能源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，電力在能源革命中處于核心支配地位?？v觀人類社會(huì)的發(fā)展史和進(jìn)化史就是一部能源的利用史和電力的蛻變史，人類文明的每一次重大進(jìn)步都伴隨著能源技術(shù)的革命性突破和能源形態(tài)的根本性改變。
無論200多年的英國(guó)，抑或100年前的美國(guó)，他們之所以能成為全球產(chǎn)業(yè)的“霸主”和經(jīng)濟(jì)上的“翹首”，其中一個(gè)非常重要的原因就是在能源技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新上走在其他國(guó)家的前面。
時(shí)至今日，我國(guó)在能源電力領(lǐng)域取得舉世矚目偉大成就，但同世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距，即便這種差距正在不斷縮小，甚至在一些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了追趕和超越：我國(guó)已取代美國(guó)成為全球最大的能源生產(chǎn)國(guó)和能源消費(fèi)國(guó)，并且創(chuàng)造了諸多的世界第一，即最大的能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，最大的石油進(jìn)口國(guó)和消費(fèi)國(guó)，最大的電力裝機(jī)規(guī)模和電力生產(chǎn)國(guó)，最大的新能源裝機(jī)規(guī)模和設(shè)備生產(chǎn)國(guó)，最大和最先進(jìn)的全球輸電網(wǎng)絡(luò)等等。我國(guó)能源電力的持續(xù)增長(zhǎng)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步提供了源源不斷的動(dòng)能和動(dòng)力，成為世界能源市場(chǎng)上不可或缺的重要組成部分，對(duì)維護(hù)全球能源合作與安全發(fā)揮著越來越重要的積極作用。
展望未來，變革與不確定性仍然是我國(guó)能源領(lǐng)域必須要面對(duì)的殘酷現(xiàn)實(shí)，新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)必然會(huì)加速行業(yè)洗牌。面對(duì)百年未有之大變局，唯有立足當(dāng)下，才能把握時(shí)代機(jī)遇；唯有把握趨勢(shì)，才能迎接未來挑戰(zhàn)。對(duì)此，本文擬就我國(guó)能源電力領(lǐng)域未來發(fā)展提出“十大暢想”，以期能拋磚引玉，不妥之處請(qǐng)批評(píng)指正。
1
化石能源
會(huì)在新一輪能源革命中淘汰嗎
在全球氣候變暖的大背景下，化石能源尤其是煤炭和煤電作為一種高污染、高排放的能量來源，時(shí)常讓人“詬病”，被認(rèn)為是造成全球變暖的“罪魁禍?zhǔn)住?，甚至出現(xiàn)“談煤色變”的過激反應(yīng)。其實(shí)，化石能源對(duì)人類社會(huì)發(fā)展和文明進(jìn)步的作用重大、意義深遠(yuǎn)，人類社會(huì)目前所經(jīng)歷的三次工業(yè)革命，都離不開化石能源的驅(qū)動(dòng)。既便如今，化石能源仍然是全球消耗的最主要能源資源。
目前，世界能源消費(fèi)總量中的煤炭占比雖已不足30%，在我國(guó)一次能源中的煤炭占比也由2010年的70%下降至2021年的56%，但仍保持在一半以上，這充分說明煤炭在我國(guó)基礎(chǔ)能源中的戰(zhàn)略地位，在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍然是我國(guó)最重要的能源礦產(chǎn)資源。但“降碳減排”已是大勢(shì)所趨、人心所向，以煤炭、石油、天然氣為代表的化石能源消費(fèi)將逐步減少，新能源和可再生能源消費(fèi)則會(huì)大幅上升，綠色發(fā)展已成為高質(zhì)量發(fā)展的主基調(diào)。
不可否認(rèn)，化石能源因其地球儲(chǔ)量有限、過度開發(fā)面臨枯竭，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)和溫室氣體，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人們生活質(zhì)量的影響日益嚴(yán)重，有著先天的不足和劣勢(shì)。但其固有優(yōu)勢(shì)也是顯而易見的，即分布廣泛、儲(chǔ)量豐富、經(jīng)濟(jì)性高,可大規(guī)模開發(fā)利用，并且能量密度高、轉(zhuǎn)化效率快、轉(zhuǎn)化過程簡(jiǎn)單，還有經(jīng)過長(zhǎng)期的技術(shù)積累，人類已經(jīng)熟練掌握了化石能源開采、提煉和轉(zhuǎn)化使用技術(shù)，這是化石能源能夠成為支撐整個(gè)人類工業(yè)文明時(shí)代主體能源的關(guān)鍵所在。因此，如何揚(yáng)“長(zhǎng)”避“短”、興“利”除“弊”，更好地?fù)?dān)當(dāng)起化石能源的“托底保供”角色，為我國(guó)能源的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型發(fā)揮保駕護(hù)航的“壓艙石”和“定盤星”作用。
另一方面，以風(fēng)光水等為代表的可再生能源主要是以電力的形式供人類使用。然而，電能在當(dāng)前我國(guó)能源終端消費(fèi)結(jié)構(gòu)中比重在27%左右，諸如交通運(yùn)輸、冶煉、化工、建材等一些國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)仍十分依賴于煤油氣等化石能源提供動(dòng)力。而且相對(duì)于化石能源，電能還有一個(gè)顯著劣勢(shì)是難以大規(guī)模地儲(chǔ)存，只能是一邊輸送的同時(shí)一邊消費(fèi)，加上電價(jià)相對(duì)較高，目前大規(guī)模的電能替代不僅難以做到，而且代價(jià)巨大，甚至有可能造成能源供應(yīng)形式單一，影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。
由此可見，盡管可再生能源是一種清潔低碳、資源分布廣泛的優(yōu)質(zhì)能源，但因其資源稟賦與消費(fèi)特征之間以及物理特性與社會(huì)生產(chǎn)需求之間的矛盾，可再生能源在新型電力系統(tǒng)沒有高效建立之前，是難以承擔(dān)起“主體能源”的重任，化石能源完全退出歷史舞臺(tái)需要過程，并不能踩“急剎車”。
