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清华能源转型中心王薇完成“欧洲氢能发展对中国的启示”主题演讲

何继江 2020-12-24 11:37 发文

北京时间12月18日下午,清华大学社会科学院能源转型与社会发展研究中心王薇在《国际视野》栏目做第二期直播节目《浅议-欧洲氢能发展对中国的启示》。

本次活动是国家能源互联网产业及技术创新联盟主办的能源互联网大讲堂第48期。

2020年11月,CEIA与CEIA能源物联网专委会,CEIA能源数字化专委会邀请清华能源转型研究中心在能源互联网大讲堂联合主办《国际视野》专栏。

王薇介绍光伏氢能零能耗建筑项目和氢气炼钢技术

王薇在本期节目中首先介绍了欧洲能源转型目标及现状、欧洲氢能战略与德国氢能战略,并从光伏氢能零能耗建筑与氢气炼钢两个领域对中国相关发展提出建议,助力中国实现2060碳中和。

2030欧洲能源转型目标希望实现,到2030年欧洲温室气体排放量相比1990年的水平(57.2亿吨)至少减少40%;2030年欧洲可再生能源占比从32%提高至57%,能源效率至少提高32.5%。其能源转型基本趋势:实现化石能源体系向零碳能源体系的转变,最终进入以可再生能源为主的绿色零碳能源时代。

王薇指出,随着近年来欧盟各国对可再生能源的投资强劲,可再生能源占比的增高,而光伏发电、风电又存在波动性,其对电网的冲击性会越来越大。供电与电力负荷之间在时间上的不匹配关系,使得氢能此时来提高电网的灵活性,显得尤为合适。

欧洲氢能战略指出,可再生氢是该战略的重点,还认识到其他低碳氢的生产在过渡阶段的作用,例如通过使用碳捕获和存储(CCS)或低碳电力,在短期内减少排放并扩大市场。

中国能耗的20.6%由建筑能耗占据,建筑碳排放占全国能源碳排放19.4%。我国积极开展国际合作,参照国外指标及技术体系建造了一批超低能耗建筑工程。但是节能建筑发展的最终目标可以说应该是零能耗建筑,国际上一些发达国家已经从零能耗建筑理论阶段进入示范项目阶段,甚至已经开始寻找实现商业化的可能,而我国对零能耗建筑的探索还亟待深入。

关于欧洲零能耗建筑,王薇介绍了德国弗朗霍夫能源自给式太阳能房屋、瑞典哥德堡零能耗建筑、谢莱夫特奥ZERO SUN项目、瓦格达氢能社区改造项目,以及德国HPS公司开发生产的商业产品——PICEA系统。

王薇在报告中指出,从德国在1992年开始摸索光伏制氢储氢的技术路线,到瑞典建立多个高纬度零能耗建筑的示范项目,再到2019年HPS公司推出全球首个紧凑单元型的用于为单户和多户住宅存储和使用太阳能的集成系统Picea,欧洲发达国家初步完成了技术验证到商业应用的转变。我国也应紧跟发展趋势,学习参照国外的技术体系和指标,明确我们国家零能耗建筑定义,建立技术验证项目并开展国际合作。

王薇在介绍氢气炼钢技术时讲到,在传统炼钢流程中,二氧化碳的排放发生在造粒过程,制焦过程,高炉过程以及氧气处理过程,其中高炉中的排放占70%左右,因此降低高炉过程中排放成为减排重点。

近年来,最大的钢铁生产商蒂森克虏伯(Thysenkrupp)公司稳步、显著地减少了钢铁生产中的排放,使工艺接近其理论最佳状态。这意味着,实现气候中性钢生产必须进行根本性的技术变革。为此,蒂森克虏伯公司已经在进行高炉改造、直接还原工厂的建造以及Carbon2Chem项目的运行。

她还表示,从欧洲已经采取的各种措施和试点项目的实施,我们可以看出欧洲钢铁行业采用氢能炼钢以大幅度减排的决心很坚定。钢铁行业等工业过程在传统技术路线下的减排潜力已经不大,需要采取像氢气炼钢等更大力度的减排新技术。目前欧洲碳市场价格已经高达二十多欧元,未来还呈上涨趋势,如果钢铁行业不迅速减排,巨大的碳成本将对公司的生存和发展构成巨大威胁。

中国的碳市场建设正在加速,今年钢铁行业很有可能加入全国碳市场,钢铁行业很快将感受碳成本对企业经营的压力。针对欧洲氢气炼钢项目,她提议中国钢铁行业应依托氢气炼钢技术制定大幅减排路线。基于碳捕集与利用(CCU)技术和氢基直接还原技术,设立系列科研项目,加快科研进程,尽快设立试点项目,着手试验和推广无碳炼钢。为鼓励钢铁厂清洁炼钢,政府可以考虑对使用CCU/CCS技术的钢铁厂给予一定的补贴和其他相关鼓励政策。最后她指出应尽快做好钢铁行业进入全国统一碳市场的各项准备。

王薇是柏林工业大学可再生能源系统专业在读硕士研究生,清华能源转型与社会发展研究中心氢能课题组成员,负责欧洲氢能战略与氢能项目调研,参与国内数个氢能项目概念规划。曾在能源技术研究所对德国氢能战略进行调研,目前在柏林工业大学能源技术研究所对配有光伏与氢气储能独立住宅能源系统进行设计优化。

本次报告是清华能源转型与社会发展研究中心氢能课题组系列研究报告一部分。沈建羽、郝帅等课题组成员也为本报告提供了资料基础。

每人一千瓦光伏研报08:瑞典零能耗建筑

每人一千瓦光伏课题组李若水12月11日直播欧洲光伏研报


公众号简介

何继江

清华大学社会科学学院能源转型与社会发展研究中心常务副主任

清华大学科技与社会研究中心副主任

清华大学社会科学学院博士

清华大学能源环境经济研究所博士后

清华MBA校友能源环保协会副会长

这是何继江的个人微信公众号,也发布能源转型与社会发展研究中心研究团队的原创文章。

普及绿能,淘汰碳能。

推动能源革命,促进社会发展。

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