一則新聞引起人們的關(guān)注,世界環(huán)境保護組織稱在以后的所有報告里會將"全球變暖"一詞,替換成"氣候危機",由此可見,提醒全人類提升大家的環(huán)境保護意識越發(fā)重要,除此之外, 在能源環(huán)保領(lǐng)域,特別是電力清潔領(lǐng)域,各位專家也在做著他們的思考和建議。
隨著溫室氣體排放和環(huán)境壓力越來越大，電力的清潔化生產(chǎn)顯得愈加重要。
近日，在相關(guān)會議上，多位院士、專家學(xué)者就如何讓電力更加清潔化展開了討論。
毫無疑問，隨著可再生能源的快速增長，電力生產(chǎn)的清潔化已經(jīng)成為全球化趨勢。據(jù)IEA統(tǒng)計，2018年全球發(fā)電量達(dá)到26.6萬億千瓦時，其中化石能源的發(fā)電占比占64％，可再生能源占比為26％，核能占10％，清潔能源發(fā)電占比逐步提升。
就中國而言，一次能源消費結(jié)構(gòu)中，長期以來煤炭占比較大，這不僅造成了國內(nèi)較為嚴(yán)重的環(huán)境問題，還在國際溫室氣體排放中面臨較大壓力。但近年來中國主動調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，目前不僅風(fēng)電、光伏的裝機總量成為全球第一大國，而且在新增電力裝機中，可再生能源裝機量也在不斷增加。
圍繞清潔電力生產(chǎn)和推進能源革命，九位院士分別就不同的角度提出了自己的觀點。
謝克昌（中國工程院院士、原副院長）：
中國能源發(fā)展面臨的形勢，用一句話講，化石能源的地位在可預(yù)見的未來不可動搖，但是清潔、低碳、高效、安全仍然面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。中國長期以來煤炭在一次能源消費中的比例都占到70％左右，但是經(jīng)過十二五、十三五的努力，2018年這個比例下降到59％，非化石能源達(dá)到了14.3％。因此，對國際承諾的2020年15％的非化石能源占比是可以實現(xiàn)，尤其是在裝機容量上，非化石能源的新增裝機占比達(dá)到了40％，新增發(fā)電量也達(dá)到了31％。
煤炭是我國的主體能源，而清潔高效利用的煤炭也應(yīng)該稱之為清潔能源。通過超低排放技術(shù)，通過末端治理，煤炭在發(fā)電過程當(dāng)中的顆粒物可以降到低。中國的運行數(shù)據(jù)已經(jīng)表明，實現(xiàn)超低排放以后顆粒物的排放大大降低，燃煤發(fā)電污染物的排放水平已經(jīng)領(lǐng)先于世界，而且在一些污染物的排放上還低于天然氣的排放。
中國的能源結(jié)構(gòu)與供需關(guān)系決定了中國必須大力的推進煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用，并以此作為能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的立足點和首要任務(wù)，實現(xiàn)了清潔高效利用的煤炭就是清潔能源。
彭蘇萍（中國工程院院士／中國礦業(yè)大學(xué)教授）：
目前中國清潔能源利用，氫能是一個重要的方面。氫能的發(fā)展目前又迎來了一個高潮。實際上，20多年前在美國克林頓時期和小布什時期，氫能發(fā)展就在世界引起了反響，當(dāng)時美國提出了氫能經(jīng)濟，但是20多年過去了氫能還是不溫不火，20年后為什么又出現(xiàn)了一個新的熱潮呢？
一是因為在能源系統(tǒng)里，氫本身作為一種清潔能源是大家追求的終極目標(biāo)，第二個是現(xiàn)在制氫的成本在大幅度的降低，在中國一大批煤化工企業(yè)使制氫的成本每公斤控制在6毛錢左右，又進一步引起了大家對氫能的關(guān)注。
氫能是一種非常好的二次能源，以前我們把氫能和傳統(tǒng)的化石能源割裂開來了，但是新一輪的氫能發(fā)展主要得益于成本的降低，給大家?guī)砹讼Ｍ?，但是降低成本的主要動力還是化石能源的一種促進，這個促使我們思考化石能源和氫能如何相互促進，當(dāng)氫能和化石能源慢慢磨合后，可能會進一步促進氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