可以這樣說，在人類還沒有找到一種更優(yōu)質(zhì)的替代能源或者在人類現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)沒有取得革命性突破之前，談?wù)摶茉吹耐耆顺鲞€為時(shí)尚早，也是超乎現(xiàn)實(shí)的能力，特別是對(duì)我國(guó)這樣一個(gè)“多煤少氣缺油”的能源消費(fèi)大國(guó)來說，在可預(yù)見的未來，即便新能源和可再生能源發(fā)展再怎么突破猛進(jìn)，也很難擺脫對(duì)化石能源的依賴，煤炭的“壓艙石”作用和煤電的安全保供作用依然不可替代。
2
“3060”雙碳目標(biāo)
能夠按期實(shí)現(xiàn)嗎
2020年9月23日，國(guó)家主席習(xí)近平代表我國(guó)政府向世界明確宣告“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到碳峰值，努力爭(zhēng)取2060年實(shí)現(xiàn)碳中和”，即大家常說的“3060”雙碳目標(biāo)。
實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，既是我國(guó)作為一個(gè)負(fù)責(zé)任大國(guó)向全球作出的莊嚴(yán)承諾，也是我國(guó)作為全球最大的發(fā)展中國(guó)家一個(gè)史無前例的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因?yàn)樽鳛楫?dāng)今全球最大的碳排放國(guó)，我國(guó)碳排放總量約占全球碳排放總量的30%，幾乎相當(dāng)于美歐日等國(guó)碳排放總量的之和，而且歐美發(fā)達(dá)國(guó)家從碳達(dá)峰到碳中和的過度時(shí)間長(zhǎng)達(dá)50-60年，我國(guó)只有短短的30年，僅為其一半的歷程，可謂是時(shí)間緊、任務(wù)重、不容緩。
根據(jù)相關(guān)權(quán)威部門測(cè)算，2020年我國(guó)碳排放總量高達(dá)113億噸，其中能源領(lǐng)域的碳排放總量為99億噸，占比高達(dá)88%；火電行業(yè)的碳排放總量為51.2億噸，占比近52%。由此可見，要想實(shí)現(xiàn)“3060”雙碳目標(biāo)，能源是主陣地，電力是主戰(zhàn)場(chǎng)，煤電是主力軍，電企是主推手。
記得剛提出“雙碳”目標(biāo)的時(shí)候，曾有專家預(yù)測(cè)說，2030年我國(guó)碳排放總量將達(dá)到116億噸的峰值，但這個(gè)“峰值”在2021年提前達(dá)到，預(yù)計(jì)到2030年我國(guó)碳排放總量很可能超過120億噸，這表明2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”將是一個(gè)非常艱巨的任務(wù)，同時(shí)相應(yīng)地增大了“碳中和”實(shí)現(xiàn)的難度。
特別自2021年下半年后，我國(guó)多省多地相繼出現(xiàn)了電力緊張狀況，電力供需矛盾突出，煤電的“壓艙石”和“兜底”作用更加顯現(xiàn)，“去煤化”和“棄火化”的論調(diào)明顯降溫，但這也給我們大家敲響了“警鐘”，即“降碳減排”決不是一帆風(fēng)順的，總會(huì)遇到各種艱難險(xiǎn)阻和意想不到的困難障礙，需要極大努力和艱巨奮斗才能成功。由此推算，假若煤電總裝機(jī)規(guī)模和能源的總減排目標(biāo)在2030前不能實(shí)現(xiàn)明顯反轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，“雙碳”目標(biāo)將是望其項(xiàng)背而不及的任務(wù)。
實(shí)際上，“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，不僅是要解決能源和氣候問題，而且還關(guān)系到社會(huì)進(jìn)步和生物多樣性問題，更牽涉到我國(guó)生存權(quán)和發(fā)展權(quán)問題。根據(jù)丁仲禮院士的最新預(yù)測(cè)，如果到2060年實(shí)現(xiàn)碳中和，屆時(shí)我國(guó)溫室氣體排放有望降低到25億噸左右二氧化碳當(dāng)量，與此同時(shí)海洋可吸收6億噸二氧化碳、陸地和近海生態(tài)系統(tǒng)回碳14億噸二氧化碳、工業(yè)固碳和地質(zhì)封質(zhì)約4億噸二氧化碳，碳排放總量同碳移除總量大致相當(dāng)。
按此初略測(cè)算和預(yù)測(cè)，到時(shí)我國(guó)火電裝機(jī)規(guī)模應(yīng)該不會(huì)超過2億千瓦，其中煤電和氣電可能會(huì)各占一半的裝機(jī)，這意味著現(xiàn)在90%以上的煤電機(jī)組面臨著被逐步淘汰的境況。這個(gè)問題如果處理稍有不慎，極有可能會(huì)導(dǎo)致巨大國(guó)有資產(chǎn)的巨大流失和國(guó)家財(cái)產(chǎn)的重大損失，甚至可能造成嚴(yán)重的社會(huì)問題。
因此，我國(guó)要想按預(yù)定目標(biāo)實(shí)現(xiàn)碳中和，必須從戰(zhàn)略的高度切實(shí)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，深入推進(jìn)“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略，認(rèn)真謀劃好傳統(tǒng)能源的“退”與新興能源的“進(jìn)”之間關(guān)系，否則，“碳達(dá)峰”的峰值提升了一大截，那么“碳中和”之路也就更加遙遠(yuǎn)了。
3
新型電力系統(tǒng)
將會(huì)如期建成嗎
總體來看，“雙碳”目標(biāo)對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展提出了新要求，這表明高比例配置新能源比例的電力時(shí)代即將來臨：
一是新能源裝機(jī)規(guī)模大、比例高。預(yù)計(jì)到2060年我國(guó)電力總裝機(jī)容量有可能在70-80億千瓦之間，新能源裝機(jī)容量占比超過70%，呈現(xiàn)“風(fēng)光領(lǐng)跑、多源協(xié)調(diào)”態(tài)勢(shì)。
二是電網(wǎng)彈性高、柔性好。新能源并網(wǎng)比例越高，電網(wǎng)調(diào)峰壓力就相應(yīng)的越大，這必然要求電網(wǎng)更彈性、更靈活、更智能，能把隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性的新能源通過系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)變成友好的、穩(wěn)定的電源，以更好地適應(yīng)新能源大規(guī)模上網(wǎng)需要。
