中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：眾所周知，1850~2021年全球平均氣溫不斷上升，然而人們最關(guān)心的并不是平均氣溫，而是其他一些事情：居住地的溫度是否會(huì)熱得讓人不舒服，或者寒冷地區(qū)的氣溫是否會(huì)更加宜居。北極和南極地區(qū)是最大的冰雪儲(chǔ)存地。北極地區(qū)的變暖速度幾乎是全球平均變暖速度的4倍。這意味著格陵蘭島和南極融化的冰川和漂浮的海冰比人們預(yù)期的要多得多。
許多地區(qū)非常接近海平面，到下世紀(jì)或本世紀(jì)下半葉，這些地區(qū)將面臨巨大威脅。除了海平面上升，還會(huì)有更多的洪水、森林火災(zāi)、干旱和水資源短缺。全球多地正面臨水資源短缺壓力，包括美國(guó)西部、墨西哥、印度、中東等，未來水資源短缺壓力還會(huì)繼續(xù)增加。未來，海平面將比幾百萬年前高出10~20米。這意味著覆蓋全球10%人口的低地基本上會(huì)被淹沒。這是最壞的情況，按照全球目前的氣候政策，全球變暖幅度將達(dá)到3攝氏度，這種結(jié)局將會(huì)出現(xiàn)。
為了實(shí)現(xiàn)將全球變暖幅度限制在2攝氏度或1.5攝氏度以內(nèi)的目標(biāo)，本世紀(jì)中葉，全球碳排放總量，包括發(fā)電、交通、農(nóng)業(yè)、化工、塑料、鋼鐵、水泥等行業(yè)的碳排放總量必須基本為零，并且到本世紀(jì)末必須變成負(fù)碳排放。
下面談?wù)剬?shí)現(xiàn)凈零排放的技術(shù)解決方案。近年來，風(fēng)能和太陽(yáng)能的成本一直在下降。實(shí)際上，美國(guó)現(xiàn)在的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電成本比天然氣發(fā)電更便宜，而美國(guó)的天然氣價(jià)格幾乎是世界上最低的。如果的確如此，那么為什么我們不立即全部改用天然氣發(fā)電，或者不用天然氣，而只使用風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電呢？
實(shí)際情況要復(fù)雜得多，即使在擁有巨大可再生能源資源的美國(guó)，天氣也不總是晴朗的，風(fēng)也不是總在吹。因此，可再生能源的實(shí)際成本應(yīng)包括備用發(fā)電能力。風(fēng)能和太陽(yáng)能不可用時(shí)，就需要通過天然氣、煤炭和核能等發(fā)電。此外，還需要更多的電力存儲(chǔ)設(shè)施并加強(qiáng)輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)建設(shè)。如果美國(guó)要實(shí)現(xiàn)80%電力來自可再生能源的目標(biāo)，儲(chǔ)能系統(tǒng)就需要有3天的電力存儲(chǔ)。3天聽起來并不多，但美國(guó)完全依靠?jī)?chǔ)存的電力運(yùn)行整整3天，這一電力需求將是巨大的。因此，我們不太可能提供公用事業(yè)規(guī)模的電力存儲(chǔ)量，連原材料都不夠用，且儲(chǔ)能成本必須是現(xiàn)在的1/10。
電池儲(chǔ)能是一種小規(guī)模的儲(chǔ)能形式。2019年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)就是有關(guān)鋰電池儲(chǔ)能的。這對(duì)大規(guī)模的公用事業(yè)儲(chǔ)能用處有限，但對(duì)交通運(yùn)輸業(yè)非常有用。電池技術(shù)正不斷改進(jìn)，其存儲(chǔ)的能量將會(huì)增加。隨著原材料和技術(shù)成本降低，電池價(jià)格將下降1/2或1/3。如果電池價(jià)格下降1/2，那么電動(dòng)汽車的成本將與燃油車一樣，且前者一次充滿電可行駛400~500千米。
電池行業(yè)面臨的問題是，世界上是否有足夠的鋰、鈷和鎳用于電池生產(chǎn)。預(yù)計(jì)30年后，乘用車將實(shí)現(xiàn)電氣化，但電池產(chǎn)量將不足以滿足世界的需求。因此，研究人員正對(duì)不同類型的電池進(jìn)行大量研究。在中國(guó)、美國(guó)等國(guó)家，磷酸鐵鋰電池正取代鎳錳鈷三元鋰電池成為鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用的主流技術(shù)路線。我和我的同事發(fā)表過一篇論文，探討從海水中提取鋰的可能性。如果這種提取方法被證明在商業(yè)上可行，那么人們可以獲得的鋰將增加約5000倍，且這種提取鋰的方法污染更小。
核能發(fā)電也將為世界提供更多低碳電力，然而在歐洲和美國(guó)，很多人擔(dān)心核安全問題。研究人員統(tǒng)計(jì)了每種能源造成的死亡人數(shù)發(fā)現(xiàn)，每單位核能比每單位化石燃料造成的死亡人數(shù)要少得多。據(jù)估計(jì)，福島核電站事故將導(dǎo)致數(shù)百人因癌癥而死亡，而這些死亡本可以避免。煤炭造成的死亡大多是由于呼吸系統(tǒng)疾病。嚴(yán)重污染的空氣會(huì)導(dǎo)致肺癌、心臟病、中風(fēng)等疾病，此外，煤礦開采也存在風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，核能比煤炭等化石燃料更安全，其安全性可與風(fēng)能和太陽(yáng)能相媲美。如何以安全的方式開發(fā)核能技術(shù)，如何處理核廢料，是安全發(fā)展核電的關(guān)鍵，這一領(lǐng)域有著廣泛的國(guó)際合作空間。
氣候變化的加速趨勢(shì)比10年、20年前人們所認(rèn)為的要快得多。世界各國(guó)需要在許多領(lǐng)域進(jìn)行合作。這并不是說各國(guó)的公司要公開電池技術(shù)秘密，或者將設(shè)備設(shè)施運(yùn)送到其他國(guó)家，而是要分享如何制定最具經(jīng)濟(jì)性的清潔能源開發(fā)利用政策和措施。基礎(chǔ)研究提供的清潔能源解決方法要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還需要因地制宜。我們有很多機(jī)會(huì)可以分享信息、互相幫助，應(yīng)對(duì)氣候變化需要各國(guó)共同努力。
