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2019-11-06 11:12:40

100%可再生能源世界别无选择

导读 联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)布雷耶教授发布了一份报告,除非采取紧急气候变化措施,否则将对地球的未来提出一个可疑的展望。在您

联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)布雷耶教授发布了一份报告,除非采取紧急气候变化措施,否则将对地球的未来提出一个可疑的展望。在您的研究中,您始终只声称基于100%可再生能源的世界能源系统用于电力,供暖和制冷,运输和海水淡化可以阻止气候变化及其灾难性后果。您是否相信现在100%可再生能源选项会受到更多关注?

我希望如此,因为我们已经没有其他适当的选择,而不是这种100%可再生能源途径。这不是科幻小说,而是一个必须认真考虑的现实世界场景,除非我们不想集体自杀。但这不仅是生存问题,也是塑造我们能源未来最便宜的方式,因为太阳能和可再生能源有可能将全球电力供应的LCOE从2015年的70欧元[80.91美元] /兆瓦时降低到50欧元之间。到2050年为55欧元/兆瓦时,报告“ 基于100%可再生能源的全球能源系统 - 电力部门 ”进行了总结“,由拉彭兰塔理工大学和能源观察组发布。这一发展轨道中最容易的部分将是转向电力行业的可再生能源,而运输,工业和化工行业必须付出艰辛的努力。在运输部门,海运和航空也必须通过电气化,因为在经济上它们只能用低成本的电力工作,而这主要来自未来的可再生能源,尤其是太阳能。

在最近的一份报告中,你声称到2050年太阳能可能能够覆盖世界70%左右的电力需求。这在技术上如何变得可行?

在你提到的报告中,我们得出的结果是,到2050年,太阳能光伏可能能够覆盖大约三分之二的电力需求 - 当时所需的5500 TWh约为38,100 TWh,对于今天结构中的电力部门而言 - 考虑到整个世界能源系统到2050年也几乎完全电气化的事实。但是,在这种情况下,我也相信,假设预计总的最终能源需求约为160,000 TWh,那么太阳能的百分比将是完全相同。另一方面,世界能源经济的完全电气化将导致更低效的系统和更低的成本。例如,考虑一下化石燃料汽车仅使用其所需能量的20%至25%,

必须说,我们的应用模型基于对全球145个地区的“最佳政策”进行调查。这意味着它的工作原理是考虑到政府将始终面向最便宜和最有效的解决方案,现在这些解决方案已经由太阳能和可再生能源提供。社会约束,例如风能的有限区域,PV专业化趋势或现有电力容量的利用,是相关的限制。

嗯,目前仍有计划在全球范围内建设更多的煤炭,核电和燃气发电厂。在您看来,为什么要实施这些昂贵的选项?这是一个意识形态问题还是旧能源世界业务的强烈反对?

需要指出的是,现有参与者存在巨大的既得利益,这在一定程度上解释了世界某些地区对煤电厂的持续投资。然而,近年来巨额亏损和煤炭产能搁浅资产开始产生影响,特别是投资者越来越多地避免对其投资组合的风险敞口。一些国家尚未将其能源计划调整为最新的成本数据,因此执行过时的计划。核能越来越多地发展为只有获得或打算获得核武器的国家才能进行的投资,因此需要维持和创造各自的知识,基础设施和核材料。从经济角度来看,新的核电站没有任何意义,由于100%的可再生能源系统成本较低,而新的风能和太阳能发电厂的成本(如今)是新核电站成本的四分之一到三分之一。这就是为什么在2017年,自20世纪70年代以来,新建筑工地首次启动的核反应堆被永久关闭,这显然是一个急剧下降的行业。天然气厂仍然在市场上,今天仍有经济理由。然而,它们的功能将在2050年之前发生巨大变化,因为当时必须使用生物甲烷或电力 - 气体作为燃料,它们将更像是一个灵活的平衡工厂,与今天截然不同。自20世纪70年代以来,自新建筑工地首次启动以来,更多的核反应堆被永久性关闭 - 显然这是一个急剧下降的行业。天然气厂仍然在市场上,今天仍有经济理由。然而,它们的功能将在2050年之前发生巨大变化,因为当时必须使用生物甲烷或电力 - 气体作为燃料,它们将更像是一个灵活的平衡工厂,与今天截然不同。自20世纪70年代以来,自新建筑工地首次启动以来,更多的核反应堆被永久性关闭 - 显然这是一个急剧下降的行业。天然气厂仍然在市场上,今天仍有经济理由。然而,它们的功能将在2050年之前发生巨大变化,因为当时必须使用生物甲烷或电力 - 气体作为燃料,它们将更像是一个灵活的平衡工厂,与今天截然不同。

在您看来,所有形式的储存,以及水力,地热,生物和潮汐能,将有足够的部署,以确保电力供应抵御风和太阳能的波动。你真的相信到2050年火电厂和核电站将完全淘汰吗?