三是雙向互動(dòng)、智能高效。以“云大物移智”為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)與電力技術(shù)的深度融合，推動(dòng)電力系統(tǒng)從單向化向雙向互饋系統(tǒng)方面轉(zhuǎn)變，促進(jìn)源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)多向互動(dòng)，更靈敏感知用戶需求，高效靈活配置電力資源。
四是廣泛互聯(lián)、多能互補(bǔ)。新型電力系統(tǒng)能夠廣泛、靈活地連接“風(fēng)光水火核生”等各類發(fā)電資源，促進(jìn)多能互補(bǔ)發(fā)展和源網(wǎng)荷儲(chǔ)的有效銜接，大幅度提升清潔能源的消納利用水平。
由此可見，在我國(guó)現(xiàn)行以煤電為主體的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)下，要想實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)是一件可望而不可即的事情，需要另辟蹊徑才能獲得成功。而新型電力系統(tǒng)是以新能源為主體的電力系統(tǒng)，這表明新能源發(fā)電將逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)電力成為我國(guó)電力電量的供應(yīng)主體，則是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵之舉和重要抓手。
我國(guó)兩大電網(wǎng)公司分別提出了各自的新型電力系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，即國(guó)家電網(wǎng)提出到2035年基本建成新型電力系統(tǒng)，到2050年全面建成新型電力系統(tǒng)；南方電網(wǎng)提出2030年前基本建成新型電力系統(tǒng)，2060年前全面建成新型電力系統(tǒng)。
新型電力系統(tǒng)最基本特征是清潔低碳、安全穩(wěn)定、靈活韌性、智能友好、開放互動(dòng)，源網(wǎng)荷儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)深度協(xié)調(diào)互動(dòng)。因此，“基于‘電力+算力’的系統(tǒng)平衡理論是新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的理論基礎(chǔ)”以及基于信息化、數(shù)字化、智能化、智慧化的“新基建”則是新型電力系統(tǒng)的“神經(jīng)管理中樞”，從而使電力系統(tǒng)能夠在“可見、可知、可調(diào)、可儲(chǔ)、可控”的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)新能源“無條件、無限度、隨機(jī)性”上網(wǎng)。
不可否認(rèn)，新型電力系統(tǒng)是我國(guó)電力發(fā)展史上一場(chǎng)前所未有的深刻變革和一項(xiàng)具有開創(chuàng)性的偉大創(chuàng)舉，既要有可靠聰明的電源，又要有柔性智慧的電網(wǎng)和負(fù)荷，必須在包括虛擬慣量控制新型電力電子設(shè)備能夠大規(guī)模應(yīng)用、調(diào)峰調(diào)頻和削峰填谷的儲(chǔ)能設(shè)施配備齊全、具備抵御重大災(zāi)害的應(yīng)急處理手段和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)電力負(fù)荷的管理能力等方面的革命性突破，這意味著我國(guó)需要精確精準(zhǔn)地對(duì)現(xiàn)行電力系統(tǒng)進(jìn)行移“心”換“腦”式的重大手術(shù)，需要開展顛覆性的技術(shù)革新和柔性化的管理創(chuàng)新，需要從現(xiàn)在開始加大關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備和開展重大科技攻關(guān)，這些都在新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建過程中必須面對(duì)和需要迫切解決的關(guān)鍵之招。
4
氫能
會(huì)成為第三次能源革命的“灰犀?！眴?/span>
自燧木取火開始，人類的進(jìn)化和社會(huì)的發(fā)展便與能源結(jié)下不解之緣，木炭成為人類早期廣泛使用的能源。1769 年英國(guó)人瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)，煤炭在 18 世紀(jì)80年代成為能源消費(fèi)總量最大的一次能源，自此人類完成了第一次能源革命。1879年德國(guó)人卡爾·本茨制造出世界第一臺(tái)單缸煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)，到1965年油氣取代煤炭在一次能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中超過 50%，人類完成了第二次能源革命。隨著人類對(duì)能源需求的增長(zhǎng)和低碳發(fā)展的需要，非化石能源取代傳統(tǒng)石化能源將成為第三次能源革命的必然選擇。
“氫”潔世界，“能”創(chuàng)未來。無論從哪個(gè)角度來看，氫能可謂是當(dāng)下最“勁爆”產(chǎn)業(yè)，不僅美歐日等國(guó)紛紛“押注”氫能，加速該產(chǎn)業(yè)的布局，并且在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和技術(shù)積累上走在前列。但我國(guó)作為后起之秀，已有20個(gè)省、50多個(gè)地級(jí)市發(fā)布了地方氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃及政策，對(duì)制氫規(guī)模、燃料電池車規(guī)模和示范項(xiàng)目布局等提出明確目標(biāo)，尤其是隨著我國(guó)首個(gè)氫能中長(zhǎng)期規(guī)劃的“出爐”，正式確認(rèn)了氫能的能源屬性，首次確定氫能在國(guó)家能源轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略定位，明確指出氫能是“未來國(guó)家能源體系的重要組成部分”、“用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體”和“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向”，給我國(guó)氫能發(fā)展送來了“及時(shí)雨”，吃下了“定心丸”，注入了“強(qiáng)心劑”。
