今年兩會(huì)，“碳達(dá)峰、碳中和”首次被寫(xiě)入政府工作報(bào)告，這也意味著“雙碳”上升為國(guó)家戰(zhàn)略。如今，隨著《意見(jiàn)》的發(fā)布，“雙碳”工作將駛上快車道，意味著我國(guó)能源行業(yè)將迎來(lái)巨大變革。《意見(jiàn)》明確指出，到2025年，非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右；到2030年，非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右。到2060年，非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到80%以上。
《意見(jiàn)》明確實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，要堅(jiān)持“全國(guó)統(tǒng)籌、節(jié)約優(yōu)先、雙輪驅(qū)動(dòng)、內(nèi)外暢通、防范風(fēng)險(xiǎn)”的工作原則；提出了構(gòu)建綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系、提升能源利用效率、提高非化石能源消費(fèi)比重、降低二氧化碳排放水平、提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力等五方面主要目標(biāo)，確保如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和。
變革之中，往往機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。無(wú)論是抓住機(jī)遇，還是應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，唯“技術(shù)”可破。那么在未來(lái)五年低碳能源轉(zhuǎn)型中，有哪些技術(shù)值得關(guān)注呢？
未來(lái)5年能源低碳轉(zhuǎn)型10大關(guān)鍵技術(shù)
為確保未來(lái)全球能源結(jié)構(gòu)符合《巴黎協(xié)定》設(shè)定的1.5℃溫升目標(biāo)，能源系統(tǒng)將全面進(jìn)入加速轉(zhuǎn)型和深度脫碳（即每年減少約8%的排放量）時(shí)期。
近日，挪威船級(jí)社（DNV）發(fā)布《能源轉(zhuǎn)型展望2021——技術(shù)進(jìn)步報(bào)告》，給出了未來(lái)5年決定能源轉(zhuǎn)型成效的10大關(guān)鍵技術(shù)，涉及能源生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存以及使用轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，可在能源脫碳鏈條進(jìn)行前沿技術(shù)協(xié)同。
NO.1海上浮式風(fēng)電技術(shù)
海上浮式風(fēng)力渦輪機(jī)可獲得海洋深水區(qū)上方的風(fēng)力資源，與底部固定型風(fēng)力渦輪機(jī)相比，海面風(fēng)力空間延伸了至少4倍。DNV項(xiàng)目報(bào)告認(rèn)為到2050年海上浮式風(fēng)力發(fā)電將占世界電力的2%。葡萄牙和蘇格蘭兩家漂浮式風(fēng)電場(chǎng)均已投產(chǎn)運(yùn)行。
由于用材和供應(yīng)鏈還不成熟，海上浮式風(fēng)電能源成本為150美元/兆瓦時(shí),而底部固定風(fēng)力發(fā)電成本僅為85美元/兆瓦時(shí)。但是通過(guò)政府的政策激勵(lì)以及技術(shù)規(guī)模效應(yīng)等因素推動(dòng)，到2030年兩者成本差距預(yù)計(jì)能縮小到15美元/兆瓦時(shí)，海上浮式風(fēng)電的潛力仍然巨大。
No.2太陽(yáng)能光伏（PV）技術(shù)發(fā)展
太陽(yáng)能光伏是世界上發(fā)展最快的可再生電力能源，DNV報(bào)告預(yù)計(jì)光伏發(fā)電會(huì)從2019年的8億兆瓦時(shí)擴(kuò)大30倍至2050年的220億兆瓦時(shí)。
PV晶體硅模塊技術(shù)、薄膜PV技術(shù)和PV系統(tǒng)新逆變器等技術(shù)將不斷提高光伏材料和元件質(zhì)量，降低成本。新光伏技術(shù)的推動(dòng)將使太陽(yáng)能光伏發(fā)電成為未來(lái)十年最低成本電源。
No.3廢棄物轉(zhuǎn)化為原料和燃料技術(shù)
全球每年超過(guò)20億噸城市固體廢棄物（MSW）產(chǎn)生。通過(guò)收集垃圾填埋氣（LFG）可用于發(fā)電或進(jìn)一步精制成生物甲烷。
