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实现碳中和,储能科技创新重点在哪里?

作者:优德88手机中文版新闻中心 来源:CarbonTrust 发布时间:2021-09-11 浏览:
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近日,在能源基金会的支持下,国际知名低碳咨询机构碳信托(Carbon Trust)联合中关村储能产业技术联盟共同发布了《中国低碳技术创新需求评估—以储能行业为例》报告。

报告基于对国际经验的梳理,提出了中国低碳技术创新需求评估的方法学框架,并以储能技术为例对方法学框架进行了测试。基于此报告,希望为中国低碳技术创新优选提供参考与借鉴,加速碳中和领域的科技创新,助力中国实现2060年前碳中和的气候目标。

碳信托中国区总经理赵立建表示:

“实现碳中和离不开科技创新,大量低碳,零碳,负碳技术的研发和商业推广是淘汰高碳行业的基础。提升碳中和领域的科技创新需要优选创新方向,把公共资源和社会资源有效配置到最优先的方向,实现科技创新推动碳中和及经济发展的最大化价值。

碳信托与中关村储能联盟在储能技术领域做出的一些尝试研究希望能够对储能行业以及其它碳中和领域的科技创新提供一些借鉴。”

中关村储能产业技术联盟常务副理事长俞振华表示:

“储能是实现碳中和的关键技术领域,该技术将在未来以灵活性可再生能源为主的能源系统中发挥重要作用。通过本研究梳理了重点储能技术领域的创新需求,可为未来储能技术创新方向提供参考。”

能源基金会总裁办公室主任钟丽锦博士表示:

“碳信托与中关村储能产业技术联盟共同开展的《中国低碳技术创新需求评估》研究非常及时,希望该研究可以为推动碳中和领域的科技创新提供有益支撑,能源基金会也愿意与合作伙伴继续开展碳中和技术创新的相关支撑性研究,助力全国碳中和目标早日实现。”

报告发布同期,我们还发布了《执行摘要》,本篇介绍从摘要中截取,与您分享。(如希望阅读完整版报告,可点击下方“阅读原文”免费下载)

01,经验梳理:英国技术创新需求评估经验

英国已经通过立法设定2050年实现净零排放的目标。2020年底,英国再次宣布最新减排目标,承诺到2030年温室气体排放量与1990年相比,至少降低68%。为实现其中长期气候目标,并保障安全可靠和经济的能源供应,英国致力于支持和推动低碳技术创新。为了优化公共研发资金投入并在多个公共部门之间达成共识,英国低碳创新协调小组(LCIGG)和英国商业,能源和产业战略部(BEIS)启动了了两项创新需求评估项目:

>技术创新需求评估(简称 TINA)

启动时间:2010年  

技术领域:生物能源/交通领域氢燃料/海上风电/电网和储能/工业部门/住宅建筑/太阳能光伏等

技术评估流程:创新价值(定量)以及经济价值(GVA)和就业机会(定量)

主要产出:TINA建立了强大的共享知识库,为政府研发投资和相关政策提供参考。

>能源创新需求评估 (简称 EINA)

启动时间:2018年  

技术领域:道路运输/CCUS(二氧化碳捕集利用与封存)/海上风电/核裂变/智能系统/供热与制冷等

技术评估流程:创新需求评估(主要基于专家访谈和研讨会)以及商业机会评估(定量)

主要产出:EINA项目识别了需要公共资金投入的重点创新领域。

基于TINA和EINA项目的系统梳理,报告对英国技术创新需求评估经验方面进行了分享:

?技术创新评估方法学基于科学的证据,结合定量计算与定性分析,为低碳技术重点创新方向和研发投资决策提供了有说服力的科学基础。

?针对不同技术领域采用了一致的方法学框架,可以在技术内部和技术之间进行比较和优选。

?EINA项目评估了技术创新的能源系统收益,这种方法有助于评估储能以及需求侧技术的系统收益。

?TINA和EINA项目由负责公共资金分配的主要政府部门领导和支持,并在项目过程中充分参与,以保障研究内容能够为政策决策提供支撑。

?不同利益相关方(包括政府部门,研究机构和产业链企业等)广泛参与到项目中,为技术应用情景选择,模型关键参数的设置提供专家意见,并共同讨论创新机会和市场壁垒,这也有助于在不同利益相关方之间形成共识。

