的重要途径。储能技术是发展分布式可再生能源的关键。传统的“自上而下”的供电方式要调整为“自下而上”和“自上而下”相结合。智能电网的含义不仅是大电网的智能控制，更重要的是电网与分布式可再生能源的智能化协调。要为分布式可再生能源提供法律依据。
另一方面是颠覆性技术，包括可控核聚变、ITER（国际热核试验反应堆）、EAST（全超导托卡马克核聚变实验装置）等。近期，美国已独立实现了核聚变反应堆的能量输出。韩国已在中型核聚变装置上进展较快。可控核聚变的技术突破有可能是全球实现碳中和的关键，必须充分重视。
6 D' G8 D! A; ~储能技术已取得重要进展，具备规模化发展基础
' X: h# Y! A5 q' x8 a% K8 }# h截至2021年底，中国已投运储能项目累计装机规模达46.1GW，中国新型储能市场累计规模达到5.73GW，新增规模首次突破2GW，同比增长74.5%、
“储能是实现双碳目标和能源革命的关键支撑技术，发展储能具有重大的战略意义。储能技术取得了重要进展且发展很快，储能的发展已具备规模化发展的基础。储能技术和产业具有广阔的发展前景，需要从战略和全局角度给予重视。”中国科学院重大科技任务局副局长、中国能源研究会储能专委会主任陈海生表示，我国储能技术经历了四个发展阶段，目前正快速成长：
在2000年至2010年间，我国储能技术尚处于技术验证阶段，十年间科研计划得以实施，技术验证示范，到2010年底电化学储能累计装机规模仅有2.4MW，累计投运项目11个。
6 a, `$ f1 B6 q- ]% ~2011年至2015年，我国储能进入示范应用阶段，示范项目逐步开展，应用模式渐渐有所探索，并逐步开拓国际市场，储能的应用价值逐渐明晰。截至2015年底，电化学储能累计装机规模为164.1MW，累计投运项目增加至205个。
2016年至2020年，我国储能进入商业化初期，政策支持力度加大，装机规模快速增加，多领域融合渗透，商业化模式逐步建立。到2020年底，电化学储能累计装机规模达到3GW。
# H, `  x  }$ p伴随着储能技术快速发展，2021年以来，我国储能进入新发展阶段，目前储能产业正规模化发展，部分技术实现了国际领先，标准体系也在不断完善，形成了多种商业模式，产业化体系正逐步形成。陈海生预测，到2024年底，电化学储能累计装机规模将达到15GW。
谈及对中国储能市场规模的预测，陈海生表示，储能有望形成一个技术含量高、增长潜力大的全新战略性产业，成为新的经济增长点。他认为，未来5年，“新能源+储能”是储能主要的应用场景，政策推动是主要增长动力。
“保守场景下，2026年新型储能总装机将达到48.5GW，五年复合年均增长率（CAGR）为53.3%；理想场景下，总装机将达到79.5GW，复合年均增长率（CAGR）为69.2%。”陈海生称。
, `& }) I9 {) A$ W+ g- v, v中国很可能存在氢气田
“技术改变未来能源格局，技术创造未来能源。”中国科学院院士、北京大学能源研究院院长金之钧表示，控制二氧化碳排放从而控制温度升高是人类的共识。调整能源结构，发展清洁低碳能源、化石能源清洁利用是二氧化碳减排的关键。
+ d: X! h# ~* X" y: z$ g1 D3 o+ e安全可靠、经济可行、清洁低碳是未来新型能源系统的要求，如何在转型过程中平衡低碳、安全和效率是关键。金之钧指出，当前能源转型表现为“多元化、低碳化、分散化、再电气化、数字化、智能化”特征，从资源为王到技术为王是当前能源转型的重要特征。
推动能源结构转型，必须解决可再生能源占比提高带来波动性的问题。对此，金之钧认为，生产力改变生产关系将在能源领域生动展现，可再生能源占比的提高同时会深刻改变能源的结构和运行方式，我们不能按照传统能源的方式来规范和扩大新能源，必须从系统角度优化和提高能源系统的灵活性和韧性，深化能源革命，驱动新的商业模式，才能真正构建新型能源体系。
  d% h$ q0 [# i( }: A+ M  ]% z- l对于清洁能源的选择，金之钧更看好氢能。无论是化石能源制氢，还是电解水制氢，氢气一直作为二次能源存在，而且氢能从制造到储存利用目前技术路线还有很大不确定性。
; S" q( F6 `+ ?- X然而2019年在马里发现了全世界第一个氢气田让金之钧眼前一亮，这是氢气第一次以一次能源的形式出现，目前当地已经建成了全球第一个氢能源发电厂，并给周边的村进行了供电。
“我自己有个梦想，就是能在中国发现氢气田。我现在正带领团队在全国的几个地区（研究），特别是鄂尔多斯等地区，是非常有希望的。”金之钧表示，他认为中国很可能也存在氢气田，开发一次氢能源或将成为氢能开发的新路线。