丁玉龍：基礎(chǔ)工業(yè)降碳的挑戰(zhàn)與中長時(shí)儲(chǔ)能的機(jī)遇

11月28日，在2024碳中和前沿會(huì)議上，英國皇家工程院院士丁玉龍通過遠(yuǎn)程視頻的方式，做了主旨報(bào)告。在報(bào)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(chǔ)能的必要性，并闡述了儲(chǔ)能的時(shí)間尺度與中長時(shí)儲(chǔ)能的重要性和碳中和工業(yè)轉(zhuǎn)型過程中，中長時(shí)儲(chǔ)能所面臨的機(jī)遇。

 

丁玉龍指出，溫室氣體是全球變暖的主要原因，當(dāng)前碳排放問題日益嚴(yán)峻，氣候變化所帶來的災(zāi)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，占總排放的73%以上，能源行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)力來自其他行業(yè)。他表示，基礎(chǔ)工業(yè)降碳難度很大，比如中國的鋼鐵行業(yè)，在中國總碳排放的占比約為15%。

 

為實(shí)現(xiàn)碳中和，業(yè)內(nèi)從多角度對(duì)能源行業(yè)降碳的技術(shù)路線進(jìn)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(chǔ)存，而且需要更多時(shí)間尺度的儲(chǔ)能技術(shù)。”丁玉龍介紹。

 

在報(bào)告中，丁玉龍?jiān)敿?xì)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(shí)間尺度的巨量能量存儲(chǔ)，包括超短時(shí)儲(chǔ)能（秒級(jí)）、短時(shí)儲(chǔ)能（低于2小時(shí)~4小時(shí)）、中時(shí)儲(chǔ)能（4小時(shí)~200小時(shí)）、長時(shí)儲(chǔ)能（200小時(shí)以上）。丁玉龍表示，與超短時(shí)和短時(shí)儲(chǔ)能目前有相對(duì)成熟的商業(yè)模式不同，中時(shí)儲(chǔ)能的商業(yè)模式正在發(fā)展中，長時(shí)儲(chǔ)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(luò)（能源基礎(chǔ)設(shè)施）的轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。“今天的能源網(wǎng)絡(luò)仍將發(fā)揮作用，但能源主要來自可再生源頭，因而需要儲(chǔ)能技術(shù)；分布式能源網(wǎng)絡(luò)比例將大幅增加，但大型能源網(wǎng)絡(luò)不可缺少；分布式（中小型）儲(chǔ)能和中心（中大型）儲(chǔ)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(qiáng)調(diào)。

 

能源系統(tǒng)包括能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、輸送、終端應(yīng)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(jī)遇。以能源轉(zhuǎn)型技術(shù)為例，丁玉龍介紹了中長時(shí)儲(chǔ)能的幾種技術(shù)：液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)、大規(guī)模中高溫復(fù)合相變儲(chǔ)熱技術(shù)、伯明翰移動(dòng)儲(chǔ)熱技術(shù)等，并介紹了中長時(shí)儲(chǔ)能在工業(yè)降碳上的應(yīng)用—鋼鐵生產(chǎn)過程降碳—過程內(nèi)碳循環(huán)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(dòng)，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(yùn)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(jì)性強(qiáng)，是經(jīng)濟(jì)上可行的鋼鐵降碳技術(shù)路線。