问答专题:净零和英国能源部门面临的挑战

净零目标在哪些方面与大型电力用户的需求相一致?

艾尔:过去10年可再生能源电力供应的急剧增长意味着，大型电力用户可以实现净零排放的目标。电力消费产生的大部分温室气体排放可以通过从化石燃料转为可再生电力来源来消除。

TS:大多数大型电力用户都认为有必要支持减排，以应对气候变化，但成本是一个非常现实的商业问题。化石燃料历来都比较便宜，我们必须努力降低低碳和零碳能源的替代成本，同时开发更智能的系统，帮助大电力客户管理他们的需求。可再生能源已经在降低成本，我们知道我们也可以大幅降低核能的成本。

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JW:根据气候变化委员会(CCC)的说法，电力脱碳需要在2030年基本实现。显然，如果大型电力用户在能源效率方面的投资最大化，就更容易满足他们的需求。因此，这不仅仅是转向低碳或零碳发电的问题，也是整个经济中提高能源效率的问题。

RK:大型用户可以通过多种方式减少能源使用并维持运营，同时向净零目标迈进。无论是利用热电联产等技术提高能源效率，还是利用生物质能、沼气、太阳能和风能等新能源，它们都能实现碳减排目标。这取决于企业，但总有办法减少碳排放，我们必须找到既经济又节约成本的答案。有许多经过验证的技术具有良好的商业意义，并提供对工业至关重要的能源安全。

呃:在许多方面，大型能源用户比小型企业更有能力实现能源净零排放。实际上，大型能源用户往往有专门的内部资源，如能源管理人员，并有专门的预算来实施节能措施。他们也更有可能拥有自己的场所，这使得基础设施的改变更加直接。许多公司都有内部的公司目标和股东要求减少排放的压力。对一些国家来说，它们还将受制于欧盟排放交易计划，这为减排提供了额外的成本激励。

政府应该支持哪些新兴技术，以帮助达到并维持净零排放?

艾尔:除了大规模转向可再生能源和超低排放汽车外，实现净零排放还需要温室气体去除方案，包括大规模造林、生物炭、BECCS(含碳捕获和存储的生物能源)、DACCS(直接空气捕获和碳存储)。其他需要考虑的领域包括将氨用于制冷目的。热量的脱碳需要一系列的技术解决方案，包括区域供暖、热泵和氢气。虽然其中许多技术在技术上已经成熟，但进一步的创新可以实现热量的完全脱碳。

TS:我们需要在推动技术突破和投资于我们今天知道行之有效的现代技术之间取得平衡。几个较小的核反应堆设计进展良好，英国在核聚变发展方面处于世界领先地位。在电池储存和处理废弃二氧化碳方面也取得了进展，但我们现在需要对商业化可用的、经过验证的技术做出重大决定，否则我们就会错失良机。

为了有机会实现净零排放，我们需要尽可能快地建造所有已被证实的低碳发电设备。

JW:虽然新技术的突破可能会及时实现2050年的目标，但这一目标可以通过使用已知的技术实现。其中许多已经可以在市场上买到——或者正在研发中。因此，对于电力，优先考虑的应该是继续并扩大对低成本技术的部署激励——特别是风能和太阳能等可再生能源——以及有助于平衡电力系统(存储、需求侧响应、互连和灵活的零碳发电)的技术和基础设施。

RK:我们认为政府可以保持技术中立，只鼓励减少碳排放，这样成本将降到最低，我们可以开发和提供最好的技术解决方案，使碳排放和商业意义。太阳能、风能、生物质能、热电联产(CHP)、地下热管、热泵、电池在未来10年可能仍将保持重要地位，等待新技术的发展。等待下一项技术的出现只意味着更多的碳被释放到环境中，而地球承受不起拖延。

呃:灵活性是实现能量净零的关键。可再生能源是我们能源脱碳的必要条件，但它们本质上是可变的。问题是，这些代沟是如何填补的?目前，这主要是通过燃烧化石燃料。我们看到未来，家庭、小企业和我们的大型能源用户可以连接成一个虚拟发电厂，通过现场可再生能源发电，并在当地存储，向电网提供电力。我们已要求政府承诺在2023年之前率先交付全面运转的灵活市场，以支持可再生能源并实现净零目标。

分权经常被引用为一种减少能源排放的方法，但是这个目标在英国有多现实呢?

