可再生能源装机量大增，消费比例提升成关键议题

　　中国社会科学院大学(研究生院)国际能源安全研究中心携手社会科学文献出版社近日联合发布的《世界能源蓝皮书：世界能源发展报告(2024)》揭示，2023年度，中国可再生能源领域新增装机容量高达3.7亿千瓦，占据了全国新增发电装机容量的82.7%，持续稳固其作为电力新增装机核心力量的地位。

　　然而，尽管可再生能源装机容量显著增长，其消费比例却未能同步提升。中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所所长刘中民在香山科学会议第771次学术讨论会上指出，当前可再生能源的消费仅占能源消费总量的约19%，缩小装机容量与消费比例之间的差距，关键在于通过科技创新推动能源结构调整。

　　中国工程院院士、苏州实验室主任徐南平亦认为，构建绿色能源与工业体系、优化产业结构，摆脱对含碳资源的依赖，需依赖于低碳、零碳、负碳关键材料与技术的创新。

　　与会专家围绕如何利用科技手段提升可再生能源消费比例展开了深入探讨。

　　长时储能技术成突破点

　　可再生能源因其间歇性、波动性和季节性等特点，其不稳定性限制了利用率。储能技术，如同“能量银行”，在电力过剩时储存，在需求高峰或电力短缺时释放，成为提高可再生能源消费比例的关键。尽管我国在短时高频、中短时长储能方面已有解决方案，但安全性和成本仍是挑战。

　　锂离子电池、铅酸电池等技术虽已成熟，但高昂的储能成本推高了可再生能源发电成本。长时低频储能领域，抽水储能方式难以满足全部需求。氢能、甲醇等化学储能因其物质和能量的双重属性，为长时储能提供了新路径。刘中民表示，将可再生能源电力转化为氢能，不仅能满足供能需求，还能作为原料使用。

　　绿氢，作为可再生能源制取的无碳产品，是实现难脱碳行业低碳与零碳发展的重要媒介。然而，氢能的生产、利用和储存仍面临成本高昂的问题，未来需政策引导和关键技术突破。

　　液流电池等电化学储能方式同样值得关注。锌溴液流电池研究的进展，解决了传统电池在低温条件下易发生的相变和运行可靠性降低问题，提高了电池的耐寒性和应用范围。

　　材料革新推动效率提升

　　与会专家指出，提高可再生能源利用率的发力点在于“三高一低”：提高转换效率、提高供给质量、提高替代比例、降低应用成本。材料革新被视为实现这些目标的基石。

　　徐南平认为，钙钛矿光伏材料、电解质膜材料和固态电解质材料等关键材料的突破，有望解决现有技术瓶颈，为能源系统低碳转型提供物质基础。例如，钙钛矿光伏的光电转化效率因材料突破而大幅提升，但稳定性和大面积制备工艺均匀性仍需改进。

　　固态电解槽电解水制氢技术的电解效率高，但电堆材料稳定性差。苏州实验室通过材料创新，开发出固体氧化物电解质和低温氧电极，使固态电解槽能在650摄氏度以下工作，实现了5万小时使用寿命的突破。

　　柔性技术支撑新型电力系统

　　技术创新在提升可再生能源利用率的同时，也增强了传统能源的灵活性，使其能够与可再生能源互补，共同维护电网稳定运行。中国工程院院士汤广福预测，风光新能源将继续保持高增速，并有5倍左右的发展空间，逐步成为主力电源。

　　煤电灵活性改造旨在提升调峰、调频能力，以更好适应新能源的随机性和波动性。汤广福表示，通过灵活燃煤技术，煤电可以接近气电特性，实现新能源的规模化置换。国家能源局发布的《新型电力系统发展蓝皮书》也强调了柔性灵活在构建新型电力系统中的重要性。

　　此外，人工智能赋能的新型电力系统将确保高比例新能源“并得上”。建立新型电力系统的构建、运行与控制理论新体系，突破装备核心器件、基础材料和关键软件等技术，将进一步提升电网柔性传输及系统调控能力。

　　“未来的能源系统将是低碳化、智能化、骨干网与分布式能源相结合的系统。”刘中民表示，借助人工智能，有望加速形成更合理的能源结构。

（文章来源：科技日报 记者：张佳星）