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中科院院士何祚庥:光热储能电站转换效率高,应用场景多,发展潜力大

2022.11.02 来自:能见

近日,能见对中科院院士何祚庥就能源领域进行专访。


专访中,何祚庥院士指出,光热发电比常规的光伏发电在并网方面更具优势,光热发电的转换效率要远远高于光伏发电。


其通过白天将多余热量储存,晚间再用储存的热量释放发电可以实现连续供电,保证电流稳定,避免新能源难以解决的入网调峰问题。


此外,光热储能电站应用场景不仅限于电力场景,还可为工商业提供工业蒸汽、供暖等,有较大潜力。


但我国光热发电技术还处于起步阶段。目前的问题是一些介质的成本还很高,需要全行业一起通过做大规模降低成本。


原文如下:


听我国第一代理论物理学家谈能源。


编者按:二十大报告提出,我国要建设新型能源体系。近期,能见推出高端访谈栏目,采访行业专家,解读新型能源体系。


本期,我们将独家对话中科院院士何祚庥。何祚庥是我国第一代粒子物理、理论物理学家。他是氢弹理论的开拓者之一,也是中国第一颗原子弹和氢弹的研制参与者之一。


作为一名科学家,何祚庥既严谨求索,也快人快语,一直被业界视为敢做敢言的“科学斗士”。


“新能源配储能应该国家掏钱。”“投资储能即使短期赔本也应接受。”“煤炭的使用率可以降到零。”“比起发展问题,国家之间的割裂和对立才是更大的问题。”“技术不应该有国界……”


虽已95岁高龄,但在接受能见专访时,何祚庥这位颇受人们敬重的科学斗士依然直言不讳。


作为新中国成立以来我国的第一代理论物理学家,何祚庥是我国粒子物理学的重要研究者和开创者。


他也是“两弹一星”重大战略项目中,既参与原子弹研发,又参与氢弹研发的少数科学家之一。


在中国的战略武器研究需要白手起家时,他毅然从彼时的苏联回国,自力更生参加发展核武器工作。在中国科学院原子能研究所,他与同事攻克了理论上的难题,与邓稼先合作发表了论文研究成果。


时钟拨到1967年6月17日上午,我国新疆罗布泊戈壁上空一声轰鸣,向世界宣告中国氢弹自力更生研制成功。何祚庥也是这声巨响背后的默默贡献者。


“我不是一个纯粹的读书人。”书斋之外,何祚庥比较关注更为广泛的社会问题,包括能源问题。


对于人类社会共同面临的严峻气候挑战,何祚庥认为,我国有很好的发展方案。早在我国光伏产业尚处草莽时代之际,他便疾呼行业聚焦技术,立足全局占领技术制高点,警醒迟早要到来的平价上网的挑战。


二十大报告提出,我国要建设新型能源体系。在这个体系中,新能源的定位,储能问题的解决,能源的经济性,能源互联网的发展等等都将成为题中之义。


那么,发展的关键着力点是什么?在这个过程中,中国的新能源发展将出现哪些新机遇和新挑战?最为迫切需要解决的问题又是什么?


在能见的专访中,何祚庥一一回答了这些问题。


专访实录:


能见:在我国实现双碳目标的道路上应该如何重点突破?哪些是比较关键的着力点?


何祚庥:中国的能源必须走向清洁化。要大力发展新能源,尤其是光伏。我国太阳能资源丰富地区的面积占国土面积的96%以上,每年地表接收的太阳能,大约相当于1.7万亿吨标准煤,是名副其实的第一大能源。


发展太阳能,目前有几个问题需要解决,其中最重要的就是储能,尤其是抽水蓄能。


中国的可再生能源有一个非常大的特点,水资源特别丰富,世界第一。截至2022年10月21日,“十四五”期间核准抽水蓄能电站35个项目,装机4500多万千瓦。而能开发的抽水蓄能电站前景依然非常广阔。如果能利用好其中一部分就不得了了。


我们可以用风能、太阳能抽水,用抽水蓄能电站发电。风能、太阳能发出来的电是直流电,用到抽水蓄能电站上发出交流电,把“垃圾电”转换成“优质电”,可直接应用于电网调峰。


能见:除了抽水蓄能,在新型储能技术中,您比较看好哪一种?其中还有哪些问题需要突破?


