转自:中国经营网
中经记者 郭婧婷 北京报道
6月10日,在由《中国经营报》社有限公司、北京大学国家发展研究院、《商学院》杂志及中经传媒智库联合主办的第三届新商业文明论坛上,西安交通大学自动化科学与工程学院教授、博士生导师,国家优秀青年科学基金获得者徐占伯发表《氢能破局:绿色能源的最后一公里》主题演讲。
基于实践,徐占伯分享了三点核心思考:一是既降碳又降本的技术路径是存在的。对企业而言,成本是首要关切,降碳必须以不增加甚至降低成本为前提,方具备市场推广与复制能力。实践表明,此类技术路径确实存在;二是以算力数据中心为代表的未来能耗增长,可以实现与碳排放增加脱钩;三是不依赖政府补贴、仅靠市场机制的降碳路径真实存在,已通过多个项目验证。
徐占伯认为,全球能源与环境危机迫在眉睫,传统化石能源为主的模式难以为继。根据国际能源署数据,电力与热力的生产供应是全球及我国最大的碳排放来源。我国在该领域的碳排放占比高达58%,高于全球44%的平均水平,这也意味着我国能源电力系统减碳潜力巨大。
谈及可再生新能源发展现状,徐占伯列举了国家能源局数据,截至2025年年底,风电、光伏发电装机容量合计18.4亿千瓦,占比47%,历史性超过火电。2025年,风电、光伏发电量在全社会用电量中占比突破20%,全社会用电增量全部由可再生能源新增发电量提供。
“减少能源电力系统的碳排放,是实现‘双碳’目标的关键。”徐占伯说。然而,传统清洁能源(风、光、水)受制于“靠天吃饭”的波动性,加之缺乏大规模经济性的储电能技术,导致高比例消纳面临严峻挑战。去年,我国风光装机容量虽历史性超过火电,但发电量仅占全社会用电量的22%,近六成电力仍来自煤电,在这样结构下,我国“双碳”目标实现面临严峻挑战。
徐占伯指出,清洁能源利用目前面临一个国际公认的“不可能三角”,即绿色低碳、经济高效和安全可靠。比如传统化石能源和生物质能源经济且可控,但不够绿色低碳;可再生新能源和核能满足绿色低碳和经济高效,但不够安全可靠;若搭配火电调峰或电化学储能,又往往失去经济性。
“没有任何一种单一的能源或设备能同时满足这三个属性。”徐占伯认为,出路在于从系统工程角度出发,采用多能协调、多介质储能的整体方案。
徐占伯认为,储能是可再生新能源利用的关键。储能技术能够实现能源电力供需的实时平衡,解决高不确定可再生能源的间隙性和充分利用问题。
在诸多储能技术中,他所在的团队重点关注氢储能,原因有三:一是氢单位体积能量密度最高、灵活小巧,适合物理空间受限的末端用户;二是安全技术标准和成本相对较低;三是氢能制备利用取水于自然,通过电解水制氢,再经管道或罐车输送至用户侧,利用燃料电池实现冷、热、电联供,全过程零污染、零碳排放。
“从能源角度,氢能解决能源电力系统末端用户的绿色低碳转型,具备技术条件。”徐占伯进一步指出,基于此,团队提出了分布式、面向末端用户的“氢赋能零碳多能协同系统”,在供、储、需各环节实现多能协同转化,贴近用户,利用储热、储冷等低成本储能方式替代昂贵的储电,从而降低初始投资和运行成本。
徐占伯重点介绍了团队在陕西榆林科创新城的实践项目。2022年7月,世界首个规模化、实用化的零碳能源中心在该地建成投运。该项目不仅实现了运行零碳,而是同时实现了比传统系统更好的经济性,为榆林清洁供能国家示范区建设提供技术路径和整体解决方案。
“从2022年运行至今,这个零碳园区一秒钟都没有停过。” 徐占伯表示,该项目已被中电联认定为全国首个零碳园区,未来榆林还将建设33个类似的能源站。
徐占伯总结道,其团队运用系统工程的方法,成功破解了新能源利用中绿色、安全、经济三者难以兼顾的困境。具体而言:第一,贴近用户侧,通过多种能源介质协同储能,实现长时且经济的储能方案;第二,因地制宜,根据当地资源禀赋条件,实现零碳能源的转换;第三,运用系统工程方法进行精细化管控与最优结构设计,从而保障系统的高效稳定运行。在此基础上,进一步推进至全链路零碳建设阶段,涵盖源头清洁化、过程优化以及末端碳排放的抵消与交易,最终实现全路径零碳目标。
(编辑:吴婧 审核:朱紫云 校对:燕郁霞 )