倪維斗（中國工程院院士／清華大學(xué)教授）：
現(xiàn)在大家都在討論清潔能源問題，火電超低排放很多國內(nèi)電站都做到了，主要是指二氧化硫、氧化氮這方面已經(jīng)和氣電基本上相仿，目前來看火電的清潔化利用關(guān)鍵問題是如何控制二氧化碳排放。因為污染物減少了，二氧化碳并未減少。
目前來看，火電要把二氧化碳減到零相當(dāng)困難。經(jīng)過仔細(xì)研究和長期實踐，大家認(rèn)為煤與生物質(zhì)混燒技術(shù)，即用生物質(zhì)為原料部分或全部替代火電中的煤炭，是一個不錯的火電低碳發(fā)展方向。采取煤與生物質(zhì)混燒的辦法，可以有限控制碳排放，可以說混燒5％就可以減少5％的二氧化碳排放，英國這幾年在火電摻燒方面發(fā)展的很快，相當(dāng)多的火電廠已經(jīng)采用了混燒的辦法，有的電廠都已經(jīng)全部采用了生物質(zhì)。
因此我們應(yīng)該把這個產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)起來，整個混燒的生物質(zhì)供應(yīng)鏈?zhǔn)欠浅４蟮漠a(chǎn)業(yè)，可以和“三農(nóng)”問題結(jié)合起來，用整個的工業(yè)需求來促進生物質(zhì)原料的發(fā)展，既解決了原料問題，還為農(nóng)民提供了就業(yè)和脫貧的機會。
陳清泉（中國工程院院士）：
能源的清潔化需要能源更加智能化，那么什么是智慧能源，智慧能源就是要把廢棄的能源變成有用的能源。能源的智能化可以解決四大矛盾，一是傳統(tǒng)能源和新能源的矛盾，二是一次能源和二次能源的矛盾，三是集中能源和分布能源的矛盾，四是電力能源和化工能源之間的矛盾。
解決上述矛盾，要求能源利用要低碳化、智能化和終端能源電氣化，除此之外還需要能源的氫能化，因為氫能化也是很好的二次能源，并且氫能化可以做到電能化做不到的事情，他可以把電力能源和化工能源很好地融合，要把電力、氫氣、煤炭所有的能源結(jié)構(gòu)融合，融合以后可以把廢棄能源變成有用。
另外，智能化與低碳化還需要聯(lián)手，智能化的同時要做到低碳，因為在能源生產(chǎn)當(dāng)中會產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳有時候是一種廢料有時候又是一種材料，在能源生產(chǎn)和消費當(dāng)中也產(chǎn)生氫氣，氫氣有時候是材料有時候是廢料，氫氣和二氧化碳結(jié)合就是一個燃料。
我要再提一下，我從事電動汽車研究40多年，我認(rèn)為能源革命和汽車革命一定要聯(lián)手，因為交通占能源消費的三分之一，什么是汽車革命，汽車革命的內(nèi)涵一是電動化，二是無人駕駛和智能化，第三是互聯(lián)共享。汽車的出現(xiàn)改變了人們的出行方式，但是今天又輪到汽車被革命，因為今天的汽車帶來污染，能源不可持續(xù)，交通堵塞，而汽車革命就是要電動化和智能化。
杜祥琬（中國工程院院士／原副院長）：
近年來，經(jīng)濟社會發(fā)展進入了新階段，能源發(fā)展也相應(yīng)的進入新階段，而中國的城市能源利用水平是城市發(fā)展和社會進步的一個重要標(biāo)志，中國城市人口眾多，能耗比較大，因此可以說是能源轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場。目前，城市能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)具備了良好的基礎(chǔ)，但是能源的供應(yīng)，環(huán)境和管理都面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。那么，東部和城市的能源發(fā)展能不能有一點新的思路呢？能不能東部能源盡量做到自給自足？或者中東部新增能源做到自給為主，西電東輸為輔呢？