氫氣作為零碳能量的載體和高密度的零碳燃料，在交通、化工、鋼鐵、建材、電力等行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景非常豐富，同時(shí)其超長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能也是新型電力系統(tǒng)有力支撐，被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉春偷谌文茉锤锩闹攸c(diǎn)攻關(guān)方向。按照有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2050年，氫能在我國(guó)能源終端消費(fèi)體系中的占比約為10%，氫氣需求量接近6000萬噸；2060年，氫能在我國(guó)終端能源消費(fèi)體系中占比達(dá)到20%左右，氫氣需求量將達(dá)到1.3億噸上下，其中綠氫的需求量將會(huì)超過1億噸，占比高達(dá)80%。
其實(shí)，氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要涵蓋三大環(huán)節(jié)，即上游制氫、中游儲(chǔ)運(yùn)、下游用氫，其發(fā)展?fàn)顩r可用“虎頭狼腰豹尾”來形容。當(dāng)前，受技術(shù)成熟度不高、成本效率不足等因素制約，我國(guó)氫產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出行業(yè)熱、產(chǎn)業(yè)弱、市場(chǎng)小的發(fā)展局面，技術(shù)、成本、體制、機(jī)制等方面均面臨著較大的挑戰(zhàn)：一是我國(guó)制氫仍以“灰氫”為主，氫氣生產(chǎn)設(shè)備碳排放仍較高，新能源電解水制氫剛起步，成本仍居高不下；二是氫能應(yīng)用的商業(yè)化落地難，存在運(yùn)輸成本偏高、損耗大、儲(chǔ)運(yùn)裝備安全隱患突出等問題；三是制氫地區(qū)和用氫地區(qū)間存在區(qū)域壁壘，產(chǎn)業(yè)集聚度較少，氫儲(chǔ)能項(xiàng)目普及難等問題。
因此，氫能在獲得大規(guī)模應(yīng)用前，必須要邁過三道“坎”，否則就很難成為第三次能源革命的“灰犀?！保?/span>
一是使用成本高。目前我國(guó)氫能總成本大約在60元~80元/kg之間，距離30元/kg的可商用價(jià)格相距甚遠(yuǎn)。
二是安全性差。因?yàn)榻佣B三氫燃料電池“爆炸事件”讓其安全性成為矚目焦點(diǎn)。
三是儲(chǔ)運(yùn)難。如果儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)不了顛覆性技術(shù)突破，氫能發(fā)展就會(huì)被“攔腰截?cái)唷薄?/span>
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新型儲(chǔ)能
能成為新型電力系統(tǒng)的“壓艙石”嗎
在“雙碳”目標(biāo)的具體指引下和新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，未來我國(guó)電力系統(tǒng)中風(fēng)光等新能源裝機(jī)的占比將不斷提高，并且會(huì)逐漸挑起電力供應(yīng)的“大梁”。但由于風(fēng)光等新能源發(fā)電具有間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性的特點(diǎn)以及現(xiàn)行電網(wǎng)系統(tǒng)是以煤電機(jī)組為主導(dǎo)的相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)電、輸配電和用電系統(tǒng)，調(diào)峰能力不足和傳輸容量受限成為制約新能源發(fā)展的主要“瓶頸”。因此，構(gòu)建以新能源為主導(dǎo)的新型電力系統(tǒng)顯得迫在眉睫。
按照2022年3月出臺(tái)的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》的指導(dǎo)邏輯，提高電力系統(tǒng)靈活性將是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵要素，而合理配置儲(chǔ)能則是有效解決電力系統(tǒng)靈活性的主要途徑。因?yàn)榻柚鷥?chǔ)能裝置實(shí)現(xiàn)了在時(shí)間維度上“搬運(yùn)”電能的能力，就宛如一個(gè)超大號(hào)的“充電寶”，在風(fēng)光等新能源大發(fā)時(shí)或者用電低谷時(shí)及時(shí)充電，在風(fēng)光等新能源出力小或者用電高峰時(shí)快速放電，有效平衡發(fā)電和用電之間“時(shí)間差”，還能配合常規(guī)火電等參與電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻。
特別是隨著多能互補(bǔ)和源網(wǎng)荷儲(chǔ)“兩個(gè)一體化”的提出，整個(gè)電力系統(tǒng)正從“源-網(wǎng)-荷”向“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”轉(zhuǎn)化，儲(chǔ)能將成為新型電力系統(tǒng)的第四大基本要素。如果說風(fēng)光水火核儲(chǔ)是“一盤棋”，未來是屬于新能源的時(shí)代，那么儲(chǔ)能的作用必不可缺，有可能會(huì)成為最耀眼的那顆“明珠”。
目前，抽水蓄能和新型儲(chǔ)能被認(rèn)為是電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)工具箱里的兩大工具，但兩者之間都具有各自不同的顯著特質(zhì)和應(yīng)用場(chǎng)景。從綜合條件上講，抽水蓄能雖然是當(dāng)前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、調(diào)節(jié)響應(yīng)最快、最具大規(guī)模開發(fā)條件的儲(chǔ)能方式，但也存在電站建設(shè)受到地理環(huán)境條件限制多、初始投入高、審批周期長(zhǎng)、回報(bào)效益低等明顯不足，難以支撐未來儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的多元化、多樣化、普遍性、隨機(jī)性的發(fā)展需求。而新型儲(chǔ)能則不同，具有建設(shè)周期短、選址簡(jiǎn)單靈活、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、品種繁多、選擇渠道廣等優(yōu)勢(shì)，與新能源開發(fā)消納的匹配性更好，無論是在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)還是需求側(cè)、用戶側(cè)，都可以做到遍地開花、百花齊放。