首先,让我告诉你,核电根本不提供任何支持。它没有所需的灵活性,出于安全原因,它不应该用来做到这一点。至于气体,它实际上是在平衡能力方面更有效,但我们必须小心,不要使用化石气体特别是在一般-和页岩气-因为这些都是非常危险的CO 2排放量,特别是通过直接排放甲烷是一种非常强的温室气体。我们应该将与可再生能源相关的电力与天然气作为一种具体选择。

话虽如此,太阳能和风能等可变可再生能源确实不如所需的那么灵活,但我也非常肯定储存和所有其他可再生能源 - 尽管生物能源和水力资源有限 - 将为其提供必要的灵活性。世界能源系统。这还取决于我们能够整合电力网络的程度。事实上,我认为,网格较少的开发可能只适用于非洲或基础设施较差且太阳能供电的其他世界地区。实际上,我坚信未来的能源系统将建立在强大的连接网络上,这将使主要地区内更大的地理区域之间能够进行强有力的电力交换。例如,在欧洲,来自北方国家的风力发电可能在冬季盛行,并且在需要额外供应时将流向南方国家,而在夏季,太阳能可能从南方国家流向欧洲北部。然而,我们的结果清楚地表明,这不超过总需求的20%,因此我们将拥有一个高度分散的能源系统和集中元素 - 我们称之为“SuperSmart”能源系统。通过电池存储确保适当的灵活性和更灵活的需求,系统根本不会出现备用问题。我们的结果清楚地表明,这相当于不超过总需求的20%,因此我们将拥有一个高度分散的能源系统和集中元素 - 我们称之为“SuperSmart”能源系统。通过电池存储确保适当的灵活性和更灵活的需求,系统根本不会出现备用问题。我们的结果清楚地表明,这相当于不超过总需求的20%,因此我们将拥有一个高度分散的能源系统和集中元素 - 我们称之为“SuperSmart”能源系统。通过电池存储确保适当的灵活性和更灵活的需求,系统根本不会出现备用问题。

当你说这种转变在技术上是可行的时,你是否也意味着在经济和经济上?

绝对。正如我之前所说,到2050年全球电力供应的LCOE将下降超过15欧元/兆瓦时,所以毫无疑问,至少在电力系统方面,它在经济上是可行的。这是最近由领先的能源转型研究人员在一篇研究文章中总结的。就整个能源系统而言,气候变化是经济的触发因素。如果不减少二氧化碳2排放的成本会高得多,因为灾难的后果,我们将不得不面对。

应该采取什么样的措施来促进加速能源转型?

明确的能源转型目标,沿途有里程碑。加速可再生能源投资的政治推动力。能源转型的公共研究预算较高。更多地承认公民参与能源转型,而不是阻碍它。停止对燃煤电厂的投资。只有运营商在未来几年和几十年内记录如何从化石燃料转向可再生燃料的计划时,才允许使用新的燃气发电厂。没有任何新核电厂的公共担保,以避免滥用纳税人的钱。一个最低的价格为CO 2从现在开始到本世纪末,每吨排放30欧元,每年最低加速5% - 更好,每年8%。运营商应支付燃烧过程废气的实际社会成本,例如硫,重金属,氮氧化物排放等。应引入真实核灾害现实级别的强制性责任保险,目前将其视为公民的“冒险意愿”。气候保护是一项宪法目标。针对上市公司和大公司如何遵守巴黎协议的1.5⁰C目标的强制性报告。

您是否认为可以在不对全球经济产生负面影响的情况下实施这些措施?

希望不灭。我们看到持续的负面影响,但没有在政治层面做出相应的反应 - 这是一种耻辱。以德国为能源转型的前领导者 - 80%的公民希望能够更快更好地管理能源转型,但政治阶层却无法实现。这是对政治权力的不可接受的滥用,也解释了选举中记录的公民的一些挫败感。我们需要更好的政治阶层表现。公民愿意投资和支持未来的道路,即使是工业的主要部分,以及主要的教会,但政治阶层的行为方式更多地与整个项目的破坏有关 - 和必须尽快改变。

在您看来,预计2030年后太阳能将比风能更具竞争力。为什么需要这么长时间?

首先,我认为将太阳能与风能和其他可再生能源进行比较不再具有太大意义,因为我们需要以整体的方式评估世界能源系统。风将主要部署在美国,加拿大,俄罗斯,欧洲以及所有这些不在所谓的太阳带地区的国家,那里将部署大部分未来的太阳能部署。强劲的季节性使得风能和太阳能的组合成为最低成本的解决方案。这两项主要技术代表了我们未来能源格局的完美结合,特别是如果我们考虑到未来几十年将与PV完美结合的存储的巨大份额。一些地区拥有非常高的水电份额,因此它们拥有太阳能和水力控制系统,例如巴西。

您何时相信存储将通过成为主流技术而达到其转折点,就像PV在这十年中所做的那样?

我们已经看到了德国存储的积极商业案例,其中约60%的新光伏专业消费者还拥有与其太阳能光伏系统相连的存储系统。在澳大利亚,加利福尼亚和夏威夷可以观察到类似的趋势。所以,我想说现在这个转折点已经存在。我们只需要更多的卷,扩大容量。10年后,全球存储业务将是巨大的,尤其是与光伏相关的业务。事实上,我相信风将更多地依赖于电网而不是太阳能,并且存储技术将更多地用于光伏应用。我还希望X-power-X(包括天然气,燃料,化学品,热量和海水淡化)能够得到更广泛的应用。

在德国,与光伏相关的存储项目正在得到投资补贴的支持。没有这些,商业案例可能不那么积极。

电池系统的成本下降将平衡这一点。今天有些人还没有使用支持。我对此并不十分担心。

在一个完全电气化的世界中,电动汽车预计将占据最大份额。您如何评估能源转型中电动汽车的当前发展?

电动汽车是能源转型的核心部分,包括海洋和航空的动力燃料,以及用于炼钢的电力化学品或用氢替代煤炭。能量转换由许多方面组成。

我们还有100%可再生能源的其他替代品来拯救地球吗?

绝对不。完全基于可再生能源和几乎完全电气化的世界的世界能源系统是我们避免进一步灾害的唯一机会。这是绝对可行的,并且成本低于今天。