解决能源问题必须另辟蹊径

发布日期:2013-08-13 浏览次数:5277

能源危机不但现在存在着，在过去也是一直存在的，并且未来的危机更严重！解决能源危机，寻找替代能源，一直是人类面对的重大难题之一。你有什么好的建议——该如何解决？从开源和节流两个角度。

试想人类能否在其他星球或太空建太阳能发电站？然后将电能输送回地球为我们所用，从而彻底解决人类对能源的需求，拯救地球能源危机。

汾陽谱2023-01-14

技术创新中从0到1，意味着技术瓶颈突破，从1到10000只是接下来顺其自然所有人都会去做的事情了，醒悟的早的会提前跟上，享受技术创新带来的商业化和利润，理解的晚的在很多年后享受这些技术成果。可控核聚变发电一旦技术成熟，普及到市场领域，最直接的变化时，全世界的所有工业会被全部革新，我们所熟悉的工厂会变成另一种极端高科技的东西，以至于我们暂时很难想象这种遍布全球的超级工厂会是什么样子。因为可控核聚变制造出来的能源高出了一个等级，这就代表有很多只能出现在科幻电影中的东西会出现在现实中。比如，可能会有超级挖掘机，一个挖掘机就有几百座金字塔那么大，可以直接对青藏高原、黄土高原进行人工改造，可以在南太平洋填海造陆。所有的工厂都可以用上工业机器人，24小时不间断运作，甚至也有可能在远离人烟的地方建一座庞大的工厂城市，整座城市只有几个人，有数十万座超级工厂，由机器人和核聚变运作。可控核聚变会重塑所有的工业、农业、服务业，也会完全改变我们的生活方式，首先，城市里面对外界的空调、暖气可以免费不间每天24小时不间断供应，可以在城市的上空就增加供暖期，给城市的地表供暖。如果根据可控核聚变的技术路径，可以造出核聚变引擎，安装在航天飞机上，以可控核聚变为能源，将人类短时间运输到火星、月球、小行星带、木卫二、土卫六。可控核聚变真正的价值在于，可以将人类转变为星际文明。（RiskRaider风险雷达）

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庞庆华2021-10-22

为了构建清洁低碳、安全高效的能源体系，必须大力推进清洁能源的开发利用，风、光、水、核等清洁能源必须转化为电能才能加以利用和转换，因此电力系统在能源转型中将起到核心作用。对我国而言，电力系统在能源转型的要求下，既要满足复杂严苛的外部约束条件，又需应对自身变革带来的多重挑战，其总体难度远超西方国家。 2020年我国发电量为7.51万亿千瓦时，居世界首位。为满足经济社会高质量发展与人民美好生活需要，未来我国用电需求仍将保持增长态势，预计到2060年我国社会用电量将达到15.9万亿千瓦时。而作为规模最大、结构层次最复杂、强非线性和高维特性的人造系统，电力系统又是一个必须保证实时平衡的系统。这使得我国电力系统低碳转型面临诸多挑战。一是发电资源禀赋制约突出。风电、光伏发电具有显著的间歇性、波动性特征，需要有一定比例的灵活调节电源作为支撑。2020年美国油气发电量占比已超过60%，英国和德国的燃气发电量占比也超过36%和16%，发达国家依靠大量的油气发电，不仅推动了电源的低碳化，也给新能源消纳提供了有力的支撑。我国在一次能源方面呈现富煤、缺油、少气的特点，油气发电量占比很小，缺乏大规模灵活调节电源给我国新能源消纳带来了巨大挑战。二是电源强随机特性显著。随着未来新能源发电占比大幅增大，电力系统电源从可预测的火电和水电变为随机性更高的新型负荷、难以预测的风电和光伏发电，给系统实时平衡带来巨大挑战。以西北电网为例，其风电的最大日波动幅度达3200万千瓦，相当于一个中型省份的用电负荷。同时，缺乏惯量与自主电压参考的新能源发电装置呈现明显的低抗扰性和弱支撑性，给电网自身的安全及运行控制也带来挑战。三是源-网-荷-储协调控制困难。未来电源结构与网架形态的演化，将使得电力系统中源、网、荷、储各层级物理特性变化，电力电量平衡难度增大。电源侧和用户侧的集中/分布式新能源大量接入，一方面导致系统潮流分布不确定性急剧增加，另一方面带来电力电子设备间复杂的宽频耦合作用机制，使电网的脆弱性增强并在稳定控制上面临巨大挑战。四是用户侧供需互动大幅增加。未来电能占终端能源消费比重将进一步加大，同时新能源汽车、储能系统等具备双向能量流动特性的新型负荷占比将大幅提升。这给电力系统的调节能力、服务模式带来全新挑战。根据中国汽车协会预测，2030年我国电动汽车保有量将达到8000万辆。如果这些电动车仍采用无序充电，将会导致电力系统的峰值负荷大幅增加，带来高昂的建设成本，反之如果利用得当，也蕴含着巨大的电网调峰潜力。五是全环节多维度数字赋能不足。为使新型电力系统的源、网、荷、储等多环节之间实现灵活协调、智能交互，必须全面采用数字化技术。目前我国能源电力系统的数字化水平整体较低，数字技术和物理系统融合不够深入，支撑电网高度智能化运行的能力还不够。同时，我国在人工智能算法、大数据理论等方面的基础理论研究不足，在智能化电力设备所需的高端芯片、核心元器件等方面还存在一些“卡脖子”和短板技术。六是电力市场机制有待完善。实践证明，市场和技术间应相互协调促进，否则就会阻碍新技术发展与应用。我国现有电力市场机制还不能充分满足高比例新能源电力系统的建设运行需求，市场在资源配置中的作用体现不够。跨省跨区备用、用户参与调频、储能等新业务形态的电价形成机制有待完善。同时，市场还不够开放，投资主体多元化程度不足，推动社会资本有序参与抽蓄、储能等新设施投资建设和长期运营机制不完善。（来源:国家电网报作者:中国工程院院士汤广福）