艾尔:分权是减排的必要组成部分。我们将看到电力、热力和运输部门的融合，这将导致提供解决方案的更全面的方法。随着焦点转向供热和交通部门的脱碳，很明显，许多脱碳解决方案都与电力部门有关。交通电气化就是一个明显的例子。对于热能，这可能包括电气化、生物能源和氢技术。要实现这一整体方法，规划和优化当地基础设施是一个关键要求。

TS:虽然我们看到越来越多的小型“社区”能源项目，但我们仍然需要一个集中的电网网络来支持和运输发电量翻倍。去中心化与我们对互联系统的预期依赖根本不相容。例如，电动汽车到电网的计划只有在有一个集中的电网把你的电卖回去的情况下才会起作用。这些问题是重新设计的能源系统要求的一部分。

JW:传统上，英国的电力系统是中央集权的——政策、制度、治理以及技术都是中央集权的。我认为，除非治理、政策、资金和权力也比现在进一步分散，否则很难实现非常显著的电力分权转变。即使实现了这一目标，仍有理由建立一些中心化的基础设施，以平衡不同地点和地区的供需。

RK:很现实的。例如，威立雅是英国最大的分散能源供应商，在我们的伞下有大约400个能源生产站点和4太瓦时(足够100万个家庭使用)。多年来，这些已经证明了去中心化的概念，并在包括工业在内的广泛部门实现了重大的碳节约……还有水工业。因此，我们知道它是有效的，并支持我们客户的能源需求——这只是需要组织的远见和承诺，以向前迈出一步，他们如何看待他们的能源供应。

呃:现有的能源网络是为世界能源从大型发电站流向被动客户而设计的。随着我们过渡到一个可再生能源大量部署和日益复杂的能源流动的世界，传统的电网可能面临新的挑战。未来的能源系统很可能是在更接近需求点的地方产生能源。较大的能源用户——如制造商——可以控制他们的能源，并将其转化为降低成本和碳强度的机会，同时提高能源弹性。

为了适应可再生能源产生的越来越多的电力，电网层面需要发生什么变化?

艾尔:我们已经在经历电网的创新，以适应越来越多的可再生能源发电。一个关键的趋势是灵活市场的出现，配电网络运营商承包灵活的需求，以管理可再生发电日益增加的变化。这潜在地否定了在某些地区加强电网的需要，并允许电网被更有效地利用。随着供暖和交通部门的脱碳，电网规划和地方基础设施规划需要更大程度的融合。

TS:在重新设计能源系统时，电网的变化将是设计的一个输出。不过，已经很清楚的是，最终的设计极有可能是可再生能源和基本负荷或固定电力的平衡组合。管理整个系统，以合理的成本获得高度的弹性，需要电网在自身冗余(目前可以说是太少了)和允许供需连接的基础上得到适当的支持。

JW:需要对高压电网基础设施进行进一步投资，以进一步扩大海上风力发电。但主要的变化是在技术、基础设施和其他措施上的投资，以帮助平衡系统——这意味着更多地与其他国家互联，更多的存储(尽管电池存储目前只能在相对较短的时间内帮助平衡供需)，需求侧响应(这在工业中已经很常见)和灵活发电(需要零碳——例如，用氢气而不是天然气来驱动)。

RK:我们需要对电网基础设施进行投资，特别是为了促进电动汽车充电带来的日益增长的需求，这就是为什么我们应该避免电加热，并寻找利用废热或回收热的解决方案。我们已经在帮助电网，鼓励大型能源用户在可再生能源产量高而国家需求低的时候增加需求或减少发电量。通过采取诸如此类的措施，以及电池储存，我们可以确保供应稳定，利用间歇性的可再生能源，并从一个满足英国能源用户需求的平衡电网中获益。