问答特色:净零和英国能源部门面临的挑战

英国承诺到2050年将温室气体排放量降至零,这显然值得称赞,但未来的挑战是巨大的。国家如何在满足工业需求的同时实现净零增长?工程师就前进的最佳途径征求了五位专家的意见。

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会见专家

安德鲁杆- - - - - -经理碳信托基金,作为寻求迈向更可持续未来的全球组织的独立合作伙伴

蒂姆·斯通博士CBA -主席核工业协会,英国民用核业的交易协会。

吉姆•沃森教授经理英国能源研究中心,从事可持续未来能源系统跨学科研究的机构

理查德·柯克曼威立雅英国和爱尔兰的首席技术和创新官,一家废物、水和能源管理服务提供商

埃德蒙•里德提供能源专业知识和分布式能源解决方案的全球供应商Centrica Business Solutions战略负责人

在哪些方面,净零的雄心与大电力用户的需求相兼容?

al:过去十年中可再生电力供应中的急剧增长意味着净零野心率达到大型电力用户。通过从化石燃料源切换到可再生电力来源,可以消除来自电力消耗的大部分温室气体排放。

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蒂姆·斯通博士CBA -核工业协会(NIA)主席

TS:大多数大型电力用户认为有必要支持减少排放以应对气候变化,但成本是一个非常现实的商业问题。化石燃料历来比较便宜,我们必须努力降低替代低碳和零碳能源的成本,并开发更智能的系统,帮助大型电力客户管理他们的需求。可再生能源的成本已经在降低,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),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,将更容易满足其需求。因此,这不仅仅是一个转向低碳或零碳发电的案例,也是一个提高整个经济体能源效率的案例。

RK:大用户可以通过多种方式减少能源消耗并维持运营,同时朝着净零目标迈进。无论是通过能源效率,使用热电联产等技术,还是生物质能、沼气、太阳能和风能等新能源,它们都可以实现碳减排目标。这取决于企业,但总有办法减少碳排放,我们必须找到经济上的解决办法,同时节省成本。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,大型能源使用者比小型企业更容易实现能源净零。实际上,大的能源使用者往往有专门的内部资源,如能源经理和专门的预算执行节能措施。他们也更有可能拥有自己的经营场所,从而使基础设施的改变更加简单。许多公司将有内部的企业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,该计划为减少排放提供了额外的成本激励。

政府应该支持哪些新兴技术,以帮助实现并保持净零排放?

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清除选项,包括大规模造林、生物炭、BECCS(带碳捕获和储存的生物能源)、DACCS(直接空气捕获和碳储存)。其他需要考虑的领域包括氨用于制冷的目的。热量脱碳需要一系列技术解决方案,包括区域供暖、热泵和氢气。虽然这些技术中的许多技术已经成熟,但进一步的创新可以实现热量的完全脱碳。

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Andrew Lever - 导演,碳信任

TS:我们需要在推动技术突破和投资于我们今天所知行之有效的现代技术之间取得平衡。一些较小的核反应堆设计发展良好,英国在聚变发展方面处于世界领先地位。在电池储存和处理二氧化碳废物方面也取得了进展,但我们现在需要在商业化、成熟的技术上做出重大决策,否则我们将失去目标。

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:在可能及时进行新技术的突破性才能满足2050个目标,可以使用已知技术实现该目标。其中许多已经可商购 - 或者在他们的路上。因此,优先事项应该是继续扩大低成本技术的部署激励 - 特别是可再生能源,如风和太阳能 - 以及有助于平衡电力系统的技术和基础设施(存储,需求侧反应,互连和灵活的零碳产生)。

RK:我们认为政府可以保持技术中立,并且刚刚激励碳减少,即成本最小化,我们可以开发和提供制造碳和经济意义的最佳技术解决方案。太阳能,风,生物量,CHP,热管,热泵,热泵,电池可能对新技术开发的未来10年仍然很重要。等待下一个技术出现的意味着更多的碳被释放到环境中 - 而这个星球不能延迟。

