丁玉龍：基礎工業(yè)降碳的挑戰(zhàn)與中長時儲能的機遇

11月28日，在2024碳中和前沿會議上，英國皇家工程院院士丁玉龍通過遠程視頻的方式，做了主旨報告。在報告中，丁玉龍深入分析了氣候變化與碳中和工業(yè)轉型的挑戰(zhàn)，探討了碳中和主要技術路線與儲能的必要性，并闡述了儲能的時間尺度與中長時儲能的重要性和碳中和工業(yè)轉型過程中，中長時儲能所面臨的機遇。

 

丁玉龍指出，溫室氣體是全球變暖的主要原因，當前碳排放問題日益嚴峻，氣候變化所帶來的災難性后果愈發(fā)明顯。能源行業(yè)作為二氧化碳排放的主要源頭，占總排放的73%以上，能源行業(yè)實現(xiàn)碳中和的轉型驅動力來自其他行業(yè)。他表示，基礎工業(yè)降碳難度很大，比如中國的鋼鐵行業(yè)，在中國總碳排放的占比約為15%。

 

為實現(xiàn)碳中和，業(yè)內從多角度對能源行業(yè)降碳的技術路線進行了研究，包括核聚變、全球能源互聯(lián)、空間太陽能、碳捕集封存和利用等低碳技術。“其中，深度使用可再生能源和資源是碳中和技術路線中的主流，這需要巨量能量儲存，而且需要更多時間尺度的儲能技術。”丁玉龍介紹。

 

在報告中，丁玉龍詳細介紹了英國基于可再生能源的碳中和未來能源轉型所需要的不同時間尺度的巨量能量存儲，包括超短時儲能（秒級）、短時儲能（低于2小時~4小時）、中時儲能（4小時~200小時）、長時儲能（200小時以上）。丁玉龍表示，與超短時和短時儲能目前有相對成熟的商業(yè)模式不同，中時儲能的商業(yè)模式正在發(fā)展中，長時儲能的商業(yè)模式發(fā)展還在初期。

 

丁玉龍表示，在能源行業(yè)，能源網(wǎng)絡（能源基礎設施）的轉型挑戰(zhàn)與機遇并存。“今天的能源網(wǎng)絡仍將發(fā)揮作用，但能源主要來自可再生源頭，因而需要儲能技術；分布式能源網(wǎng)絡比例將大幅增加，但大型能源網(wǎng)絡不可缺少；分布式（中小型）儲能和中心（中大型）儲能并存，不同地區(qū)的國家和比例有可能差異巨大。”丁玉龍強調。

 

能源系統(tǒng)包括能源生產(chǎn)、轉換、輸送、終端應用，與能源相關的行業(yè)也需要轉型，丁玉龍表示，新技術的研發(fā)為能源轉型帶來了機遇。以能源轉型技術為例，丁玉龍介紹了中長時儲能的幾種技術：液態(tài)空氣儲能技術、大規(guī)模中高溫復合相變儲熱技術、伯明翰移動儲熱技術等，并介紹了中長時儲能在工業(yè)降碳上的應用—鋼鐵生產(chǎn)過程降碳—過程內碳循環(huán)的技術原理、流程和優(yōu)勢，并表示該方式由可再生能源驅動，適用于新建和已建高爐和直接還原鐵過程，具有關鍵材料無毒、可循環(huán)使用，運行溫度適中，單次通過轉換率高于10%，低成本和低能耗等自身優(yōu)勢，經(jīng)濟性強，是經(jīng)濟上可行的鋼鐵降碳技術路線。