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德國能源署署長答記者問:德國正在探索能源轉型新路徑——零碳燃料

2019-11-20 09:46  來源:中國能源報  瀏覽:  

在替代化石能源方面,德國正在探索新路徑——Powerfuels(零碳燃料)。“它作為化石燃料的綠色替代品,可以充分挖掘可再生能源利用的潛力,通過將可再生能源生產的電力轉化合成為氣態、液態使之便于存儲、運輸并在國際能源市場進行交易。”近日,在由中國城市能源變革產業發展聯盟和中德可再生能源合作中心聯合主辦的第二期“城市能源變革”沙龍上,德國能源署署長Kuhlmann對Powerfuels做了介紹。Kuhlmann表示,零碳燃料在建筑、工業和運輸等領域,將發揮日益重要的作用,正成為德國能源轉型的第三大支柱。那么,何為Powerfuels,讓我們一起了解下。

記者:Powerfuels是一個很新鮮的提法,該如何定義,又有哪些優點?

Kuhlmann:廣義上,零碳燃料是基于可再生能源生產的氣態或液態合成燃料;狹義地說,就是用可再生能源發出的電力生產的氣態或液態合成燃料。除作為能源使用外,它還可用作化工基礎原料。零碳燃料是化石能源的可再生替代資源,以此避免二氧化碳排放。

談起零碳燃料的優點,首先,它便于運輸,可利用現有基礎設施并可長期存儲,也可以降低能源轉型的成本。其次,作為化石燃料的綠色替代品,它可加速去化石進程,充分挖掘可再生能源利用的潛力,使之便于存儲、運輸并在國際能源市場進行交易。

記者:使用了零碳燃料的一體化能源轉型方案有何優勢?

Kuhlmann:與單一將電力作為優先能源相比,包括了使用清潔合成燃料的一體化能源轉型方案具有通過多種能源、基礎設施和應用方案而顯著降低成本的優勢,并且更加安全可靠。因此我們認為,繼提高能效、充分直接利用可再生能源(以發電為主)之后,發展零碳燃料將成為德國能源轉型的第三大支柱。它將彌補通過提升能效和直接利用可再生能源發電仍不能滿足的多樣性用能需求。

記者:在建筑、工業和運輸等領域,零碳燃料能起到哪些作用?

Kuhlmann:在建筑領域,零碳燃料是對通過建筑節能改造提升能效和使用可再生能源驅動熱泵的補充。在一體化能源轉型模式中將使用氣體和液體的零碳燃料;在工業領域,氫能的應用正逐漸引起人們的關注,尤其是在鋼鐵和化工方面。比如,可用氫生產的合成甲烷對于某些工業流程很重要;在運輸領域,可利用的能源種類正在增加。視應用場景而定,交通領域的燃料產品將主要包括氫、甲烷、合成汽油、合成柴油和合成航空油組成。

德國本土將生產零碳燃料,但發展方向是更多地從歐洲及歐洲以外可再生能源豐富的地區和國家進口零碳燃料。考慮到運輸能力,氫能將主要在德國進行地區性生產。研究表明,隨著技術的不斷成熟和生產規模的擴大,零碳燃料的生產成本未來將會大幅下降。

各個地區的綠色氫生產成本差異巨大。從長期來看,氫能成本為光伏發電和陸上風力發電的混合成本。

記者:能否分析下,在中國的能源領域推廣零碳燃料,將面臨哪些挑戰呢?

Kuhlmann:目前來看,中國能源領域面臨著一些困難,比如如何將各種可再生能源整合到能源系統;從夏季到冬季,如何長期存儲可再生電力;又如何降低對化石能源進口的依賴。

具體而言,中國可再生能源的資源和成本優勢突出地區與能源需求中心的地理分布存在較大差異。輸送可再生電力需要大規模擴充電網容量,由于新增輸送配網時間成本高,目前可再生能源電力棄電仍是一個嚴重的問題。經濟高效的解決方案是利用現有的石油和天然氣管網,將無法并網的可再生電力轉化為零碳燃料后進行輸送。

彌合可再生電力生產和消耗之間的時間差距需要存儲技術,但蓄電池、抽水蓄能裝置有持續時間或容量限制。而零碳燃料具有高能量密度,大量的零碳燃料可以被長期存儲。

就中國的現狀而言,石油和天然氣消耗大部分依賴進口。而風能和太陽能可以部分替代目前石油的使用。但是,有些領域卻難以實現電氣化,例如長途運輸、航空、船舶、鋼鐵、石化等。因此,中國可以在這些領域使用來自風能和太陽能的零碳燃料,并減少對進口化石燃料的依賴,進而增加能源供應的安全。

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