生物材料占城市固體廢棄物的70%，這部分可采用沼氣技術(shù)，印度在這方面推出了生物消化器技術(shù)。塑料回收方面開(kāi)始發(fā)展通過(guò)熱解或者溶劑催化劑將廢塑料進(jìn)行降解。
No.4低碳?xì)怏w的管道運(yùn)輸
隨著全球向低碳能源過(guò)渡，工業(yè)和私人消費(fèi)能源從甲烷向氫氣轉(zhuǎn)移，并需要管道系統(tǒng)來(lái)運(yùn)輸?shù)吞細(xì)怏w和二氧化碳。
報(bào)告認(rèn)為，在天然氣管道基礎(chǔ)設(shè)施上，通過(guò)修復(fù)而不是構(gòu)建新管道可以減少項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)和商業(yè)成本。二氧化碳管道需要確保管道處于最佳壓力/溫度范圍內(nèi)。氫氣管道設(shè)計(jì)要求不銹鋼結(jié)構(gòu)、內(nèi)涂層，需要耐腐蝕以及安裝過(guò)濾器。
No.5網(wǎng)狀化高壓直流輸電網(wǎng)（HVDC）技術(shù)
由于可再生能源分散分布的特性，需要鏈接和整合可再生能源電力系統(tǒng)，用到網(wǎng)狀化高壓直流輸電網(wǎng)技術(shù)（HVDC），這項(xiàng)技術(shù)的輸電網(wǎng)絡(luò)具有傳輸距離長(zhǎng)、低損耗和高度控制的優(yōu)勢(shì)。HVDC系統(tǒng)有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多終端、多終端網(wǎng)格保護(hù)三類集成系統(tǒng)，目前構(gòu)建這些系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和指南仍然缺乏，真正操作經(jīng)驗(yàn)很少。
No.6新型鋰電池技術(shù)
作為可再生能源終端設(shè)施的重要組成部分新型鋰電池技術(shù)將重新進(jìn)入便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車（EVs）的應(yīng)用領(lǐng)域。
新型電池技術(shù)增加了電池能量密度，電子設(shè)備和電動(dòng)車的電池使用持久性得到極大提升。鋰電池技術(shù)改進(jìn)一種方法是將固態(tài)材料更換為液態(tài)電解質(zhì)，使用硅更換石墨電極；另一種方法是利用鋰金屬原子板本身直接形成電極。
No.7新型船運(yùn)技術(shù)——燃料電池與核電技術(shù)
過(guò)去十年中，海上運(yùn)輸中使用燃料電池還處于起步階段。DNV報(bào)告認(rèn)為固體氧化物燃料電池SOFC，質(zhì)子交換膜燃料電池 PEMFC和高溫PEMFC（HT-PEMFC）是在海洋運(yùn)輸上最有前景的海上燃料電池技術(shù)，這些燃料電池類型的測(cè)試和評(píng)估已經(jīng)在海洋運(yùn)輸項(xiàng)目中應(yīng)用。新的核動(dòng)力船舶應(yīng)用了小模塊反應(yīng)器（SMRs）,熔鹽反應(yīng)器（MSRs）技術(shù)。
No.8電動(dòng)汽車和電網(wǎng)集成技術(shù)
到2050年道路上運(yùn)行的車輛將增加60%，電動(dòng)汽車革命是運(yùn)輸業(yè)脫碳的主要驅(qū)動(dòng)力。
DNV報(bào)告認(rèn)為未來(lái)5年內(nèi)新能源乘用車電池的成本將低于80美元/千瓦時(shí)，平均車輛行駛里程高于600公里。未來(lái)5年內(nèi)，充電器技術(shù)改進(jìn)直流電源充電器的作用顯著增加，預(yù)計(jì)車輛電網(wǎng)集成（V2G）服務(wù)將走出試驗(yàn)階段。
No.9綠氫生產(chǎn)技術(shù)
綠氫主要通過(guò)電解產(chǎn)生，主要包括四種技術(shù):堿性電解（AE），陰離子交換膜（AEM），固體氧化物電解（SOE）和質(zhì)子交換膜（PEM）。
SOE技術(shù)已達(dá)到商業(yè)化開(kāi)發(fā)程度，但是成熟度不及AE和PEM,成本也較高。AEM技術(shù)處于研發(fā)階段。AE和PEM是發(fā)展最為成熟的綠氫技術(shù)。
No.10新一代碳捕捉和儲(chǔ)存技術(shù)
近年來(lái)碳捕獲和封存（CCS）技術(shù)從集中于化石燃料發(fā)電領(lǐng)域逐步覆蓋到水泥、鋼鐵、冶煉、氫氣和氨等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。
▲世界上最大的“吸碳機(jī)”今年9月在冰島啟動(dòng)
目前二氧化碳捕獲成本在15至125美元/噸二氧化碳。直接空氣捕獲（DAC）技術(shù)是直接從大氣中捕捉CO2，但通過(guò)DAC技術(shù)捕獲CO2花費(fèi)多達(dá)600美元/噸二氧化碳，成本過(guò)高。
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