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12月17日，在“《財(cái)經(jīng)》年會(huì)2023”上，中國科學(xué)院院士白春禮系統(tǒng)介紹了化石能源清潔低碳利用、水風(fēng)光核能等非化石能源的轉(zhuǎn)化情況、儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展情況、二氧化碳捕集和利用技術(shù)進(jìn)展等。

發(fā)展核能需解決安全性等問題

“現(xiàn)階段，我國CO2排放80%來自于能源生產(chǎn)和工業(yè)利用，可見實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，需要能源變革。”他說，目前科學(xué)界認(rèn)為能源革命和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要方向，一是化石能源清潔低碳利用，二是低碳和可再生能源的規(guī)模化應(yīng)用，三是二氧化碳捕集和利用。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2060年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)時(shí)，清潔能源消費(fèi)量占比要達(dá)到80%。

發(fā)言中，白春禮著重介紹了核能的科研進(jìn)展。他稱，核能具有能量密度高、供能穩(wěn)定、碳排放低的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于波動(dòng)性的太陽能和風(fēng)能發(fā)電來說是良好的穩(wěn)定劑。根據(jù)測(cè)算，2060年核電的總發(fā)電量達(dá)到2.7萬億度，2021年中國核電發(fā)電裝機(jī)容量約5000萬千瓦，還有很大的提升空間。

發(fā)展核裂變技術(shù)需要解決三個(gè)問題：一是安全性，二是核燃料的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，三是乏燃料安全處理處置。就此，他談到了幾個(gè)“急需解決”。

白春禮表示，中國已經(jīng)探明的鈾資源約27萬噸，按當(dāng)前核電水平，已探明鈾資源支持約40年，核燃料的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)急需解決。當(dāng)前我國乏燃料已累積近2萬噸，每年新產(chǎn)生約1千噸，主要采用濕式暫存法處理，濕式暫存費(fèi)約4萬元/噸/年，乏燃料安全處理處置急需解決。

關(guān)于鈾資源短缺問題，他介紹，中科院設(shè)立“釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)（TMSR）”先導(dǎo)專項(xiàng)，以釷為核燃料具有資源豐富、核廢料少、毒性低和固有防核擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn)，還可減少稀土開采中的釷資源流失和放射性環(huán)境污染，是核能發(fā)展重要方向之一。

“但這目前還是研究項(xiàng)目，還沒有達(dá)到應(yīng)用程度。關(guān)于核乏燃料的安全處理，我們目前也正在進(jìn)行重要的科研項(xiàng)目，瞄準(zhǔn)解決這個(gè)問題。”他說。

儲(chǔ)能價(jià)值收益難以得到合理補(bǔ)償

除了介紹幾大清潔能源的項(xiàng)目外，白春禮還著重談及了儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展情況。他稱，由于以風(fēng)電、光伏為代表的可再生能源普遍存在間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性的特點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)其大規(guī)模融合利用，儲(chǔ)能是關(guān)鍵。根據(jù)預(yù)測(cè)，2060年中國儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)到420GW（42000萬千瓦）。

據(jù)介紹，儲(chǔ)能技術(shù)路徑主要分為機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和其他儲(chǔ)能。機(jī)械儲(chǔ)能中的抽水蓄能技術(shù)成熟，是目前儲(chǔ)能市場(chǎng)上應(yīng)用廣、占比高的技術(shù)，但其對(duì)地理?xiàng)l件依賴度高；壓縮空氣儲(chǔ)能可以不依賴地理?xiàng)l件。電化學(xué)儲(chǔ)能是通過電池完成的能量?jī)?chǔ)存、釋放和管理的過程，具有配置靈活、建設(shè)期短、響應(yīng)快速，可以有效提高可再生能源消納水平，是未來儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的重要方向。

其中，鋰離子電池技術(shù)較為成熟，已進(jìn)入規(guī)模化量產(chǎn)階段，是目前發(fā)展快、占比較高的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)。鈣鈦礦電池是電化學(xué)儲(chǔ)能的新方向，具有吸光能力強(qiáng)、低成本和易制備、弱光效率高等優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，但存在穩(wěn)定性較差和大面積應(yīng)用時(shí)的效率損失兩個(gè)短板，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。

白春禮也談到了中國儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展面臨的問題和挑戰(zhàn)。他稱，中國在儲(chǔ)能領(lǐng)域基礎(chǔ)性、原創(chuàng)性、突破性創(chuàng)新不足，具有“領(lǐng)跑”意義的先進(jìn)技術(shù)還不多，儲(chǔ)能轉(zhuǎn)化的相關(guān)機(jī)理、技術(shù)及系統(tǒng)的研究還不夠成熟，尤其是在設(shè)計(jì)軟件、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與理念方面缺少話語權(quán)。

另一方面，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)推廣，受電力系統(tǒng)市場(chǎng)機(jī)制不完善等方面限制，存在儲(chǔ)能市場(chǎng)主體地位不明晰、市場(chǎng)機(jī)制不完善導(dǎo)致儲(chǔ)能價(jià)值收益難以得到合理補(bǔ)償?shù)葐栴}，現(xiàn)階段還未建立成熟的競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制，很難合理核定各類電力輔助服務(wù)的價(jià)格，從而造成儲(chǔ)能的價(jià)值和收益難以對(duì)接。近年來這些方面都已經(jīng)有所進(jìn)步和改善，但問題依然突出。