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在2030年到2050年的20年里,想要加快對難以減排部門的脫碳,必須推出清潔能源(如氫、碳捕捉和存儲以及小型模塊化核能)的新技術(shù)。
彭博社發(fā)布的《2021年新能源展望》描述了三種氣候方案,來實現(xiàn)凈零排放,并將全球平均氣溫上升幅度控制在低于工業(yè)化水平前2攝氏度的水平。
其中第三個方案是彭博社提出的“RedScenario”,該方案由清潔能源和一種更小、更模塊化的核能主導(dǎo),該方案可以加強(qiáng)電力部門的風(fēng)能、太陽能和電池技術(shù)的實現(xiàn)?!癛edScenario”還提出了一些與《巴黎協(xié)定》相符的解決方案來加大減排力度。
2050年,清潔電力貢獻(xiàn)的減排量占總減排量的61%。其中,風(fēng)能占41%,太陽能占20%,核能占26%,包括水力發(fā)電在內(nèi)的其他零排放能源占13%。
2050年,交通、建筑和工業(yè)方面的電力消耗將增加,占減排總量的18%。一定程度上,是由于工業(yè)制造將轉(zhuǎn)向電動汽車、熱泵和電力供暖。
氫在最終的經(jīng)濟(jì)用途中也占有重要比重,在最終經(jīng)濟(jì)用途中,氫占凈零總排放量的14%。在鋼鐵制造,化學(xué)生產(chǎn)和水泥等工業(yè)會利用氫氣產(chǎn)生高溫;航空、航運和一些公路鐵路運輸中,也會使用氫氣在航空、航運和水泥行業(yè),也將使用更多生物能源,占比4%。
在該凈零排放計劃中,核能占據(jù)重要位置。傳統(tǒng)核電站的使用壽命可延長至20年,本世紀(jì)末,人們可以開始引入小型模塊化核反應(yīng)堆,并通過電解作用生產(chǎn)紅色氫,這將引發(fā)核能復(fù)興。到2050年,核電裝機(jī)容量將略高于7000吉瓦。其中有一半的裝機(jī)容量用于在最終經(jīng)濟(jì)用途中生產(chǎn)電力,生產(chǎn)了約19000太瓦時的電力。另一半用來為電解槽提供動力,制造“紅色氫”。這會推動核能在2034年取代石油,成為主要的一次能源來源。到2050年,核能的使用量穩(wěn)步增長,達(dá)到502艾焦耳,是目前的17倍。
彭博社在“RedScenario”中并沒有對電解所能產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行假設(shè),因此電力部門認(rèn)為這是介于“GreenScenario”和“GrayScenario”之間的第二大體系。核能在電力行業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位,且在大部分時間里都在全速運行。由于核能缺乏靈活性,這意味著它會高頻率地出現(xiàn)季節(jié)性電力緊縮。而由于可再生能源價格低廉,它們?nèi)钥梢蕴峁?9%的發(fā)電量,其中70%來自風(fēng)能,30%來自光伏。到2050年,電力公司的光伏發(fā)電能力將達(dá)到12.2太瓦,風(fēng)能發(fā)電能力達(dá)9.6太瓦。而電池吸收能力最高,可達(dá)到3.4太瓦。
小型模塊化核反應(yīng)堆技術(shù)成本相對較高,還處于起步階段。除此之外,紅色方案在鈾資源和處理核廢料方面還面臨難題。
盡管鈾在地殼中很常見,但只有鈾的濃度足夠高,開采成本足夠低,礦業(yè)公司才會投資。
并且,鈾需求的增長會給價格帶來壓力,因為按照目前的消費速度,在現(xiàn)有生產(chǎn)方式條件下,鈾的供應(yīng)預(yù)計將持續(xù)90年。
而核廢料也是一大障礙。研究人員仍在努力找出最佳的核廢料處理方案。因為其放射性物質(zhì)可持續(xù)數(shù)百年,用于封鎖危險廢物的材料可能會因腐蝕而泄露,這會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重后果。
與之相反,如果一些國家不能將核能作為其長期能源戰(zhàn)略的選擇,他們可以更加重視可再生能源,追求碳捕捉和儲存技術(shù)。
來源:全國能源信息平臺
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