动力电池发展迅猛,氢能源在未来能源结构中如何定位?

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氢能源在未来能源结构中如何定位?碳中和主要方向是尽可能替代化石能源,还是寄希望于CCS(碳捕获与封存技术)?发展可再生能源发电,要不要继续配套增加火电?

当前,围绕实现“双碳”目标的具体路径,一系列问题都存有争论。

在近日举行的“2022清洁能源技术与双碳科学论坛”上,有不同认识很正常,需要更多的科学分析研究,也需要实践的验证和总结。

在地面交通中,远途和重载汽车还需要氢燃料电池吗?对此,周大地认为,以当前动力电池的发展情况看,很可能会完全淘汰氢燃料电池。

“动力电池的单位重量储电容量已经有巨大进步,而且可以确定将继续进步,续航能力大幅度提高。换电模式提供了进一步的续航选择。蓄电方式电动车已经进入大规模商业化过程,对燃料电池方式形成压倒性优势。”相比之下,氢能是二次能源,可再生能源电力制氢,再燃料电池发电,损失高达75%。

在供应系统的比选方面,以一次能源转变为一次电力为基础,供电系统必然要进一步发展完善。而氢气的运输、储存、加注系统完全需要重新建设,经济型难以有竞争性。

谈及可再生能源电力的储能系统,光伏发电的非连续性比风电更明显,每千瓦光伏年发电量在1000-1400千瓦时之间,平均日发电量2.5-5千瓦时,配2-3千瓦时的储能设施,可以使光伏发电成为平稳输出电力。未来发展到50亿千瓦光伏,需要配备100-150亿千瓦时储电能力。

到2040年我国电动汽车保有量将超过3亿辆,其动力电池储电能力就有180亿千瓦时,通过光储直柔分布式用电系统(分布式储电),有可能显著改变未来电力系统的运行安全条件,可以将电动车的储电系统变成发电系统的重要组成部分。

对于光伏发电的季节性波动,可以通过高耗能用电行业季节性调整、新型储能方式(大型热水储能)、核电冬季提高出力等方式进行补偿。

化石能源+CCS和可再生能源如何比选?周大地坚定地站在新能源这一边。

“当前,光伏发电成本还有继续下降的巨大空间,光伏有望下降到0.1元/千瓦时,储电成本0.1元/千瓦时,风电也有继续下降空间。光伏发电效率提高,用材减少,还有突破性技术正在进入。现在风光发电上网已经比火电有竞争性。”一次电力的能源系统将比化石能源系统明显简化,效率更高,总能源成本更低。对于化石能源+CCS,其增加了能源生产转换过程环节,成本必然比现在的化石能源系统更高。效率下降。

新能源已经具备加快发展的条件。当前中国在光伏硅片、电池和组件产量上都占全球总产量的80-90%以上。技术领先,已占支配性地位;2021年中国电动汽车保有量784万辆,全球占比接近50%;2021年中国有6家电池企业市场规模进入全球前十。中国动力电池装车量占世界总量48.6%以上。2022年前8个月中国动力电池占比已经增加到58.1%以上。

“这(新能源)是新的动力,也有非常好的经济效益。所以我个人认为,我们看准了就要干。”

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