202301-可持續能源驅動可持續發展

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可持續能源驅動可持續發展

Point at a beating heart

可持續能源(Sustainable Energy)是指“既能滿足當代人的現時需求,又不損害後代人滿足他們未來需求”的能源和技術。可再生能源(Renewable energy),甚至被稱為清潔能源(Clean energy),通常來自於不斷補充的自然資源。我們常說的可再生能源,如風能、水能、太陽能和海洋能源等,它們往往比化石燃料更具有環保和可持續性的特點。

為了實現自給自足,滿足全球日益增長的能源需求,以及應對溫室氣體排放造成的氣候變化威脅,應多善用可持續能源,以符合人們健康的共同利益。

目前,可持續能源大約提供了世界電力需求的7%,而太陽能、風能、生物能、水電和海洋潮汐能都是可持續能源的一些主要來源。能源是氣候挑戰的核心,也是解決方案的關鍵。

太陽能

光是地球上最豐富和可自由利用的能源之一。 一小時內到達地球表面的太陽能量超過了地球一整年的能源需求總量。在過去十年中,隨著技術的進步,太陽能電池板的製造成本大幅下降,效率隨之提升,壽命也達到了大約30年,這一轉變大大減小了經濟壓力,使其不僅能夠負擔得起,而且是更加實惠的電力能源形式。

How Sustainable Energy Can Do the World a Power of Good

風能

風能同樣是一種天然且豐富的清潔能源。風力發電站通過使用渦輪機捕獲風流的能量,並將其轉換為電能。從技術上講,風能是太陽能的一種形式。我們稱之為“風”的現象是由大氣層中的溫度差異加上地球的旋轉和地球的地理環境造成的。

風能已經使用了幾千年,但在過去的幾年裡,陸上和海上風能技術已經得到了長足的發展——採用更高的渦輪機和更大的轉子直徑。雖然平均風速因地而異,但世界上大多數地區都存在充足的風能潛力,可以實現風能的大量部署。

How Sustainable Energy Can Do the World a Power of Good

海洋能源(或稱潮汐能源)

海洋能源(或稱潮汐能源)是另一種形式的水力能源,它利用海水的動能和熱能——例如波浪或洋流來發電或供熱。比如,利用每天兩次的潮汐流來驅動渦輪機發電。雖然潮汐流與其他一些水力能源不同,不是恒定的,但它是高度可預測的。海洋能源系統仍處於早期開發階段,未來發展潛力巨大。

How Sustainable Energy Can Do the World a Power of Good

生物能源

生物能源是一種來自生物質的可再生能源,生物質指來自植物和生物體的有機物質。在壁爐中使用的木柴是大多數人熟悉的生物質的一個例子。

有各種方法用於通過使用生物質來產生能源。例如通過燃燒生物質,或利用甲烷氣體來實現,甲烷氣體是由池塘和垃圾填埋場中的有機材料自然分解產生的。生物能源是由各種有機材料通過能源轉換而生成的,是一個更清潔、更節能的過程。

How Sustainable Energy Can Do the World a Power of Good

技術創新驅動可持續能源發展

在可預見的未來,可持續能源的核心是技術革命。所謂“新能源”主要體現在能源開發利用的新技術上。同時,大力壓減高耗能高碳排放能源消費,不斷提升能源利用效率、進一步節約能源消耗和減少碳排放,也都迫切需要依靠技術創新實現技術突破。

太陽能、風能和儲能主要採用絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)和碳化矽(SiC),將間歇性可變能源轉換為可持續性的能源提供給網路。從這個角度,功率半導體將成為21世紀可持續源和高效負載能源網路的關鍵驅動力。

功率半導體需要在三個關鍵領域進行持續創新,才能幫助我們持續高效地利用可再生能源並實現零排放,即開關技術性能、高效封裝以及成本和容量方面的創新。無論是MOSFET、IGBT還是SiC器件,通過技術創新提高開關的運行效率和性能,同時降低靜態和動態損耗。另外,封裝技術通過在互連、材料和模組技術上的創新,在不影響電氣性能和可靠性的前提下,能將熱量損耗降到最小,進而提升功率半導體的效率。


碳中和與產業融合 邁出綠色轉型的步伐

目前,國內能源產業中,電力和熱力部門一直在中國碳排放中占比很大,要加快能源市場從黑色工業轉向綠色工業的步伐,最直接的方式就是加大產業供給端的減碳強度。持續推進煤炭、煤電淘汰落後產能。同時能源升級轉型是我國戰略發展必經之路,能源產業大力發展綠色低碳如光伏、風電、水力等可再生能源。

供給側能源產業在轉型的同時,消費側也需要向綠色低碳轉型發展。交通、農業、工業等用能領域積極轉向使用綠色能源,降低碳排放與能耗。


1.太陽能光電產業

 重點任務:

  1. 大力發展分散式光伏發電;
  2. 完善消納保障機制,保消納、保裝機;
  3. 進一步提高太陽電池及組件效率,降低度電成本;
  4. 規模化發展長儲熱小時數的融鹽塔式技術,進一步降低導熱油槽式電站的成本電價;


2.能源互聯網與綜合能源服務產業

重點任務:

  1. 研究適應全球能源互聯網發展特點的智慧城市新基礎設施體系;
  2. 輸電線路升級改造逐步採用超導輸電技術;
  3. 採用優化調度實現跨區域送受端協調控制,基於電力市場實現集中式省間交易和分散式省內交易,促進清潔能源消納;
  4. 開發多類型、大容量、低成本、高效率、長壽命的先進儲能系統。


3.核能產業

重點任務:

  1. 自主三代壓水堆核電技術實現型譜化開發、批量化建設;
  2. 小型多用途核反應爐技術開拓核能應用範圍與應用領域;
  3. 第四代先進核能技術與壓水堆協調發展,打造可持續發展模式;
  4. 發展穩態、高效、安全、實用的核聚變技術。


4.風電產業

重點任務:

  1. 優化產業空間佈局,加快發展陸上分散式風電;
  2. 加強就地就近利用,落實解決消納難題;
  3. 加強基礎共性技術研究,形成產業發展的完整研發製造體系;
  4. 強化市場競爭機制,積極促進風電產業與金融體系的融合。


5.生物質能產業

重點任務:

  1. 建立生物質資源分佈及其物化特性資料庫;
  2. 研發生物質高效熱電聯產、熱電多產品聯產和垃圾清潔焚燒發電聯合多產品生產技術;
  3. 生物質成型燃料重點研發成型燃料工業化生產關鍵技術和高效清潔化利用;
  4. 生物質交通燃料重點推進纖維乙醇產業化,建立生物柴油成熟的商業運營模式,研發生物質高效轉化技術。


總結

通過技術創新和擴大可持續能源的應用,可以有效地保護我們的地球免受氣候變化影響。新技術、新模式、新賽道也會成為推動能源轉型的強勁力量。同時,要實現科學利用能源和輸出優質能源,需要做好靈活性能源、儲能、智慧電網等的整合,涉及能源、電網、資訊化、數位化等多領域、多學科的聯合攻關,仍需不斷創新。

 

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