向可持续能源的过渡，是人类健康的共同追求

 

 

本期导读✦

 

可持续能源是指“既能满足当代人的现时需求，又不损害后代人满足他们未来需求”的能源和技术。可再生能源，甚至被称为清洁能源，通常来自于不断补充的自然资源。我们常说的可再生能源，如风能、水能、太阳能和海洋能源等，它们往往比化石燃料更具有环保和可持续性的特点。

 

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为了实现自给自足，满足全球日益增长的能源需求，以及应对温室气体排放造成的气候变化威胁，有必要向可持续能源的社会过渡，这符合人们健康的共同利益。

 

目前，可持续能源总共大约提供了世界电力需求的7%，而太阳能、风能、生物能、水电和海洋潮汐能都是可持续能源的一些主要来源。能源是气候挑战的核心，也是解决方案的关键。

 

太阳能

 

 

 

光是地球上最丰富和可自由利用的能源之一。一小时内到达地球表面的太阳能量超过了地球一整年的能源需求总量。在过去十年中，随着技术的进步，太阳能电池板的制造成本大幅下降，效率随之提升，寿命也达到了大约30年，这一转变大大减小了经济压力，使其不仅能够负担得起，而且是更加实惠的电力能源形式。

 

风能

 

 

 

风能同样是一种天然且丰富的清洁能源。风力发电站通过使用涡轮机捕获风流的能量，并将其转换为电能。从技术上讲，风能是太阳能的一种形式。我们称之为“风”的现象是由大气层中的温度差异加上地球的旋转和地球的地理环境造成的。

 

风能已经使用了几千年，但在过去的几年里，陆上和海上风能技术已经得到了长足的发展——采用更高的涡轮机和更大的转子直径。虽然平均风速因地而异，但世界上大多数地区都存在充足的风能潜力，可以实现风能的大量部署。

 

海洋能源（或称潮汐能源）

 

 

 

海洋能源（或称潮汐能源）是另一种形式的水力能源，它利用海水的动能和热能——例如波浪或洋流来发电或供热。比如，利用每天两次的潮汐流来驱动涡轮机发电。虽然潮汐流与其他一些水力能源不同，不是恒定的，但它的高度可预测的。海洋能源系统仍处于早期开发阶段，未来发展潜力巨大。

 

生物能源

 

 

 

生物能源是一种来自生物质的可再生能源，生物质指来自植物和生物体的有机物质。在壁炉中使用的木柴是大多数人熟悉的生物质的一个例子。

 

有各种方法用于通过使用生物质来产生能源。例如通过燃烧生物质，或利用甲烷气体来实现，甲烷气体是由池塘和垃圾填埋场中的有机材料自然分解产生的。生物能源是由各种有机材料通过能源转换而生成的，是一个更清洁、更节能的过程。

 

技术创新驱动可持续能源发展

 

在可预见的未来，可持续能源的核心是技术革命。所谓“新能源”主要体现在能源开发利用的新技术上。同时，大力压减高耗能高碳排放能源消费，不断提升能源利用效率、进一步节约能源消耗和减少碳排放，也都迫切需要依靠技术创新实现技术突破。

 

太阳能、风能和储能主要采用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和碳化硅（SiC），将间歇性可变能源转换为可持续性的能源提供给网络。从这个角度，功率半导体将成为21世纪可持续源和高效负载能源网络的关键驱动力。

 

功率半导体需要在三个关键领域进行持续创新，才能帮助我们持续高效地利用可再生能源并实现零排放，即开关技术性能、高效封装以及成本和容量方面的创新。无论是MOSFET、IGBT还是SiC器件，通过技术创新提高开关的运行效率和性能，同时降低静态和动态损耗。另外，封装技术通过在互连、材料和模块技术上的创新，在不影响电气性能和可靠性的前提下，能将热量损耗降到最小，进而提升功率半导体的效率。

 

碳中和与产业融合

 

迈出绿色转型步伐

 

目前，国内能源产业中，电力和热力部门一直在中国碳排放中占比很大，要加快能源市场从黑色工业转向绿色工业的步伐，最直接的方式就是加大产业供给端的减碳强度。持续推进煤炭、煤电淘汰落后产能。同时能源升级转型是我国战略发展必经之路，能源产业大力发展绿色低碳如光伏、风电、水力等可再生能源。

 

供给侧能源产业在转型的同时，消费侧也需要向绿色低碳转型发展。交通、农业、工业等用能领域积极转向使用绿色能源，降低碳排放与能耗。

 

1

 

太阳能光电产业

重点任务：

①大力发展分布式光伏发电；

②完善消纳保障机制，保消纳、保装机；

③进一步提高太阳电池及组件效率，降低度电成本；

④规模化发展长储热小时数的融盐塔式技术，进一步降低导热油槽式电站的成本电价；

2

 

能源互联网与综合能源服务产业

重点任务：

①研究适应全球能源互联网发展特点的智慧城市新基础设施体系；

②输电线路升级改造逐步采用超导输电技术；

③采用优化调度实现跨区域送受端协调控制，基于电力市场实现集中式省间交易和分布式省内交易，促进清洁能源消纳；

④开发多类型、大容量、低成本、高效率、长寿命的先进储能系统。

3

 

核能产业

重点任务：

①自主三代压水堆核电技术实现型谱化开发、批量化建设；

②小型多用途核反应堆技术开拓核能应用范围与应用领域；

③第四代先进核能技术与压水堆协调发展，打造可持续发展模式；

④发展稳态、高效、安全、实用的核聚变技术。

4

 

风电产业

重点任务：

①优化产业空间布局，加快发展陆上分散式风电；

②加强就地就近利用，落实解决消纳难题；

③加强基础共性技术研究，形成产业发展的完整研发制造体系；

④强化市场竞争机制，积极促进风电产业与金融体系的融合。

5

 

生物质能产业

重点任务：

①建立生物质资源分布及其物化特性数据库；

②研发生物质高效热电联产、热电多产品联产和垃圾清洁焚烧发电联合多产品生产技术；

③生物质成型燃料重点研发成型燃料工业化生产关键技术和高效清洁化利用；

④生物质交通燃料重点推进纤维乙醇产业化，建立生物柴油成熟的商业运营模式，研发生物质高效转化技术。

 

  总结  

 

通过技术创新和扩大可持续能源的应用，可以有效地保护我们的地球免受气候变化影响。新技术、新模式、新赛道也会成为推动能源转型的强劲力量。同时，要实现科学利用能源和输出优质能源，需要做好灵活性能源、储能、智能电网等的整合，涉及能源、电网、信息化、数字化等多领域、多学科的联合攻关，仍需不断创新。

 

   

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原文标题：向可持续能源的过渡，是人类健康的共同追求

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