Bsport体育人类文明的发展历史,其实就是一部能源利用的发展史,能源改变了人类文明的进程,人类文明也在不断探索新的能源。所以畅想未来的能源的确有难度,我们无法知道下一次能源革命会如何发生。但是我们不妨退一步来看,也就是在当前技术不发生重大变革的情况下,能源的未来是怎么样的,毕竟技术的重大变革不是一朝一夕的事情。
现在的能源利用方式以电能为核心,在当前的技术体系下,电能必然是能源的核心和方向。现在的发电模式是发电厂集中发电,然后通过电网输送到用户家中。传统的燃煤发电厂大概如下图所示。多扯一句,那两个粗大的建筑并不是烟囱,而是散热用的,功能类似汽车的水箱,排出的是水汽,又细又高的才是烟囱。
然而就传统发电方式来说,虽然可以通过废气脱硫、脱硝等方式减少环境污染,但是仍然还是会有碳排放产生。另外,电网传输电能必然会产生一定的传输损耗,距离越长,损耗越大,这一点是大家都知道的。
就当前技术而言,发电技术多种多样,除了传统的煤电之外,太阳能发电(PV)、风能发电、潮汐发电、生物能发电等等都是比较成熟的技术了。那如果综合利用多种发电方式Bsport体育,把发电设置在用户端,不需要电网传输,岂不是就解决了电网损耗的问题呢?同时,这些新能源发电方式,普遍对环境比较友好,都是低碳环保的,在一定程度上也可以解决碳排放量的问题。从这个角度讲,我认为未来的方向很可能是以可再生能源为核心的分布式能源。
分布式能源大家可能也早有耳闻,这是一种建立在用户端的能源供应方式,说得简单点就是用户自己发电自己用,用不了的电能就并网卖掉,不够用的靠电网补充。除了以上说的那些优点以外Bsport体育,由于工业和居民用电的分布时间差别比较大,工业主要是白天或者全天候,而居民社区用电则主要在夜晚,这就可以起到削峰填谷的作用。用户多发出来的电可以直接并网卖掉,甚至可以配合储能设备,在用电峰值的时候卖出,既平衡了电网,还可以为家庭或社区带来收益。分布式能源的一些发电方式还有一些特别的优势,比如安装了光伏板的屋顶具有更好的隔热保温和降温功能,生物能发电则可利用垃圾中的有机废弃物,不仅充分利用了垃圾,还减少了环境污染。
分布式能源管理系统可以实现整个家庭和社区的能量全智能管理,根据气象条件、人类活动规律、电力负荷等多种因素来控制和优化设备运行。如果配合未来的智能家居,整个系统与智能家庭一起根据主人习惯调节室内温湿度、光照环境、自动通风等环境变量Bsport体育。那时候,你根本不需要再关心空调的设置,整个家庭甚至社区的空调系统会根据人员的位置和流动自动调节房间的温度,长时间无人的房间自动进入节能模式。灯光系统也会按照你的习惯由系统自动管理,人走到哪里,灯光就跟到哪里Bsport体育。甚至家中的冷热源可统一管理,太阳能和地源热泵互相配合供暖,如果备用的燃气轮机运行,其废热也可以用来供暖。
那时候,电动汽车肯定是家家户户都不可或缺的,这套系统当然也会自动管理你的电动汽车,让电动汽车根据你的生活习惯和当地气象条件自动确定充电时机,配合太阳能发电,在阳光好的情况下尽量多的为电动汽车储备电能,而当夜晚或者电网系统异常断电时,电动汽车则可以作为备用电源为全家提供电能。所有这些功能全部由具备人工智能的管理系统自动完成,也就是这一系列的过程都不需要你关心。如果你有什么要求,那不过就是“一句话的事”,因为你可以直接向系统下达语音指令,系统则会自动学习你的生活习惯,从而更加贴心的关心你。当然,在你没有指令的情况下,人工智能会自动管理家中甚至社区的全部能量流动和各种设备运行,以最少的能量实现最大的效用,总之一句话:既让你爽还让你省钱。
看上去是不是有点科幻的意思?其实从技术的角度讲,现有的技术是完全可以实现的。我们沿着这个思路大概来思考一下系统的结构吧。
这套系统肯定要包含电源,也就是前面讲的光伏、风力、生物能等发电的部分。另外因为光伏、风电等发电方式不具备连续性,所以要有储能的部分用来存储能量,比如电池组、飞轮等具备储能功能的设备。就家庭而言,电动汽车本身完全可以看成是一个电池组,以目前的特斯拉Model S为例,它的动力电池组已经达到了85kWh的容量,足够一个家庭几天的用电量,所以电动汽车是个理想的储能电池组。当然,未来还可能会采用燃料电池等更高性能的电池。还有,配合一台以天然气为燃料的小型燃气轮机(GT)作为备用也是个不错的办法。为了方便和电网连接,还需要并网的部分。并网设备实现将电能变换成和电网同等规格的电能(同电压、同频率、同相位),然后并网,同时还要有防孤岛运行等保护功能,目前并网的设备已经非常成熟且价格低廉。对于整套分布式能源系统来说,控制系统用来控制系统能量的流动,系统要根据不同的情况自动选择合适的能量来源和比例,最大化地发挥分布式能源优势。