但是，新型儲(chǔ)能要想真正擔(dān)負(fù)起現(xiàn)代能源系統(tǒng)“壓艙石”的重任，也有其難以克服的“痛點(diǎn)”與難點(diǎn)：首先是安全性，作為一種載能設(shè)施，安全是新型儲(chǔ)能發(fā)展的前提，否則會(huì)直接影響到電網(wǎng)的安全高效運(yùn)行，近期多起安全事故引發(fā)廣泛關(guān)注，充分說明了儲(chǔ)能技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)還有很長(zhǎng)的路要走；其次是經(jīng)濟(jì)性，在目前的投入成本、價(jià)格體系和商業(yè)模式下，儲(chǔ)能參與深度調(diào)峰尚不具備經(jīng)濟(jì)性，政策亦缺乏可操作性；再者是技術(shù)性，目前有不少關(guān)鍵核心技術(shù)仍存在亟待突破的瓶頸，這也是破解提升和系統(tǒng)解決新型儲(chǔ)能效率、壽命、安全、經(jīng)濟(jì)性水平的核心問題。
一言以蔽之，新型電力系統(tǒng)是以新能源為主體的電力體系，實(shí)現(xiàn)了由源隨荷動(dòng)的實(shí)時(shí)平衡逐步向源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)的非完全實(shí)時(shí)平衡轉(zhuǎn)變，而新能源發(fā)展的天花板或許在于新型儲(chǔ)能技術(shù)的高低，這既是有效克服新能源大規(guī)模運(yùn)用的終極難點(diǎn)，也是成功構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵“密碼”。
6
海洋能源
能否崛起藍(lán)色未來嗎
海洋面積約占地球面積的71%，浩瀚無邊的海洋中蘊(yùn)藏著十分驚人的巨大能量。隨著陸上能源資源開發(fā)漸少，人們開始把目光投向廣闊的海洋中尋找新的可再生能源，以應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的能源需求。海洋能就是蘊(yùn)藏在海洋中的可再生能源的統(tǒng)稱。
從狹義上講，海洋能主要指潮汐能、海流能、波浪能、溫差能、鹽差度等可再生資源，廣義上來說還包括海洋底豐富的常規(guī)油氣資源以及海上風(fēng)電與光伏等新能源。這是一個(gè)巨大的綠色能源寶庫，據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)，可再生能源中的海洋能源約占世界能源總量的70%以上，而如今人們已開發(fā)利用的資源卻微乎其微。
當(dāng)前，海洋能源開發(fā)技術(shù)較為成熟的是海上風(fēng)電與光伏。在我國(guó)近海樁基固定式海上風(fēng)電與光伏開發(fā)資源逐漸殆盡的情況下，漂浮式的海上風(fēng)光電站將成為未來主流模式，并且可以通過與“西電東送”相結(jié)合的方式，從根本上解決東部沿海地區(qū)的綠色用電的需要。
同陸上風(fēng)光電站相比，海上風(fēng)電與光伏具有發(fā)電量高、節(jié)約土地、易與其它產(chǎn)業(yè)融合等特點(diǎn)。譬如，我國(guó)生產(chǎn)的半潛式水產(chǎn)養(yǎng)殖平臺(tái)“澎湖號(hào)”就是將海上新能源與海上養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)完美結(jié)合的新形式，已取得了良好的示范效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益。
另外，我國(guó)在可燃冰的研究和勘探技術(shù)上也走在世界的前列，已初步具備可燃冰的開采技術(shù)，并在2017年5月試采成功。據(jù)分析預(yù)測(cè)，我國(guó)可燃冰儲(chǔ)量相當(dāng)于1000億噸石油，僅南海地區(qū)的儲(chǔ)備量達(dá)到了800億噸石油，是我國(guó)可燃冰的富集區(qū)。
除上述海洋能源外，還有更為豐富的潮汐能、海流能、波浪能、溫差能、鹽差度等能源可以被人類利用，據(jù)國(guó)際能源署（IEA）數(shù)據(jù)顯示，2018年只利用了1.2TWh的全球海洋能源，僅占全球一次能源消費(fèi)（約170000TWh）非常小一部分。
近年來，我國(guó)加大了海洋能源的開發(fā)利用，通過提供3倍于化石燃料價(jià)格的上網(wǎng)電價(jià)來鼓勵(lì)發(fā)展潮汐能，并在廣東順德、山東乳山和上海崇膽島等建設(shè)潮汐電站。還有2022年2月世界最大單機(jī)1.6MW潮流能發(fā)電機(jī)組在岱山縣秀山島海域啟動(dòng)下海，標(biāo)志著完全由我國(guó)自主研發(fā)的世界首座潮流能發(fā)電站再添新丁。
另外，我國(guó)波浪能開發(fā)利用起始于上世紀(jì)70年代，廣州能源所在1989年建造了一座3000W多振蕩水柱式波浪能電站，于1996年試發(fā)電成功，后升級(jí)改擴(kuò)建為20kW的波浪能電站；2022年6月南方電網(wǎng)廣東公司牽頭研究的兆瓦級(jí)波浪能發(fā)電平臺(tái)在東莞正式開工建造，建成后每天可生產(chǎn)2.4萬度電，標(biāo)志著波浪能開始進(jìn)入商業(yè)開發(fā)階段。
同陸上可再生能源相比，海洋能具有能源密度相對(duì)高、可預(yù)測(cè)性相對(duì)強(qiáng)、功率波動(dòng)性相對(duì)小等優(yōu)勢(shì)，但受制于海洋能分散存在于全球大洋的水體之中，加之過高的初始投資成本和缺乏足夠的技術(shù)支撐，海洋能開發(fā)仍處于前期探索研究階段，隨著海洋能高效轉(zhuǎn)換機(jī)制和關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新突破以及海工裝備水平的不斷提升，藍(lán)色能源革命的時(shí)代正在迎面而來。開發(fā)海洋能源不僅是建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的重要支撐，更是構(gòu)建清潔能源體系、實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展不可或缺的重要一環(huán)，未來的海洋能源將會(huì)迎來輝煌燦爛的明天，崛起藍(lán)色的未來。