東部的能源高比例自給有沒有可能，靠什么？我想東部可以發(fā)展自己的電源，西部發(fā)展自己的經(jīng)濟和電力的負(fù)荷，這樣來緩解中國很有特色的發(fā)展不平衡不充分的問題，使中東部既是電力的消費區(qū)又是電力的生產(chǎn)區(qū)，以電源的新形態(tài)發(fā)展助推電網(wǎng)的新格局，來逐步的改變以外來電為主的格局。
那么東部的資源夠用嗎？在考慮低風(fēng)速區(qū)域資源的潛力下，中東部地區(qū)陸上風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量是8.96億千瓦，陸上加上海上可開發(fā)的資源，一共是11億千瓦。光伏方面，集中式的光伏電站可開發(fā)的潛力是3.58億千瓦，分布式光伏裝機的潛力是5.3億千瓦，兩個加起來一共將近9億千瓦。另外，再加上當(dāng)?shù)氐幕痣?、燃?xì)獍l(fā)電等，從資源量上看，完全沒問題。
從技術(shù)可行性上看，光伏和風(fēng)電等可再生能源技術(shù)可行性已經(jīng)基本解決，但是光伏和風(fēng)電都需要儲能的配合，近年來儲能技術(shù)進步也很快，化學(xué)儲能也在接近抽水蓄能的價格水平。
從經(jīng)濟可行性上看，成本曾經(jīng)是制約可再生能源發(fā)展的因素之一，但是這些年成本不斷的下降。從1980年到2018年，風(fēng)電成本降了90％，2020年將與煤電相當(dāng)，從2010年到2017年，國際上光伏發(fā)電成本從0.36美元每千瓦時，已經(jīng)降到了0.1美元每千瓦時，下降幅度達(dá)到了73％，而且目前還在進一步下降。
中國東部能源實現(xiàn)比較高比例的自給，從資源、技術(shù)和經(jīng)濟性都可行，但是我們既然有西部、北部這樣一個能源密度比較高的地區(qū)的資源條件，當(dāng)然還是要用的，再加上現(xiàn)在已經(jīng)有一些基礎(chǔ)，所以西電東送為輔，中東部自給不夠的部分繼續(xù)利用西南的水電，以及部分的煤電，還有已經(jīng)在西部地區(qū)的風(fēng)光基地的電，但是隨著東部電源的發(fā)展，西電東送的壓力，北煤南運的壓力會減少。
因此，西電東送的增量有可能會出現(xiàn)一個拐點，這一點是一個非常重要的能源轉(zhuǎn)型的標(biāo)志，所以說能源轉(zhuǎn)型不光是能源結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu)和空間格局也會有重要的變化。
黃其勵（中國工程院院士）：
對于能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo)和措施，國家提出要建設(shè)智能低碳安全的能源體系，我自己的體會是要抓好能源轉(zhuǎn)型的兩條戰(zhàn)線，一個是可再生能源的規(guī)?；粋€是化石能源的清潔化。化石能源和可再生能源，從人類發(fā)展長河二者是一個博弈關(guān)系，化石能源不管他多么豐富，總會有一天用完的，可再生能源到什么時候也不會用完。
今天我們多用了一噸化石能源，子孫后代就會少用一噸，我們今天用化石能源主要的方式是燒，利用他的發(fā)熱量為我們?nèi)祟惙?wù)，可是子孫后代說不定有奇思妙想，把黑色的煤炭變成一個金色的巨龍，所以說在這個博弈當(dāng)中，設(shè)法做到化石能源清潔化和低碳化的同時，一定要做到可再生能源的規(guī)模化大量的使用。
郭劍波（中國工程院院士／中國電力科學(xué)研究院院長）：
大家都知道，風(fēng)電和光伏發(fā)電具有間歇性的特征，風(fēng)電和太陽能如果成為主力電源，必須對其他機組，比如火電進行靈活性改造。以中國的某省的實際數(shù)據(jù)做計算，我們要獲得30％的電量，如果不做靈活性的改造，用我們目前電網(wǎng)的數(shù)據(jù)就必須限電23％，風(fēng)電的利用小時只能到1500，火電的利用小時只能到3500。
