中國冶金報社
記者 楊凱 報道
11月28日,在2024碳中和前沿會議上,英國皇家工程院院士丁玉龍通過遠程視頻的方式,做了題為《基礎工業(yè)脫碳—跨領域(過程)耦合集成與挑戰(zhàn)》的主旨報告。在報告中,丁玉龍深入分析了氣候變化與碳中和工業(yè)轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn),探討了碳中和主要技術(shù)路線與儲能的必要性,并闡述了儲能的時間尺度與中長時儲能的重要性和碳中和工業(yè)轉(zhuǎn)型過程中,中長時儲能所面臨的機遇。
圖為丁玉龍做線上報告(特約通訊員 藍義高 攝影)
丁玉龍指出,溫室氣體是全球變暖的主要原因,當前碳排放問題日益嚴峻,氣候變化所帶來的災難性后果愈發(fā)明顯。能源行業(yè)作為二氧化碳排放的主要源頭,約占總排放的73%以上,能源行業(yè)實現(xiàn)碳中和的轉(zhuǎn)型驅(qū)動力來自其他行業(yè)。他表示,基礎工業(yè)(包括金屬、玻璃、水泥、陶瓷、化工和造紙)脫碳難度很大,尤其是中國的鋼鐵行業(yè),其碳排放約占全球鋼鐵行業(yè)碳排放總量的50%,在中國總碳排放的占比約為15%。
為實現(xiàn)碳中和,業(yè)內(nèi)從多角度對能源行業(yè)脫碳的技術(shù)路線進行了研究,包括核聚變、全球能源互聯(lián)、空間太陽能、碳捕集封存和利用等低碳技術(shù),“其中,深度使用可再生能源和資源是碳中和技術(shù)路線中的主流,這需要巨量能量儲存,而且需要更多時間尺度的儲能技術(shù)?!倍∮颀埥榻B。
在報告中,丁玉龍詳細介紹了英國基于可再生能源的碳中和未來能源轉(zhuǎn)型所需要的不同時間尺度的巨量能量存儲,包括超短時儲能(秒級)、短時儲能(低于2~4小時)、中時儲能(4~200小時)、長時儲能(200小時以上)。丁玉龍表示,與超短時和短時儲能目前有相對成熟的商業(yè)模式不同,中時儲能的商業(yè)模式正在發(fā)展中,長時儲能的商業(yè)模式發(fā)展還在初期。
丁玉龍表示,在能源行業(yè),能源網(wǎng)絡(能源基礎設施)的轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)與機遇并存?!敖裉斓哪茉淳W(wǎng)絡仍將發(fā)揮作用,但能源主要來自可再生源頭,因而需要儲能技術(shù);分布式能源網(wǎng)絡比例將大幅增加,但大型能源網(wǎng)絡不可缺少;分布式(中小型)儲能和中心(中大型)儲能并存,不同地區(qū)的國家和比例有可能差異巨大。”丁玉龍強調(diào)。
能源系統(tǒng)包括能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、輸送、終端應用,與能源相關(guān)的行業(yè)也需要轉(zhuǎn)型,丁玉龍表示,新技術(shù)的研發(fā)為能源轉(zhuǎn)型帶來了機遇。以能源轉(zhuǎn)型技術(shù)為例,丁玉龍介紹了中長時儲能的幾種技術(shù):液態(tài)空氣儲能技術(shù)、大規(guī)模中高溫復合相變儲熱技術(shù)、伯明翰移動儲熱技術(shù)等,并介紹了中長時儲能在工業(yè)脫碳上的應用——鋼鐵生產(chǎn)過程脫碳——過程內(nèi)碳循環(huán)技術(shù)實現(xiàn)大幅度碳原料入爐需求的技術(shù)原理、流程和優(yōu)勢,并表示該方式由可再生能源驅(qū)動,適用于新建和已建高爐和直接還原鐵過程,具有關(guān)鍵材料無毒、可循環(huán)使用,運行溫度適中,單次通過轉(zhuǎn)換率高于10%,低成本和低能耗等自身優(yōu)勢,經(jīng)濟性強,是經(jīng)濟上可行的鋼鐵脫碳技術(shù)路線。