向可持續(xù)能源的過渡，是人類健康的共同追求

本期導(dǎo)讀?

可持續(xù)能源是指“既能滿足當(dāng)代人的現(xiàn)時需求，又不損害后代人滿足他們未來需求”的能源和技術(shù)?？稍偕茉矗踔帘环Q為清潔能源，通常來自于不斷補(bǔ)充的自然資源。我們常說的可再生能源，如風(fēng)能、水能、太陽能和海洋能源等，它們往往比化石燃料更具有環(huán)保和可持續(xù)性的特點(diǎn)。

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為了實(shí)現(xiàn)自給自足，滿足全球日益增長的能源需求，以及應(yīng)對溫室氣體排放造成的氣候變化威脅，有必要向可持續(xù)能源的社會過渡，這符合人們健康的共同利益。

目前，可持續(xù)能源總共大約提供了世界電力需求的7%，而太陽能、風(fēng)能、生物能、水電和海洋潮汐能都是可持續(xù)能源的一些主要來源。能源是氣候挑戰(zhàn)的核心，也是解決方案的關(guān)鍵。

太陽能

光是地球上最豐富和可自由利用的能源之一。一小時內(nèi)到達(dá)地球表面的太陽能量超過了地球一整年的能源需求總量。在過去十年中，隨著技術(shù)的進(jìn)步，太陽能電池板的制造成本大幅下降，效率隨之提升，壽命也達(dá)到了大約30年，這一轉(zhuǎn)變大大減小了經(jīng)濟(jì)壓力，使其不僅能夠負(fù)擔(dān)得起，而且是更加實(shí)惠的電力能源形式。

風(fēng)能

風(fēng)能同樣是一種天然且豐富的清潔能源。風(fēng)力發(fā)電站通過使用渦輪機(jī)捕獲風(fēng)流的能量，并將其轉(zhuǎn)換為電能。從技術(shù)上講，風(fēng)能是太陽能的一種形式。我們稱之為“風(fēng)”的現(xiàn)象是由大氣層中的溫度差異加上地球的旋轉(zhuǎn)和地球的地理環(huán)境造成的。

風(fēng)能已經(jīng)使用了幾千年，但在過去的幾年里，陸上和海上風(fēng)能技術(shù)已經(jīng)得到了長足的發(fā)展——采用更高的渦輪機(jī)和更大的轉(zhuǎn)子直徑。雖然平均風(fēng)速因地而異，但世界上大多數(shù)地區(qū)都存在充足的風(fēng)能潛力，可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的大量部署。

海洋能源（或稱潮汐能源）

海洋能源（或稱潮汐能源）是另一種形式的水力能源，它利用海水的動能和熱能——例如波浪或洋流來發(fā)電或供熱。比如，利用每天兩次的潮汐流來驅(qū)動渦輪機(jī)發(fā)電。雖然潮汐流與其他一些水力能源不同，不是恒定的，但它的高度可預(yù)測的。海洋能源系統(tǒng)仍處于早期開發(fā)階段，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

生物能源

生物能源是一種來自生物質(zhì)的可再生能源，生物質(zhì)指來自植物和生物體的有機(jī)物質(zhì)。在壁爐中使用的木柴是大多數(shù)人熟悉的生物質(zhì)的一個例子。

有各種方法用于通過使用生物質(zhì)來產(chǎn)生能源。例如通過燃燒生物質(zhì)，或利用甲烷氣體來實(shí)現(xiàn)，甲烷氣體是由池塘和垃圾填埋場中的有機(jī)材料自然分解產(chǎn)生的。生物能源是由各種有機(jī)材料通過能源轉(zhuǎn)換而生成的，是一個更清潔、更節(jié)能的過程。

技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動可持續(xù)能源發(fā)展

在可預(yù)見的未來，可持續(xù)能源的核心是技術(shù)革命。所謂“新能源”主要體現(xiàn)在能源開發(fā)利用的新技術(shù)上。同時，大力壓減高耗能高碳排放能源消費(fèi)，不斷提升能源利用效率、進(jìn)一步節(jié)約能源消耗和減少碳排放，也都迫切需要依靠技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

太陽能、風(fēng)能和儲能主要采用絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）和碳化硅（SiC），將間歇性可變能源轉(zhuǎn)換為可持續(xù)性的能源提供給網(wǎng)絡(luò)。從這個角度，功率半導(dǎo)體將成為21世紀(jì)可持續(xù)源和高效負(fù)載能源網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵驅(qū)動力。

功率半導(dǎo)體需要在三個關(guān)鍵領(lǐng)域進(jìn)行持續(xù)創(chuàng)新，才能幫助我們持續(xù)高效地利用可再生能源并實(shí)現(xiàn)零排放，即開關(guān)技術(shù)性能、高效封裝以及成本和容量方面的創(chuàng)新。無論是MOSFET、IGBT還是SiC器件，通過技術(shù)創(chuàng)新提高開關(guān)的運(yùn)行效率和性能，同時降低靜態(tài)和動態(tài)損耗。另外，封裝技術(shù)通過在互連、材料和模塊技術(shù)上的創(chuàng)新，在不影響電氣性能和可靠性的前提下，能將熱量損耗降到最小，進(jìn)而提升功率半導(dǎo)體的效率。

