能源危机迫在眉睫储能技术等将成为关键.doc

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1、能源危机迫在眉睫储能技术等将成为关键碳负排放技术、电动汽车或燃料电池等电气化手段、储能技术、可控核聚变等四种电力技术可能帮助提供更多能源和降低碳排放。随着全球人口和经济的增长，人类对能源的需求已达到了前所未有的水平。然而，为了应对日益迫在眉睫的全球气候变暖，降低温室气体的排放也刻不容缓。2006 年，麻省理工学院发起了一项能源倡议（MITEI），旨在开发突破性技术，通过创建低碳和无碳（比如太阳能、核能等）的解决方案来有效和可持续地满足全球能源需求，减缓气候变化。Robert Armstrong 博士作为该倡议的主任，推动了与多家能源巨头的合作落地，截至目前，多家跨国公司都是该倡议的会员单位。在

2、该倡议的框架下，到底什么技术能在未来重整全球的能源系统，塑造未来的世界呢？ Armstrong 在 EmTech China 全球新兴科技峰会上为我们描绘了未来能源的蓝图。Armstrong 认为，我们现在面临着巨大的能源挑战。一方面，随着全球人口的增长，越来越多的人需要能源来享受高质量的生活及服务。而随着人口的增长，全球 GDP 也会同样增长。我们需要用更低的价格，为更多的人口提供更多的能源。在另一方面，我们同时还需要不断地减少温室气体的排放。这件事情已经迫在眉睫。2016 年，大气中二氧化碳的浓度已经超过了400PPM。为了在本世纪末将全球温升控制在 2 摄氏度以内，我们需要把二氧化碳的浓

3、度控制到 450PPM 以下。然而，不幸的是，仅仅 17 年后的 2037 年，我们很有可能就将达到这个指标。图| 碳排放的增长速度远快于我们的期望。（来源：Robert C. Armstrong）因此，我们必须在很短的时间内，同时完成提供更多能源和降低碳排放两个任务。那么，有什么技术可以帮助我们的世界做到这一点呢？Armstrong 提到了四种技术。首先，是碳负排放技术，也就是所谓的碳捕集将化石燃料燃烧产生的尾气和大气中的二氧化碳收集并储存起来。如果碳捕集技术可以大规模应用，电力行业将会比建筑、交通、工业等领域更好地实现气候目标。碳捕集技术应用的关键，是要有更加经济的方法。现在主流的碳捕集技

4、术，需要用胺溶液来实现二氧化碳的吸收和释放。但想要让二氧化碳从溶液中释放出来，需要把胺溶液的温度升高到 100 摄氏度以上，这也会制造出更多的二氧化碳排放。Armstrong 教授提到了一个全新的方法，可以利用类似电池的电化学原理去整合这个过程。由于不需要加热，它可以使整个过程更加节能。图 | 全新的电化学方法可以有效降低碳捕集技术的能耗。（来源：Robert C. Armstrong）其次，电力的生产和消费是在整个经济社会层面联动的。除了在发电环节降低碳排放，我们还需要跨行业、跨领域的技术。例如，我们可以利用电动汽车或燃料电池等电气化手段，来同时降低发电和交通层面的碳排放。为交通工具提供能量

5、的，可以是柴油、汽油，也可以是电能、生物质能。在这些不同的路径中，我们都可以进行碳封存和碳捕获，让整体的排放量更低。MIT 的科学家做了这样一个研究，他们对比了内燃机车、混合动力、纯电动、燃料电池等不同的车型在生命周期中的碳排放。他们发现，如果我们无法实现清洁的发电，那么哪怕是纯电动的电动车，可能也会有间接的碳排放。而且，尽管电动汽车、燃料电池汽车整体的碳排放更低，但可能由于更加复杂的生产工艺，它们在生产环节中的碳排放其实是高于内燃机汽车的。因此，利用碳捕集等技术降低电力、氢能生产环节的碳排放，对于降低交通领域的碳排放来说非常关键。图 | 能源是一个多领域高度联动的行业，我们需要开发跨领域的脱

6、碳技术。（来源：Emre Gencer, MIEI）第三，是储能技术。我们面临的一个挑战，是如何让能源系统消纳更多的可再生能源。太阳能、风能都是波动非常明显的发电方式，大量的强波动性可再生能源会给电网的稳定运行造成不小的困难。而让更多的可再生能源上网的关键，是需要更多的储能装置，进行一整夜、甚至更长时间的储能。图 | 高波动性的太阳能和风能。（来源：MIT Analysis, NSRDB, ERCOT, P. Brown）最后，是一种极具前景的可以实现低碳电力生产的技术可控核聚变。目前全球范围内有大约 25 家可控核聚变技术的创业公司，希望可以在 25 年内就让可控核聚变为现实。很多的创业公司都专注于最基础的研究工作，包括高温超导材料、脉冲式反应堆等等。也许，可控核聚变的到来，会比之前预期的短得多。Armstrong 表示，所有的这些设想，都需要有突破性的技术进展，来真正支持这些科学技术的商业化转型。我们还要有更多的创新，把能源部门的这些技术整合在一起，更好地实现低碳的未来。5