对于多个家庭组成的社区,或者小规模的分布式发电系统,就可以组成了一个微电网(Micro grid)。微电网指的是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。微电网中的电源、储能和用电设备容量一般比较小,电压比较低,且微电网位于用户侧,成本低、污染小,更为灵活。通过微电网控制器可以实现对整个电网的集中控制,让微电网成为一个可以自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网共同运行,也可以脱离外部电网独立运行。微电网的一系列特性都使它比传统电网更“聪明伶俐”,是管理分布式能源、实现智能电网的最有前途的方案。
其实,现在已经有一些分布式能源和微电网的例子了。比如德国的家庭分布式光伏发电已经推广,家家都是发电站。早在2014年,德国的太阳能发电量就达到了349亿千瓦时。预计到2050年,全德国80%的能源需求来自可再生能源,温室气体减少80%—95%。
我国烟台的长岛是一个海岛县,包含32座孤立的岛屿,受地理因素影响,长岛与电网的连接只能靠海底电缆,但是海底电缆非常脆弱,出现故障后检修非常麻烦,所以2015年长岛建立了我国北方第一个微电网,它的总体结构和上面讲的结构就非常类似:能量来源是风力发电和备用的柴油发电机,具有专门的储能设备,虽然目前也与电网通过海底电缆连接,但是当电网出现问题,这套系统完全可以切换到孤岛运行状态,保证长岛的电力供应。
其实在这方面,题主西门子也做过很多项目,我曾经了解过西门子在美国蓝湖部落的一个光伏分布式微网管理系统。这套系统的发电方式以光伏为主,既可以并网运行,也可以摆脱电网独立运行,系统会根据气象条件、用电负荷等因素自动选择最清洁、最高效的发电模式。通过这种模式,在为居民保证可靠供电的基础上,每年可以减少大量的二氧化碳排放,还可以节省巨额的能源消费。
确实,分布式光伏的推广使得以社区或是单一房屋为单位的“小角色”也能参与到能源系统来。但是光伏发电只是分布式家族的冰山一角。我们在写论文时会引用一个定义叫做Distributed Energy Resources (DERs),说的就是分布式能源的总称,这一概念包括发电类资产(光伏,微型热电联产单元,小型发电机),储能和需求侧设备(电热泵等)。
发电和储能单元都比较好理解,但是为什么需求侧也算呢?因为从某种意义上来说,(同时)多发一度电和少用一度电对于系统平衡来说是一样的效果。而考虑到未来的电力系统里需要接入越来越多的可再生能源发电设备,而可再生能源(风电,光伏)的一大特点(也可以说是缺点)就是被动式发电,所以传统的“发电匹配用电”的运行思维需要慢慢转变成“用电跟着发电状态来调整”。
当然,@谢熊猫君的回答中所谈到的区块链应用技术,现在已经在西方国家开展各类应用了,现阶段还是以光伏发电在社区内交易为主,但是下一步就是将其他家用设备引入,实现与电网运行状态一体化的协调控制。
总结一句:推进分布式并不是指分布式发电占主导,而应该是分布式的各类资源会更多的参与到能源系统的运行中来。
确实,可再生能源比重会越来越大,但是出于系统安全的考虑,这一比例是有上限的。比如在爱尔兰这一高风电比例的国家,其系统调度EIRGRID将可再生能源实时接入比例的上限设置在了50%[1]。有人会说,都是发电,为什么要设置上限?从安全运行角度来看,有以下两个主要原因:
因为风电和光伏是通过电力电子设备接入系统的,所以无法贡献系统惯性。那么在失去机组是系统频率崩的会非常快。
电力系统是依靠常规机组提供频率反馈的(frequency response),也就是用来在发生事故之后把系统频率带回到正常值的辅助服务。但是当前的风电和光伏技术还无法提供频率响应。(注:有相关研究,但还没到大规模商用阶段,因为暂时还不太需要)
把我在知乎的第一个回答里面的图再在这里贴一下,帮助大家理解这一概念。Kevin Zhang:风电、光伏等新能源可以直接并入电网么?有哪些技术问题需要解决?