7
能源不可能“三角”
可破解嗎
能源界有個(gè)“不可能三角”理論，也叫作“能源三元悖論”，是指無法找到這樣一個(gè)能源系統(tǒng)，既能滿足能源供給安全（穩(wěn)定保供），也可滿足能源環(huán)境友好（清潔環(huán)保），還能滿足能源經(jīng)濟(jì)（價(jià)格低廉）這三個(gè)目標(biāo)條件。用一句簡(jiǎn)單的話講，就是指能源的清潔、穩(wěn)定和廉價(jià)三者不可能做到同時(shí)兼顧或同時(shí)達(dá)到最優(yōu)，一個(gè)國(guó)家或政府必須對(duì)能源系統(tǒng)上述三個(gè)目標(biāo)或要求進(jìn)行綜合平衡、協(xié)調(diào)或取舍。
也就是說，如果要想獲得供能安全和供能低廉，那么供能清潔就難以保證；如果要想供能安全和供能清潔，那么供能低廉就難以實(shí)現(xiàn)；如果要想供能清潔和供能低廉，那么供能安全難以達(dá)到，三者之間最多只能滿足其中的一個(gè)或兩個(gè)方面，不可能在這三個(gè)方面都能夠做到彼此兼顧。
我國(guó)現(xiàn)已進(jìn)入能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，經(jīng)濟(jì)效益、能源安全和環(huán)境保護(hù)是驅(qū)動(dòng)能源多元化發(fā)展的三大基石，大力發(fā)展可再生能源是推動(dòng)能源高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。在由傳統(tǒng)化石能源向可再生能源的轉(zhuǎn)變過程中，以火電為主的傳統(tǒng)化石能源優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在供能的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性較好，但劣勢(shì)在于會(huì)排放大量的有害物質(zhì)和溫室體氣體，不能滿足清潔低碳的要求；以風(fēng)光等為代表的可再生能源雖然不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，但供能穩(wěn)定性較差和生產(chǎn)成本相對(duì)較高，難以滿足經(jīng)濟(jì)安全的要求，要想找到一種同時(shí)滿足安全、廉價(jià)、清潔而又能持續(xù)供應(yīng)的“萬能”能源可謂難乎其難。
由此可見，雖然能源轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行，但是前行之路并非一片坦途：一是新能源消納難題待解，棄風(fēng)棄電難以避免；二是新能源電價(jià)目前并不便宜，過度減排必然抬高用能成本；三是現(xiàn)行電力系統(tǒng)不能完全支撐新能源上網(wǎng)，電力供應(yīng)穩(wěn)定性面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
因此，要以承載實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)的內(nèi)在要求為重要前提、以確保能源電力供給安全為主要前提和以保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基本電力需求為底線目標(biāo)，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、模式創(chuàng)新和管理創(chuàng)新等手段，把現(xiàn)行以化石能源為主體的電力系統(tǒng)改造成為適合新能源的資源稟賦、時(shí)空分布、波動(dòng)特征、安全約束等要素的新型電力系統(tǒng)，確保整個(gè)電力系統(tǒng)盡快達(dá)到和實(shí)現(xiàn)清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動(dòng)的要求目標(biāo)，這才是真正破解能源“不可能三角”困境的一劑最佳“良方”。
另外，在大力發(fā)展可再生能源的過程中，我們要從思想上消除這樣的一個(gè)誤區(qū)，即可再生能源代替化石能源步伐的加快，是不是意味著化石能源價(jià)格應(yīng)該下降呢？其實(shí)并非如此，不但不會(huì)導(dǎo)致化石能源價(jià)格的下降，反而會(huì)推動(dòng)其價(jià)格的階段性上漲。這是因?yàn)榇罅客顿Y進(jìn)入到可再生能源領(lǐng)域后，投入到傳統(tǒng)能源的資金就會(huì)相應(yīng)減少，導(dǎo)致傳統(tǒng)能源的后勁發(fā)展明顯不足，一旦發(fā)生能源缺口或供能危機(jī)，化石能源的價(jià)格就會(huì)馬上水漲船高。2021年下半年我國(guó)部分省區(qū)市發(fā)生的電力短缺和2022年2月俄烏沖突爆發(fā)后歐洲發(fā)生的能源危機(jī)就是最好的證明。
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全球能源互聯(lián)網(wǎng)
會(huì)實(shí)現(xiàn)嗎
2015年9月26日，習(xí)近平主席在紐約舉行的聯(lián)合國(guó)發(fā)展峰會(huì)上提出“探討構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”倡議，至今已七年有余了。這期間陸續(xù)發(fā)生了英國(guó)脫歐、中美貿(mào)易戰(zhàn)、新冠全球大流行、俄烏沖突等重大事件，雖然對(duì)話合作仍是國(guó)際社會(huì)主流，但世界已經(jīng)大不同了，“逆全球化”思潮愈演愈烈，“貿(mào)易保護(hù)主義”再次抬頭，“冷戰(zhàn)思維”成為世界和平穩(wěn)定的最大威脅，世界很難回到以前的模樣了。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓為骨干網(wǎng)架、以清潔能源為主導(dǎo)的惠及各國(guó)人民的超級(jí)工程，向世界彰顯出中國(guó)智慧和中國(guó)擔(dān)當(dāng)。按照有關(guān)機(jī)構(gòu)的定義，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展框架大體可概況為一個(gè)總體布局（由跨洲電網(wǎng)、跨國(guó)電網(wǎng)、國(guó)家泛在智能電網(wǎng)組成，各層級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，形成連接“一極一道”和各洲大型清潔能源基地與主要負(fù)荷中心的總體布局）、兩個(gè)基本原則（清潔發(fā)展和全球配置）、三個(gè)發(fā)展階段（洲內(nèi)互聯(lián)、跨洲互聯(lián)、全球互聯(lián)）、四個(gè)重要特征（網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動(dòng)）、五個(gè)主要功能（能源傳輸、資源配置、市場(chǎng)交易、產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)和公共服務(wù)）。