如果到40％或者是50％的話，這個情況會更加的嚴(yán)重。如果我們對傳統(tǒng)機組進行靈活性的改造，假設(shè)我們將來全部都是靈活性電源，都可以壓到零處理，棄風(fēng)棄光率會大幅下降。我們要獲得更多的新能源的電量，提高消納能力，希望不棄風(fēng)棄光，我們的電網(wǎng)安全運行，在沒有新的技術(shù)措施的情況下是難以保障的。
所以這也是電力系統(tǒng)面臨的更大挑戰(zhàn)，我們要保證在現(xiàn)有技術(shù)上電網(wǎng)的安全，我們對新能源的發(fā)電出力就要限制，實際上現(xiàn)在愛爾蘭提出50％到55％的，就是新能源的出力不能超過50％，英國也有類似的規(guī)定，當(dāng)然希望我們能夠有智慧解決他，使得新能源能夠健康發(fā)展。
褚君浩（中國科學(xué)院院士／中科院上海技術(shù)物理研究所研究員）：
目前，能源和環(huán)境是非常重要的問題，過去100年地球溫度上升、人口增加、二氧化碳排放增加，現(xiàn)在的北冰洋可以去旅游了，問題還在繼續(xù)。
因此我們必須要發(fā)展低碳技術(shù)，低碳技術(shù)包括了減碳技術(shù)，比如說煤炭的清潔高效利用，這個就是減碳技術(shù)。第二個是無碳技術(shù)，包括核能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等等。第三個是去碳技術(shù)，就是把二氧化碳捕獲埋存，要解決這三個方面的能源問題，我們還有很長時間的路要走，既需要煤炭高效清潔利用，發(fā)展LED照明節(jié)能減排，又要發(fā)展多種形式的可再生能源技術(shù)，再加上二氧化碳的捕獲與封存，解決人類面臨的能源問題。
衣寶廉（中國工程院院士／中科院大連化學(xué)物理研究所研究員）：
巴黎協(xié)定規(guī)定本世紀(jì)希望溫度上升小于2攝氏度，那就要減排二氧化碳，我們國家在大會上承諾到2030年左右，二氧化碳排放要比2005年下降60％到65％，非化石能源占一次能源的20％左右。要實現(xiàn)上述目標(biāo)，除了提高能源效率以外，很重要的一點就是能源要減碳，氫能的發(fā)展是一個重要的方面。
源轉(zhuǎn)型過程當(dāng)中氫起的作用是非常大的，他能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的高效的可再生能源的消納，用電解水的辦法，能夠降低交通過程當(dāng)中燃料電池車在不同行業(yè)區(qū)間進行能量分配，他可以把各地區(qū)的電能可再生能源轉(zhuǎn)化為氫再進行運輸分配，他可以降低工業(yè)碳排放，比如說煉焦或者是取暖，能夠把捕集到的二氧化碳加氫變成燃料。
目前氫的來源還是通過化石燃料來制的，煤制氫，天然氣制氫。目前也在研發(fā)生物質(zhì)制氫，太陽能光解水制氫，傳統(tǒng)的電解水制氫現(xiàn)在占比很小，因此，現(xiàn)在提倡的是用可再生能源或者是核能，通過電解水或者是液分解來制氫，這個是目前的一個重點，可以起到減排的目的。
我們國家棄風(fēng)、棄光和棄水電量非常大，因為可以用這些能源來做氫氣，用于燃料電池車，也可以用于跟天然氣混合的發(fā)動機，當(dāng)然也可以用于冶金。目前世界各國都在做氫能的發(fā)展規(guī)劃，日本計劃到2030年發(fā)展80萬輛燃料電池車，中國計劃發(fā)展100萬輛，未來氫燃料電池汽車在減排和減碳方面將有很大的發(fā)展空間。
專家們的意見都極為有建設(shè)性，但是又有多少可以實行，未來的世界環(huán)境又有多少的改變，我們不知道，這要靠每一個人，每一個組織，每一個國家一起共同努力，我們期待越來越好的明天！
愿人類的居住環(huán)境越來越好，未來人類子孫將繼續(xù)在這片美麗的土地上繁衍生息。
湖北儀天成電力設(shè)備有限公司
2019年5月24日
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