何祚庥:我比较看好太阳能热发电储能,也就是光热发电。


光热发电比常规的光伏发电在并网方面更具优势,光热发电的转换效率要远远高于光伏发电。


而且,通过白天将多余热量储存,晚间再用储存的热量释放发电可以实现连续供电,保证电流稳定,避免新能源难以解决的入网调峰问题。


此外,光热储能电站应用场景不仅限于电力场景,还可为工商业提供工业蒸汽、供暖等,有较大潜力。


但是,我国光热发电技术还处于起步阶段。目前的问题是一些介质的成本还很高,需要全行业一起通过做大规模降低成本。


另外,考虑到经济性,还可以发展重力储能。重力储能项目的初始建设投资较低,具备明显的成本优势。不仅如此,相比抽水蓄能,重力储能对选址没有特殊要求,可根据需求灵活布置。


能见:说到经济性,当风电、光伏发电等间歇性可再生能源占比在15%到25%之间时,就会对电网安全性和稳定性带来较大冲击。因此储能成为必要。但与此同时,储能的成本与商业模式依然存在问题。新能源配储能的“经济账”应该怎么算?


何祚庥:强制配备储能,对于开发企业来说确实会增加成本。这钱应该谁来掏呢?


大型抽水蓄能电站投资额一般比较大,但因它是利国利民的产业,因此应该国家掏钱,或通过国有企业投资,而不应强加于一般企业之上。


此外还需要注意一个问题:对于这种投资要有耐心,不能急功近利。在储能上的投资,即便短时间赔本也要接受,因为这对全局有利。我们要有全局的战略眼光。


能见:对于煤炭,原有产能经过一段时间下滑后全球似乎又走了“回头路”,有些国家甚至推迟了实现碳中和的目标时间。在这个阶段,煤炭产业应该如何过渡发展?


何祚庥:煤一定会排放二氧化碳,除非把二氧化碳收集起来,但收集之后如何存放也是一个难题。


从大趋势来看,煤炭的消耗一定要下降。不仅如此,从长期来看,煤炭的使用率可以降到零。最好的替代方案便是发展风能和太阳能,同时配上抽水蓄能。


在这个过程中有几个关键问题需要突破:一是太阳能、风能的成本要尽量降低,另一个是储能成本问题尽快解决。


能见:您如何看待全球的能源互联?另外,日前党的二十大报告提出加快规划建设新型能源体系。这个话题又有了哪些新的内涵?


何祚庥:从某种意义上来讲,全球能源互联网比“两弹一星”还重要,不仅是为中国解决能源问题,也是造福世界人民的事情。


技术没有阶级性,谁都可以用。


但是,目前美国把我们当做最大的假想敌。其最近有个安全报告明确写着“中国是我们最大的对手”,这是不对的。


全球各国各自为战,甚至分裂对立,这并无益处。各国应该一起来搞好全球能源互联,提高各国的能源利用效率。


的确,国家和国家之间,利益纠葛很难理清。如果统一,应该怎样来统一?可以一起坐下来把利益账算清楚,展开谈判。


能见:您怎么看俄乌战争对各国能源的影响,俄乌战争的本质又是什么?


何祚庥:经济学的基础是能量。能源问题是政治问题很重要的一个方面,能源问题是经济问题的核心。俄乌冲突的本质是能源问题。


这场战争不该打。不过,透过战争可以发现,即便欧洲这个新能源发展最快,也是积极性最高的区域,它的新能源发展也是远远不够的。


我们要站在更高的观点看全球的能源问题,站在更高格局看待全人类的利益。




相关线下活动:


第十二届光热发电中国聚焦大会2022(2022年11月2-3日,中国)

第五届光热发电中东北非大会2022(时间待定,阿联酋迪拜)


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