使用电网中的其他组件来提供频率响应,最典型的就是家用电池。之前跟国内远景能源的总监聊过,他们收购的德国储能企业Sonnen就是利用家用电池为电网提供频率响应,然后从电网获得利润(这不是广告贴,实话实说而已)。还有英国国网最近新加入的加深型频率响应服务(Enhanced frequency response),也是通过储能技术在一秒钟内提供输出,相比于常规机组6-10秒的反应速度有了极大的提升。
虚拟同步电机(synchronous compensator),就是不发电但能提供系统惯性,这样一来就不会挤占可再生能源的发电空间。这一技术已经在世界各地开始进入应用阶段,比如苏格兰电网就使用了这一技术来弥补高风电低惯性的问题,详情参见[2]。另外我导师带着我在最近一次给澳洲政府的电力市场安全报告中也评估了一项虚拟同步电机在系统运行上的帮助,参见[3]。
一句话总结:可再生能源的接入比例在未来几十年会遇到天花板,而想要打破这一天花板,就很有可能需要技术层面的努力和额外的运营开销啦。
另外我挺看好海上风电业务的,最近看了不少海上风电的新闻,貌似成本下降迅速。欧盟有目标在2030年让欧盟区用电量的4%由海上风电场提供。是的,你们西家在海上风电领域大有可为,快在欧洲跟维斯塔斯拼刺刀吧哈哈哈哈@西门子中国
3.与此同时,我们将继续依赖化石能源,但将以更加高效和清洁的方式去使用;
当然各国也在开始对化石能源发电进行改造。英国打算2025年退役所有煤电机组,欧盟打算2030年退役所有煤电机组(但是波兰和希腊貌似不同意,要搞事情)。美国?额....这个奇葩的国家我们就不讨论了....未来的化石能源发电应该是被燃气机组统治的。是的,我知道你们家燃气发电机组的技术非常厉害,就在这里替你们打广告了哈哈哈@西门子中国
当然还有一种更加清洁的化石燃料发电的利用方法,就是碳捕集(CCS)技术。但是貌似这技术成本非常之高,不少本来打算上的项目都下马了。感觉没有什么重大成本下降的话,这一技术没有太好的前景。
英文里面有一个词组,我们写论文经常用到,就是“bigger and stronger”。传统电力体统的扩张规则就是“做大做强”,因为这有助于提升系统整体的稳定性,以及实现发电资源共享,最小化发电侧的投资。所以当特斯拉的Elon Musk提出:“低压网络运营商将被大量淘汰,居民侧只需要光伏配电池就能自给自足了。”我对这一观点是嗤之以鼻的,当然他自己后来也改口了。微电网最近确实很火,但是无论从经济效益还是系统稳定性上来说,建设超级电网都是绝大多数场景下更佳的选择。当然电网智能化是并不可少的,对任何故障快速反应并自动隔离故障区域,将经济损失降到最低。
实事求是的说,可再生能源的比例会逐渐增高,核电基核位置不可动摇。火电则主要用来调峰。更重要的是分布式能源会更多的参与到电网运行中来,居民也可以为电网运行贡献自己的一份力量,并从中得利。大家家中可能会装一个中控(原型参考谷歌的nest),可以根据居民自己设定的负荷调整程度,参考系统实时电价来调整用电。
为什么这么说?毕竟系统惯性有了,能源也清洁了,发电成本低,还能随便调峰....