構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)是由世界能源資源稟賦和能源經(jīng)濟(jì)特性所決定的。
一方面全球能源資源分布很不均衡，能源供給與能源需求呈現(xiàn)逆向分布的特征。除美國(guó)是油氣能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)外，其他傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)相互分割。另外，全球70%的風(fēng)能分布在高緯度和沿海地區(qū)，85%的太陽能分布在低緯度地區(qū)，而且這些清潔能源富集地區(qū)大部分地廣人稀，遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，必須就地轉(zhuǎn)化為電能，通過遠(yuǎn)距離輸電才能在全球能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)清潔能源全球范圍開發(fā)、配置和利用。
另一方面唯有合作共贏和互聯(lián)互通才是最具經(jīng)濟(jì)效益的能源開發(fā)模式，有利于將非洲、亞洲、南美洲等地區(qū)的清潔資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，能夠最大限度調(diào)動(dòng)能源重要生產(chǎn)國(guó)和能源主要消費(fèi)國(guó)的積極性，真正做到能源供給側(cè)和消費(fèi)側(cè)的有效對(duì)接，實(shí)現(xiàn)資源的互補(bǔ)互濟(jì)和高效利用，縮小地區(qū)發(fā)展差異，促進(jìn)資源和平利用，統(tǒng)籌解決能源安全、清潔發(fā)展等緊迫問題。
總體而言，雖然全球戰(zhàn)略安全環(huán)境不斷惡化，但世界上其他各國(guó)間的能源合作勢(shì)頭并沒有減弱，俄歐因俄烏沖突加大斗“氣”外，全球超過五分之一的煤炭、四分之三的石油、近三分之一的天然氣仍需要跨國(guó)跨洲配置，能源產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈、供應(yīng)鏈和信息鏈相互融合，全球能源“大動(dòng)脈”仍然保持暢通，世界已經(jīng)沒有國(guó)家能夠與世隔絕成為能源“孤島”。
推動(dòng)全球能源互聯(lián)互通，打造全球能源命運(yùn)共同體，符合歷史發(fā)展的客觀規(guī)律和基本潮流，將為推動(dòng)全球能源資源開發(fā)、降低用能成本、保障能源安全、實(shí)現(xiàn)世界大同發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
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全球能源版圖
會(huì)形成東西兩大能源陣營(yíng)嗎
自從2016年特朗普上臺(tái)以后，中美關(guān)系迅速從合作走向了對(duì)抗，這種趨勢(shì)隨著拜登上臺(tái)并沒有減緩反而愈演愈烈，其“拉邦結(jié)派”圍堵中國(guó)的做法可謂是無所不用其極，在限制對(duì)華高科技出口上更加變本加厲，用心險(xiǎn)惡地加速中美科技“脫鉤”。
2022年8月12日，以中國(guó)石油、中國(guó)石化為代表的五大國(guó)企相繼發(fā)布公告，擬將美國(guó)存托股份從紐交所退市，這表明中美能源脫鉤可能由此拉開序幕。與此同時(shí)，繼芯片法案之后，美國(guó)對(duì)中國(guó)新能源再下狠手，其國(guó)會(huì)在同日通過的《削減通脹法案》更是包藏禍心，提出“將有約300億美元被指定用于生產(chǎn)稅收抵免，用于加速美國(guó)太陽能組件、風(fēng)力渦輪機(jī)、電池的制造以及關(guān)鍵礦物加工。除此之外，還有100億美元投資稅收抵免將用于清潔技術(shù)設(shè)施，例如太陽能組件、風(fēng)力渦輪機(jī)和電動(dòng)汽車工廠”，真實(shí)的意圖旨在打造“美國(guó)獨(dú)立完整的清潔能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈和新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈”，以便將我國(guó)的新能源企業(yè)排除在美國(guó)市場(chǎng)之外。
另一方面，隨著俄烏沖突的爆發(fā)，以美國(guó)為首的西方國(guó)家變態(tài)地對(duì)俄羅斯進(jìn)行制裁，不少西方大型能源企業(yè)紛紛退出了俄羅斯能源市場(chǎng)，許多歐洲國(guó)家的能源政策發(fā)生全面轉(zhuǎn)向，已從“氣候安全”轉(zhuǎn)向“能源安全”，其中的重點(diǎn)是努力擺脫對(duì)俄羅斯的油氣依賴，尤其是西方七國(guó)集團(tuán)對(duì)俄羅斯石油限價(jià)達(dá)成協(xié)議，歐美能源聯(lián)盟進(jìn)一步強(qiáng)化，俄歐能源“脫鉤”更加明顯。而俄羅斯要想真正擺脫西方國(guó)家的制裁，只能加速向東看，深化同中、印及東南亞等國(guó)家的能源合作，以確保獲得穩(wěn)定的能源收益，世界可能出現(xiàn)“用俄羅斯能源”和“去俄羅斯能源”兩大陣營(yíng)。由此可見，俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)+中美脫鉤極有可能帶來世界能源版圖的深度調(diào)整和加速重構(gòu)。
世界能源的重構(gòu)不但考驗(yàn)著大國(guó)的博奕與智慧，而且影響到世界能源供應(yīng)格局改變和供應(yīng)鏈的重新安排，造成對(duì)現(xiàn)有能源商業(yè)模式的嚴(yán)重破壞和對(duì)整個(gè)能源市場(chǎng)重新洗牌和塑造，引發(fā)全球能源在生產(chǎn)、交易、運(yùn)輸、消費(fèi)、投資及金融市場(chǎng)等多個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)重大調(diào)整，將不可避免地產(chǎn)生難以估量的經(jīng)濟(jì)影響，帶來難以預(yù)見的地緣政治后果，全球能源流向由市場(chǎng)主導(dǎo)轉(zhuǎn)為政治主導(dǎo)，極有可能讓全球能源版圖重新分解成東西兩大勢(shì)力范圍，即一方以美國(guó)主導(dǎo)的日韓澳加新+北約的能源供給體系，一方以中俄為主導(dǎo)的加西亞和非洲的能源供給體系。