02,中国低碳技术创新需求评估方法学框架

为识别重点创新领域,优选未来研发投入方向,支撑中国“3060”碳减排目标,本项目初步提出了中国低碳技术创新需求评估方法学框架,将定量分析引入创新需求评估过程,为传统的专家打分法提供量化支撑和补充。技术优选过程分为两个阶段:

阶段一:重点技术领域识别(宏观层面):针对各个技术领域进行评估,确定具有较高减排潜力和经济价值的重点技术领域。

阶段二:创新需求识别与评估(微观层面): 针对识别的重点技术领域,详细评估和识别细分技术的创新价值,经济价值与创新需求,从而优选技术创新需求。

03,方法学框架应用:以储能行业为例

储能的作用及应用规模

储能将进一步推动未来能源系统向低碳化清洁化方向发展,有望支持电力系统实现零碳排放,助力实现中国“3060”碳减排目标。具体而言,储能技术是可再生能源装机规模快速增长的重要支撑,有助于提高电网接入可再生能源的能力;其次,通过提供调峰调频等辅助服务,储能技术能够提高能源互联网的灵活性和稳定性;此外,储能系统还可以为多元能源系统能量管理和路径优化提供支持,提高电网运行经济性和推动能源交易模式变革。

在国家发改委能源所,国际能源署,落基山研究所,彭博社等权威机构预测的基础上,中关村储能产业联盟(CNESA)将储能市场分为低,中,高三种不同发展情景,对中国及全球储能市场未来规模进行了预测。在“高”情景,即理想场景中,预测到2050年中国国内储能需求为510GW,全球储能市场需求将达到2440GW。

储能技术创新的价值

基于专家打分和模型分析,项目估算了不同储能技术的创新价值,即创新能够带来的成本节约。从2018到2050年,研发创新能够为中国储能领域最高实现2500亿的成本节约。根据模型输出结果,不论在低,中,高哪种情景下,锂离子电池储能系统的研发创新实现的成本节约都将远超其它储能技术,其次是全钒液流电池以及压缩空气储能技术。未来锂离子电池储能技术仍可以通过技术创新等方式,进一步降低其成本,除锂离子电池外,根据技术特性,全钒液流电池和压缩空气储能技术同样可以通过技术创新等方式大幅降低其成本,有望在未来得到大规模应用。

根据模型测算,项目对全球和国内市场规模,储能技术发展的经济价值潜力以及就业机会进行了评估。在乐观情景下,全球储能市场在2050年全年的规模将超过2700亿,中国储能市场在2050年全年的规模将超过千亿。其中,中国储能市场锂离子电池市场规模将占据绝对优势地位,铅蓄电池位居第二,其次为全钒液流电池和压缩空气储能技术,其他储能技术市场规模相对较小。

储能技术优选和创新机会

中国储能技术的重点创新和发展方向应该重点关注电化学储能技术中的锂离子电池,全钒液流电池以及物理储能技术中的压缩空气储能技术。然而从应用角度来讲,一方面还没有一种储能方案能够解决所有应用需求;另一方面部分储能技术存在资源限制,或技术突破难度较大。因此,在选择储能技术路线时应多方面考虑,除锂离子电池,全钒液流电池以及压缩空气储能外,同时以超级电容器,飞轮储能为代表的功率型储能器件以及一些具有创新价值的储能技术如钠离子电池等也同样值得关注。

04,低碳技术创新政策建议

此外,本项目还对低碳技术创新的政策提供了建议。比如加大对低碳技术领域研发创新的整体投入,识别重点技术创新领域,优选投入方向。同时,建议相关政府部门联合成立低碳技术创新协调小组,共同开展“碳中和”的科研和创新需求评估,积极推进“碳中和”科技专项。此外,还需加强国际间的合作以及国际应对气候变化和低碳领域的技术转移和科技成果分享。  

关键字:储能科技

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