Live:我在英国做博士「学霸」(这名字是知乎官方给的...23333)
不说科幻的,说点不就未来就能看到的“未来能源”——被写进了十三五白皮书的分布式能源是我们在不久未来将会在生活中使用的一种能源形态。看到其它几个回答也有提到,所以用个通俗的角度讲一下吧。
虽然我大学学的电气电子,但是如果真的讲发电机、升压/降压变压器、电网调度、输/配电的话,估计愿意读下去的人就不多了,所以我就用不是很严谨,但是大家都能理解的百货公司v.淘宝的比喻来说一下吧。
很多80、90后应该还是知道自己城市的所谓第一百货公司、第二百货公司之类的,甚至父母那一辈人结婚时候的很多东西,都是从这些百货公司买的,那个年代,能买各种产品的渠道非常有限,基本就是百货公司独买独卖。我们现在最常用的居民用电基本就是这样,各个电厂发电后,由电网公司把这些电独家输送到我们家里,然后你一按开关,灯就亮了。
传统发电厂,不管是采用煤炭、水利、核能或天然气发电,电力来源都是集中发电再传输并配送的。但是在分布式能源下,电能可能是来自你家楼顶上那几块太阳能板,这样产生电能,分散而且电量并不大。同样的你使用的电,可能来自隔壁小区某户人家的太阳能板发的电。这就和在淘宝C2C买东西一样,同一样东西你能从很多商户买,而电网可能仍然会卖电给你(天猫超市),也可能只是作为一个销售平台。
当然不止于此,任何一个网店买家,本身都可以同时兼备卖家的身份,而利用了分布式能源的智能电网使用者,本身也可以是电力的产生者。电力变成了可以双向流动的东西。
但其实分布式能源也不是什么新鲜事了,大家想必都听说过现在市面上有很多公司,能够上门给你安装太阳能板,并且把产生的电力接入电网。这样太阳能板产生的电力可以抵消家庭用电的费用,如果发电多用电少,甚至还有的赚。
当然,其实分布式电源绝不仅仅是限于家庭安装使用,商业建筑、工业园区、大学园区、市政公用集中供电/供暖,都属于分布式能源大有潜力的垂直市场。可以利用的也不仅仅是太阳能一种方案,风力、天然气等本身在自然分布上就有分散性质的能量来源也都是现有的分布式能源系统中常用的能源,配合电池储能,用途很有弹性。比较大规模的使用例子,比如纽约布朗克斯的Co-OpCity合作住宅项目,大约有1.6万户住宅,六万多人(co-op city),是美国最大的合作社性质居住项目,在二十一世纪初进行了整个社区的基建翻新,07年的电力翻新中就使用了西门子的分布式能源系统,用40兆瓦的发电量支撑全社区的低碳供电、供暖、供冷。
分布式能源这个事情很节能减排,听起来也很美好Bsport体育,以至于十三五白皮书里面直接非常明确的把智能电网和分布式能源给写进去了:
但是分布式能源的重点,绝不只是节能减排这么简单。就好像你看看现在阿里巴巴集团基于淘宝做出来的一整套生态,再想想,如果阿里巴巴就是运营个淘宝,你是不是觉得弱爆了?
分布式能源+智能电网,也是一样的道理,技术挑战是有的,涉及到电网的升级,以及与传统电网的互动等等。同时潜力也是很大的,是值得我们好好关注的。
相当于一个给全家储存盒供应电力的充电宝。更多关于特斯拉电池墙的,可以看:4312/answer/114872051
再往远想一点,可能还有商业建筑和住宅建筑能耗的全面电化,这一部分针对北方城市的供暖来说可能是个好消息。现在大家都知道一到冬天开始供暖,北方的霾就让人受不了,不但让所有人的健康都受到威胁,对于城市经济的发展也不是什么好事。
分布式能源下,更多低碳方式产生的电力,不管是来自建筑本身的分布式能源,还是临近城市地区的支援供电,都能一定程度少减少传统供暖产生的污染和排放。
所以最后开一个最大的脑洞。前段时间金融监管严打ICO,而在那之前各路牛鬼蛇神都带着自己用区块链技术搞出来的虚拟数字货币来骗钱。为什么说骗钱,归根结底是两个大的问题,一是绝大部分虚拟数字货币本身没有价值,二是其所配合的ICO背后的项目是垃圾(有些甚至连项目白皮书没有,对于被这种骗了的韭菜我只能说智商税收的好)。
然后仔细想一下,有些数字货币本身没有价值,有些,比如比特币确实有价值的,本身可以轻易流通套现。而通常,我们认为美元等法定货币也有价值,因为很多国家可以用。再往上说,我们认为黄金是有价值的硬通货,在几乎任何地方都可以换钱。这背后,其实都是有一些东西在背书,或者是算法和匿名性带来的价值,或者是发行货币的政府的信誉担保,或者是黄金这个元素的稀有性和稳定性。
但是想一下,是否有一个东西,我们对其的需求是普世的,并且对其价值的认同也是普世的?我觉得能源就是这样一个东西。毕竟,有什么比能源更加普世呢?