碳中和與產(chǎn)業(yè)融合

邁出綠色轉(zhuǎn)型步伐

目前，國內(nèi)能源產(chǎn)業(yè)中，電力和熱力部門一直在中國碳排放中占比很大，要加快能源市場從黑色工業(yè)轉(zhuǎn)向綠色工業(yè)的步伐，最直接的方式就是加大產(chǎn)業(yè)供給端的減碳強(qiáng)度。持續(xù)推進(jìn)煤炭、煤電淘汰落后產(chǎn)能。同時能源升級轉(zhuǎn)型是我國戰(zhàn)略發(fā)展必經(jīng)之路，能源產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展綠色低碳如光伏、風(fēng)電、水力等可再生能源。

供給側(cè)能源產(chǎn)業(yè)在轉(zhuǎn)型的同時，消費(fèi)側(cè)也需要向綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。交通、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等用能領(lǐng)域積極轉(zhuǎn)向使用綠色能源，降低碳排放與能耗。

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太陽能光電產(chǎn)業(yè)

重點(diǎn)任務(wù)：

①大力發(fā)展分布式光伏發(fā)電；

②完善消納保障機(jī)制，保消納、保裝機(jī)；

③進(jìn)一步提高太陽電池及組件效率，降低度電成本；

④規(guī)模化發(fā)展長儲熱小時數(shù)的融鹽塔式技術(shù)，進(jìn)一步降低導(dǎo)熱油槽式電站的成本電價；

2

能源互聯(lián)網(wǎng)與綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)

重點(diǎn)任務(wù)：

①研究適應(yīng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展特點(diǎn)的智慧城市新基礎(chǔ)設(shè)施體系；

②輸電線路升級改造逐步采用超導(dǎo)輸電技術(shù)；

③采用優(yōu)化調(diào)度實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域送受端協(xié)調(diào)控制，基于電力市場實(shí)現(xiàn)集中式省間交易和分布式省內(nèi)交易，促進(jìn)清潔能源消納；

④開發(fā)多類型、大容量、低成本、高效率、長壽命的先進(jìn)儲能系統(tǒng)。

3

核能產(chǎn)業(yè)

重點(diǎn)任務(wù)：

①自主三代壓水堆核電技術(shù)實(shí)現(xiàn)型譜化開發(fā)、批量化建設(shè)；

②小型多用途核反應(yīng)堆技術(shù)開拓核能應(yīng)用范圍與應(yīng)用領(lǐng)域；

③第四代先進(jìn)核能技術(shù)與壓水堆協(xié)調(diào)發(fā)展，打造可持續(xù)發(fā)展模式；

④發(fā)展穩(wěn)態(tài)、高效、安全、實(shí)用的核聚變技術(shù)。

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風(fēng)電產(chǎn)業(yè)

重點(diǎn)任務(wù)：

①優(yōu)化產(chǎn)業(yè)空間布局，加快發(fā)展陸上分散式風(fēng)電；

②加強(qiáng)就地就近利用，落實(shí)解決消納難題；

③加強(qiáng)基礎(chǔ)共性技術(shù)研究，形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展的完整研發(fā)制造體系；

④強(qiáng)化市場競爭機(jī)制，積極促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)與金融體系的融合。

5

生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)

重點(diǎn)任務(wù)：

①建立生物質(zhì)資源分布及其物化特性數(shù)據(jù)庫；

②研發(fā)生物質(zhì)高效熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電多產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn)和垃圾清潔焚燒發(fā)電聯(lián)合多產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)；

③生物質(zhì)成型燃料重點(diǎn)研發(fā)成型燃料工業(yè)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)和高效清潔化利用；

④生物質(zhì)交通燃料重點(diǎn)推進(jìn)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化，建立生物柴油成熟的商業(yè)運(yùn)營模式，研發(fā)生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化技術(shù)。

總結(jié)

通過技術(shù)創(chuàng)新和擴(kuò)大可持續(xù)能源的應(yīng)用，可以有效地保護(hù)我們的地球免受氣候變化影響。新技術(shù)、新模式、新賽道也會成為推動能源轉(zhuǎn)型的強(qiáng)勁力量。同時，要實(shí)現(xiàn)科學(xué)利用能源和輸出優(yōu)質(zhì)能源，需要做好靈活性能源、儲能、智能電網(wǎng)等的整合，涉及能源、電網(wǎng)、信息化、數(shù)字化等多領(lǐng)域、多學(xué)科的聯(lián)合攻關(guān)，仍需不斷創(chuàng)新。

歡迎互動

你看好可持續(xù)能源發(fā)展的未來嗎？對你所處的行業(yè)有什么影響呢？歡迎大家留言討論~