连接零净能量是一个巨大的挑战海生
时间：2022/07/20 13:22:14 编辑：
连接零净能量是一个巨大的挑战
实施能源过渡与建设基础设施和开发技术一样重要
在协助Dungeness Nuclear先进气冷堆发电厂的调试工作中，我首先经历了在英国建设基础设施的挑战。该工厂比原计划晚了10年，安装的控制设备已过时。
今天，我们正在讨论国家铁路项目HS2，机场扩建和伦敦的Crossrail的延误海峡隧道和HS1是成功的运输项目的例子，但即使在开发过程中也遇到了重大困难，导致成本超支和延误。
在电力部门，从许可到调试一条新的高压电力线通常需要10年的时间，而我们忘记了允许架空线。这些问题对于英国在2050年之前实现净零温室气体所面临的挑战至关重要。
目标不确定
随着我们朝着零净值迈进，我们看到了整个能源领域的多种试点项目，概念和想法。
可再生能源发电大厅渴望确保一切都是绿色的，即风能和太阳能。天然气界正在寻求将甲烷重整为蓝色氢，同时捕获释放的碳。观察家和一些有关方面都认为挑战在于电动汽车。英国公共机构气候变化委员会显然相信，我们必须将天然气锅炉换成电热泵。而且，气候活动家希望净零表示停止使用化石燃料。
在过去的几年中，英国成功减少了碳排放，一次能源消耗降低了18％，同时尽管经济增长缓慢，但仍保持了经济增长。消费者能源价格居高不下-甚至在福岛之后的日本-一直是一个主要因素，需求的减少大部分来自将能源消耗行业外包给能源价格较低的国家。
“基础设施挑战的规模与第一次工业革命的规模相似”
英国在2018年消耗了2226 TWh的一次能源，其中257 TWh是电力，110 TWh被归类为可再生能源。换句话说，11％的主要消费是电力，c.5pc被归类为可再生能源。总体而言，归类为可再生能源的一次能源发电量为230TWh，约占总量的10％。一次能源的最大来源是天然气和石油。
合理的假设是，随着必要的投资继续增加其成本，净一次能源需求将继续下降。但是，这种减少也将被使用替代能源的效率下降所抵消。
拟议的替代燃料将需要额外的能量来供应转换损失，平衡需求，碳捕获，运输损失，存储设施，辅助废物和封存需求。CCC建议使用空气源电动热泵替换多达2200万台燃气锅炉，其效率与环境温度成反比。结果，在低温时，将需要补充热源来控制峰值电力需求。
可行的未来
我们可以想象一个未来。最终用户的能源消耗将包括供暖和车辆使用的绿色电力。绿色和蓝色氢气将用于补充加热，HGV和其他形式的长途运输，工业用动力，基本负荷和其他发电。并且，围绕碳捕获，运输和封存以及地下封存创造了一个新的产业。
在未来，将需要考虑最佳土地利用方式。农业，林业，太阳能和风能发电厂，氢重整器和发电厂将需要发展，其中包括碳捕集装置，节能住宅，空气中的CO2捕集装置，以确保消除废物中的气体并废除F气，大概需要更换化学药品。
实现所需的过渡规模，将是一项巨大的后勤和实践任务。
未来，电网将需要达到其现有容量的四倍，而风力发电的峰值装机容量将是平均供电量的3.5倍。
它还将需要将太阳能发电与电网规模的电池系统一起使用，以及新的氢气或天然气与碳捕集电厂一起用于基本负荷和运行平衡。
它还需要利用无源配电系统来实现智能电表应用，能源聚合器，需求侧优化和分散式网络。随着电厂寿命的延长，还需要更换大多数基本负荷核发电船队。
氢经济
将天然气分配系统转化为氢气可能能够支持氢气供应以供加热。尽管目前没有运行经验，但目前正在尝试使用初步的中间混合气体解决方案。
某种形式的氢气运输系统对于将氢气的生产与分配连接起来必不可少，因为氢气不适合高压管道系统。广泛使用还需要在季节性高峰期间使用混合热泵的广泛存储网络。而且，由于它是易燃化学品，没有法律地位，法规和允许广泛使用，安装或运输的标准，因此政府必须做的工作-在该行业解决公众对该物质具有爆炸性的认识之前。
当前没有可能需要的规模的碳捕集行业，并且所需的规模未知。对于CO2管道，没有操作经验，也没有法律地位或法规，当管道中的CO2与杂质和产品混合时，可能会造成危险。
目前，在供需双方的建设和运营上开展工作都是不可行的。隔离地点的数据有限，地球物理可以混淆预测模型。注射还有能量需求，这会产生爆炸的危险，可能导致地震并需要使用压裂材料。
从当今的能源结构转变为温室气体净零排放的目标应该有很多积极的好处。但是，基础设施挑战的规模与第一次工业革命的规模相似，并且在一个人口稀少的国家经历了大约80年。
特雷弗·特纳是一名管理顾问和特许电气工程师，曾任英国电力和天然气行业的董事兼高级经理。