當(dāng)然，全球能源格局的深度調(diào)整和重構(gòu)并不是以某個(gè)國(guó)家或少數(shù)幾個(gè)國(guó)家的意志為轉(zhuǎn)移的，世界能源供給版圖的改變也不是一朝一夕就能夠?qū)崿F(xiàn)的，美國(guó)想完全同中國(guó)“脫鉤”亦是很不現(xiàn)實(shí)的，歐洲也很難一下子全部切斷對(duì)俄羅斯的能源進(jìn)口。
但可以預(yù)見的是，面對(duì)百年未有之大變局，氣候變暖已成為人類共同面對(duì)的大問題，不同品種能源在整個(gè)能源供給中所占比重將結(jié)構(gòu)性改變，傳統(tǒng)能源供給中不同國(guó)家的地位將會(huì)發(fā)生明顯變化，新能源取代傳統(tǒng)能源將是歷史的必然趨勢(shì)，歐洲能源短缺現(xiàn)象或許將進(jìn)一步突出，世界各國(guó)在能源上的縱橫捭闔仍將維持一段時(shí)間。
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“人造太陽”
會(huì)成為人類追求的終極能源嗎
大家都知道，核能的利用主要分為兩種類型，即核裂變和核聚變。利用核裂變發(fā)電已經(jīng)很普遍，而被稱為“終極能源”的核聚變之前一直存在于科幻想象中，如今這種傳說中的“完美能源”距離現(xiàn)實(shí)生活越來越靠近了。時(shí)下，隨著全球變暖形勢(shì)日益嚴(yán)峻，清潔低碳的可再生能源越來越受到關(guān)注，各路資本紛紛加注和大量涌入了核聚變領(lǐng)域，核聚變正成為投資領(lǐng)域炙手可熱的新賽道，由此衍生的新技術(shù)、新材料開始造福于人類。
實(shí)際上，自從宇宙大爆炸那一刻起，核聚變這一自然規(guī)律就一直存在著，太陽就是這樣產(chǎn)生熱量的天體，因此人們亦把核聚變裝置稱為“人造太陽”。直到1954年世界上第一氫顆的爆炸，其巨大的威力震驚全球，科學(xué)家就開始設(shè)想可否通過可控核聚變產(chǎn)生的能量來為人類服務(wù)，并且一直孜孜不倦在進(jìn)行原子核聚變的實(shí)驗(yàn)，但是到目前為止，可控核聚變?nèi)匀粵]有走出“實(shí)驗(yàn)室階段”，離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走。
現(xiàn)如今，全球大約20多個(gè)國(guó)家共建造了200余座核聚變裝置實(shí)驗(yàn)室，其中最著名的當(dāng)屬美、日、俄、歐共同出資興建的國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER。2022年初，全球規(guī)模最大的核聚變反應(yīng)堆—?dú)W洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆（JET）的科研團(tuán)隊(duì)宣布取得了核聚變技術(shù)的突破性進(jìn)展，該反應(yīng)堆在連續(xù)5秒的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了59兆焦耳的能量，打破了該裝置在1997年創(chuàng)下的22兆焦耳核聚變能量的紀(jì)錄，同時(shí)也創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。
我國(guó)在核聚變研究上可算是后來居上。2017年7月，我國(guó)我國(guó)自主設(shè)計(jì)、自主建造的合肥全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置在世界上首次實(shí)現(xiàn)5000萬攝氏度持續(xù)放電101.2秒的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了從60秒到百秒量級(jí)的跨越，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)核聚變的世界紀(jì)錄。2018年11月，我國(guó)的“人造太陽”中心溫度首次達(dá)到1億攝氏度，并2020年4月將1億攝氏度維持了近10秒鐘，相當(dāng)于太陽核心溫度的近7倍，再獲重大突破。2021年12月30日，我國(guó)的“人造太陽”實(shí)現(xiàn)了7000萬℃高溫下 1056秒的長(zhǎng)脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)在可控核聚變研究上處于世界領(lǐng)先水平。此外，我國(guó)還有在建的聚變工程實(shí)驗(yàn)堆 （CEFTR），預(yù)計(jì)將在2050年建設(shè)成為可控核聚變商業(yè)示范堆。
2022年12月5日，美國(guó)“國(guó)家點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)設(shè)施”向目標(biāo)輸入了2.05兆焦耳的能量，產(chǎn)生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出，這是人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)了在核聚變實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的能量多于用于驅(qū)動(dòng)核聚變的激光能量，意味著人類在可控核聚變發(fā)展上又向前邁進(jìn)了一大步，被外界冠以“摘下清潔能源圣杯”的頭銜。
保守估計(jì)，一座核聚變反應(yīng)堆可以連續(xù)工作3000年之久，它既能夠從根本上避免化石能源的枯竭和產(chǎn)生溫室及有害氣體的難題，也可以有效解決風(fēng)光等可再生能源固有間歇性、波動(dòng)性和不穩(wěn)定性問題，可謂是“取之不盡、用之不竭”的理想能源，被認(rèn)為是能夠永久解決能源問題的“黑科技”。因此，未來一旦人類完全掌握了可控的核聚變能，將擁有可使用上百億年的清潔能源，其所帶來的接近無限的清潔能源將會(huì)從根本上解決人類面臨的能源問題，到那個(gè)時(shí)候，全球能源短缺危機(jī)將不復(fù)存在，無限制免費(fèi)用能或許亦不在話下，因能源而產(chǎn)生的全球變暖等諸多問題隨之得到完美解決，甚至“星際旅行”也可能會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。
來源：能源新媒