但是能源它和美元、黄金的区别在于,带着不是那么方便,使用起来也不是那么方便,交易起来也不方便。但是能源的交易本身并不是天方夜谭,各个电厂和电网公司之间的电力贸易基本上是维护我们现代生活的基础,而一块钱租用充电宝这个现在烂大街的东西,本身不也是在卖电给你吗?
那么在一个分布式能源很普遍的未来,每个人既是电力的消费者,又是电力的生产者,是不是可以玩出更多的花样来呢?
比如电力贸易成为一个更开放的,可以由普通人适量参于的类似股市的二级市场;或者抛开传统电网的电力贸易不谈,直接形成一个分布式能源的分布式交易网络,那么现在的太阳能板发电是冲减家庭电费,以后也许可以直接作为一种代币来使用。比如我家的太阳能板产生的电力冲减完家庭用电费用后每个月还剩200度,这200度被转化成20个能源代币记录在系统里。
接着我去巴黎旅游的时候,凑巧商店不接受支付宝,于是我就掏出手机打开微电支付,支付了1个能源代币给商家——通过区块链或者类似技术,在本质上形成了一个能源作为硬通货的分布式交易网络。
能坐下来认真考虑未来,那么一定是一群仰望星空且脚踏实地的人,题主@西门子中国不愧是拥有接近两个世纪历史的企业。说起「未来的能源」会是什么样子?这个问题可以说非常知乎了,小鹏汽车作为一家智能新能源汽车主机厂,能源的明天也与我们密切相关,而在我们团队也有那么一群乐于探索的小伙伴~
回答这个问题首先我们需要给“未来”加一个时间限制,我们讨论的未来是多久的未来?这次让我们就把眼光放长远点,开始我们的旅程。
人类的历史可以说也是一部能源进化史,开局一张图,内容 hin 干货,从这里我们可以清晰的看到,衡量人类进步,最简单的方式之一就是看获取能源的方式。
一目了然,我们正处在第四时代:化石能源时代,接下来的本世纪末将迈入第五时代。注意到其他答主可能与我们这里的结论观点不同,典型的说法是:“能源危机已经讨论快一个世纪了,而人类探明的可用化石能源储量却不降反增,可见能源危机是一个悖论”。答主不禁笑了笑,说了句:朋友,一百年内发生的事儿,是说明不了问题的,毕竟对于地球母亲来说,这可是攒了几十亿年的家当呀!