呃:灵活性是实现能源净零的关键。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实现的。我们看到了这样一个未来,家庭、小企业和我们的大能源用户连接起来,就像一个虚拟的发电厂,能够通过现场可再生能源发电,并在当地存储,供电网使用。我们已经要求政府承诺在2023年之前领导交付充分运作的灵活市场,以支持可再生能源并实现净零目标。

Edmund Reid,Centrica业务解决方案战略主管

权力下放经常被认为是减少能源排放的一种方式,但在英国,这个目标有多现实?

al:权力下放是减排的必要组成部分。我们将看到电力、供热和运输部门的融合,这将导致提供解决方案的更全面的方法。随着人们关注的焦点转向热能和运输部门的脱碳,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。为了实现这一整体方法,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中央电网来支持和运输翻倍的电力生产。去中心化与我们对互联系统的依赖并不兼容。例如,电动汽车到电网的计划只有在有一个中央电网出售你的电力回。这些问题是重新设计的能源系统要求的一部分。

JW:英国传统上有一个集中的电力系统——有集中的政策、制度和治理以及技术。我认为除非治理、政策、资金和权力也比现在更加分散,否则很难实现向电力分散的重大转变。即使实现了这一目标,仍有理由建立一些集中的基础设施,以平衡不同地区和地区的供需。

Richard Kirkman,首席技术和创新官,威立亚英国和爱尔兰

RK:很现实的。例如,威立雅是英国最大的分散能源供应商,拥有大约400个能源生产点和4TWh(足够100万户家庭使用)。多年来,这已经证明了分权的概念,并在包括工业……和水工业在内的广泛领域实现了主要的碳节约。因此,我们知道这是可行的,并支持我们的客户的能源需求——这只是需要组织的远见和承诺,以采取一步,他们如何看待他们的能源供应。

呃:现有的能源网络是为一个能源从大型发电站流向被动客户的世界而设计的。随着可再生能源的大量部署和日益复杂的能源流动,传统的能源网络可能面临新的挑战。未来的能源系统很可能是在更接近需求点的地方生产能源。较大的能源使用者——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,同时提高能源的弹性。

需要采取哪些网格级别的变化以满足可再生能源产生的越来越多的电力?

al:我们已经在经历电网创新,以适应越来越多的可再生能源发电。一个关键趋势是灵活市场的出现,配电网运营商为灵活需求签订合同,以管理可再生能源发电日益增加的可变性。这潜在地消除了在某些地区加强网络的需要,并允许更有效地利用电网。随着热量和交通部门的脱碳工作继续进行,电网规划和地方基础设施规划将需要更大的融合。

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吉姆·沃森教授,英国能源研究中心主任

TS:在重新设计能源系统时,电网的变化将是该设计的输出。不过,已经很清楚的是,最终的设计很可能已经平衡了可再生能源和基本负荷或固定电力的混合。管理整个系统,以便有一个高度的韧性在一个合理的成本将需要获得适当支持网格方面的冗余(可以说是目前太少)也在供应和需求的基础上允许连接到它。

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。但主要的变化是对技术、基础设施和其他措施的投资,以帮助平衡系统——这意味着更多的与其他国家的联系,更多的存储(尽管电池存储只能在相对较短的时间内帮助平衡供需),需求侧响应(这在工业中已经很普遍)和灵活发电(这需要是零碳的——例如,用氢而不是天然气发电)。

RK:我们将需要投资于电网基础设施,特别是为了促进电动汽车充电需求的增长,这就是为什么我们应该避免电加热,并寻找使用废弃或回收热量的解决方案。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、国家需求低的时候增加需求或减少发电量。通过采取这样的措施和电池存储,我们可以确保供应稳定,利用间歇性的可再生资源,并从满足英国能源用户需求的平衡电网中获益。