以人类目前的挖地球速度,本世纪末我们就差不多可以把化石能源挥霍完了,不信?我们接着往下看。
看到了什么?从十八世纪初开始,人类的人口规模彷佛突破了地球引力指数飙升,目前已达77亿之多。据联合国经济与社会事务部科学预测,全球人口预计在未来 30 年将再增加 20 亿人,从 2019年的 77 亿增加至 2050 年的 97 亿;到本世纪末,全球人口将继续增长至 110 亿左右。
占人类数量 1/5 的我国,石油储量只占世界储量约 1.1%,一直面临着巨大的资源与环境压力。更有以美利坚为首的西方国家处处刁难,未来要保证我们国家石油战略安全,确保我国有资格用油,只有依靠我们最可爱可敬的 PLA 了。
关于石油还可以使用多久的问题,谷歌与百度达成一致,时间短至 50 年长至 80 年。对每一个个体来说是两三代人的时间,也许紧迫感没有那么强烈。但对于人类而言,其实我们早已身处悬崖边缘。我们拒绝“how dare you!”一样的激进,也拒绝对生存问题漠不关心,在悄无声息中滑向深渊。
对化石能源即将耗尽的担忧一直伴随着世界的发展,从某种角度上说,这种担忧事实上也成为一种推动人类科技进步的原动力。
为了面对这一天的到来,各国科学家及企业家都在积极寻找各类潜在替代能源,开发相关技术。这种担忧在 20 世纪 70 年代达到过一次高潮,1972 年,罗马俱乐部发表了其震惊世人的研究报告--《增长的极限》。该组织组成人员可谓阵容豪华,包括当时西方各政府现任及前任领导人、联合国官员、政府首脑、外交官、科学家、经济学家和来自世界各地的商业领袖。其报告通过计算机模拟的方式得出,人类的增长不可能无限制地进行下去。随着有限的地球资源加速消耗,庞大的人口数量不断膨胀,地球现存化石能源将在 20 世纪末枯竭。报告一出,举世瞩目。加之报告发表次年即爆发第一次中东石油危机,体会到没有石油生活的人们更加深刻认识到没有石油的的生活是多么可怕。该报告目前已被翻译为 30 多种语言,行销 3000 多万册,成为史上最畅销的环保类书籍。
时间已经跨过公元 2000 年来到 20 年代,当年这些顶尖科学家们的预测并没有变成现实。这半个世纪以来人口数量和对能源的消耗速度仍然在持续爆炸式增长。但得益于科技的日益革新,延迟了曾经那个悲观预言的到来。新探明的储量和开采技术的提升不过是在努力延迟这一天的到来。
为了应对化石能源耗尽后人类社会将会停转的悲惨命运,科学家们在尽一切努力开发可再生能源或者探索新的不可再生能源。风能、水电、太阳能、沼气、地热、核裂变,凡是有希望的全都试试看能不能榨一点能源出来。给人类续命这件事,科学家们是相当尽心尽力的,能续一年是一年。不过这些事情在笔者看来终归是小打小闹,即便科学家把地球上所有的不可再生能源全都榨干吸光给人类强行续命 200 年(这对人类历史来说不过就是一眨眼的功夫)。
200 年之后呢?地球母亲积攒了几亿年的财富,所有的石油、煤炭、天然气和甲烷,像是专门为你们准备的礼物。科技繁荣,文化繁茂,城市繁华,现代文明的成果被层层打开,可以尽情地享用,几亿年的财富,几百年全部烧光。
化石能源耗尽的这一天终将来临,极大概率将会发生在 21 世纪,我们很多人将可能会见证这一天,而这并非危言耸听。
且先看那些掉入资源陷阱的国家,六七成财政来源靠石油、天然气、铁矿石收入的国家,比如沙特、巴西、俄罗斯,在资源耗尽的时候将面临及其严峻的挑战。这也就是为什么在中国向上攀爬的过程中,会遭遇到几乎是全世界的疯狂围追堵截,每当有一个中国人多赚一个面包,就会有一个西方发达国家的人少赚一个面包,零和博弈,真相赤裸裸。
既然前途并不是阳关大道还危机重重,那弱小的人类会选择束手待毙吗?不,我们还是有智慧的!
没油烧了我们还可以用电呢(小鹏汽车已经机智的给大家备好了车车,为大家没油烧的日子做好了准备呢)。那您肯定会问了,电是二次能源,没有了化石能源,电又从哪里来呢?我们立刻马上就来讨论这个问题!
我们再回头看一眼图一,我们就将题主的“未来”限定在第五阶段:裂变时代吧,毕竟是讨论未来嘛~就假设我们已经没什么可以烧啦。但是第六时代:聚变时代那肯定是太遥远了,毕竟人类离掌握聚变烧开水,永远还需要五十年。
看标题可知:这是核电时代。核电时代当然并不是指只有核电,而是以核能为主,其他可再生能源为辅。
这实在是不得已的情况,太阳能、水力、风力、地热还是太弱呀。我们还是一个个捋捋吧,光伏和风能能量密度都很低,关键是不能主动发电,只能靠天吃饭,梅雨季可能就几个月发不了电了哈哈哈。而且非常不稳定,一阵风来了功率就上去了,风停了功率就没了。学过电气工程的朋友们都知道,这样的能量只能做为电网的补充,不能做为主要能源,容易把电网拖垮;按说水电是个好东西,清洁环保无污染,虽说受会受季节和地理影响,但比前面两位还是要优秀不少。但是!朋友们水电不够用呀!
我们再引用一组数据看看“我国大陆水力资源理论蕴藏量在 1 万千瓦级以上的河流共 3886 条,水力资源理论蕴藏量年电量为 60829 亿千瓦时”引用源:
感兴趣的朋友可以看看。那我们 2019 年用了多少电呢?72255 亿千瓦时!先不说技术手段能不能开发,就算 100% 开发,都不够去年的中国人用的,又想了想这个人口增速,算了,还是玩儿裂变吧。
据预测,到 2035 年全球电力平均年增速为 2.2% 至 2.3%,我国发电量增速较高,如按 3% 来预测,到 2035 年可能达到 28 亿至 30 亿千瓦总装机容量。如果将核电的发电量占比提升一倍,达到8%,预计到 2035 年我国在运核电机组将达到 1.5 亿千瓦,在建 5000 万千瓦,为实现这个目标,每年须开工 6 至 8 台机组。若以每台投资 100 亿元至 200 亿元计算,投资规模高达千亿元。
核能,没有上面那些能源的缺点,就是有那么点儿危险,靠它烧水有那么些危险,好在储量多。专家说了,地球可开采铀矿怎么着也应该有 3500 万吨,折合 100 万亿吨标准煤,给人类续命 1000年是不存在困难的。要是铀矿被烧完还没有学会聚变烧水,我们还有其他办法。
由于明早还要去跑我们的第三款智能新能源汽车的测试,今天就先码到这儿,感兴趣的话请点一点赞同,为爱发电~我们下期接着聊。
作为一个标准的工科男来说,回答类似“未来的能源会是什么样子”这样的问题其实有些无趣,缺少了文科生的天马行空的想象,或许看过几部变形金刚电影,里面有关于“能量块”的描述,然后做出自己的奇思妙想,会更吸引眼球,但这里,我以一个工程师的角色谈谈这个问题,话不多说,直接上主菜:
未来的能源是以可控核聚变为主要能量来源,再加以可再生能源(风、太阳能)和储能,并辅助以化石能源(煤、石油、天然气)的混合能源利用方式。
众所周知,我们现在地球文明赖以生存的能量来源—太阳,本身就是一个巨型可控核聚变装置,太阳每分每秒都在产生巨大的能量,这些能量只有一小部分由地球吸收,产生了万事万物,而人类学着利用核能,目前也仅仅限于可控的核裂变反应---核电站,核裂变毋庸赘述,核燃料不能充分利用,核废料目前除了深埋没有更好的处理方式,而且还面临着铀的短缺,只要人类把核聚变搞掂了,而且这货的原料可来自海水,几乎取之不尽用之不竭,我们的征途就真的是星辰大海了;
化石能源在地球上总归是会有用尽的一天的,尽管未来还没有来,但人类总得未雨绸缪不是,所以随着最后一滴石油,最后一个煤块,最后一丝天然气over的时候,化石能源必将会寿终正寝,而且现在全世界都在建设低碳社会,也是作为一个注脚,而且在用尽的道路上,化石能源的使用会越来越清洁,越来越高效,在并不算遥远的未来,化石能源也会站好自己的最后一班岗。
风能和太阳能是间歇性能源,除非加上储能,这种能源方式也决定了其布置大规模风场和大规模太阳能电站的局限性,但这二位用作分布式是非常适宜的,再加上目前如火如荼的储能电站建设,随着电池技术的迭代,单体能量密度越来越大,越来越安全,储能电站就类似能源网里的“超级充电宝”,可参与调峰调频,成为电网中的不可或缺的一份子:高峰时用能放电,低谷时充电,有效平抑电网的波动,可让能源的使用效率最高。同时目前各国都在发展的新能源汽车本身就是一个大的充电宝,交通从使用化石能源的内燃机时代到电气化时代的变革已经开始了,我们正经历这种变革,而且它对能源的影响也是天翻地覆的。