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内容导航:1、陈清泉:新能源汽车的环保性不容置疑,且意义远不止于此2、核能属于一次能源还是二次能源:核能是一次能源还是二次能源1、陈清泉:新能源汽车的环保性不容置疑,且意义远不止于此
近年来,电动汽车行业发展迅猛,企业表现积极、政府利好政策频出。作为新能源汽车的一种形式,电动汽车对能源领域将会产生怎样的影响?会否导致燃煤发电增加而加剧污染?与氢燃料汽车应是何种关系?
带着这些问题,记者专访了被誉为“亚洲电动车之父”的中国工程院院士、英国皇家工程院院士陈清泉。
文 | 别凡
中国能源报记者
缓解新能源与传统能源的矛盾
中国能源报:电动汽车在能源转型中将发挥怎样的作用?
陈清泉:电动汽车不仅是一种交通工具,同时也是一种能源载体、信息载体。我国能源将向低碳化、智能化、电气化转型。电动汽车在这个过程中将发挥重要乃至不可替代的作用。
电动汽车可以有效缓解传统能源和新能源之间的矛盾。因为电动汽车使用的能源是电力,属于二次能源。而产生电力的一次能源则是多样化的,太阳能、风能、核能、水能以及煤炭等传统能源都可以生产电力。
中国能源报:您认为传统能源和新能源之间的矛盾症结是什么?
陈清泉:传统能源和新能源之间的矛盾首先源于二者物理特性不同。传统能源的惯量很大,如发电厂、锅炉,大部分使用煤或油;而新能源如风能、太阳能等有所不同,其间歇性很强、惯量也很小。
例如,为接纳新能源,燃煤电厂的调节力度不得不放宽。新能源发电多的时候,传统能源就得少发电,但目前燃煤电厂调节的力度是不能无限放宽的,这就导致了弃风弃光。因为电力保持供求平衡非常重要。否则,电网就会受到冲击甚至崩溃。
中国能源报:电动汽车如何缓解这一矛盾?
陈清泉:如今,我们可以通过智慧能源系统、能源计算机系统,把能源领域的物质流、信息流厘清,电动汽车在这一过程中能发挥重要作用。
例如,我们可以选择不弃风弃光,而是将多余的电用来电解水,转化为氢气和氧气,如此一来,能源就转变为物质。氢气可以存储起来,将其异化,需要时再把氢气和氧气结合,再次产生电。
电动汽车在这一过程中发挥的作用是,其使用的电池可对电网反冲,使能量来回运行,这与此前汽车广泛使用的柴油、汽油明显不同。
好的能源系统应该是可靠的、低碳的、高效的。要实现这样的目标,必定是多种能源的结构优化配置,单一的能源形式肯定做不到。而要实现多种能源的优化配置,就必须充分利用能源计算机、智慧能源系统,作为能源与信息的双重载体,电动汽车无疑将发挥重大作用。
新能源汽车环保性不容置疑
中国能源报:目前社会上有观点认为,电动汽车使用的电力主要来自燃煤发电,所以对环保并无太多改善。您如何看待这一观点?
陈清泉:的确,目前我国主要电力来自于燃煤发电,2017年燃煤发电仍占全部电力的71.8%。但不能就此认为电动汽车对于环保、尤其是二氧化碳减排没有实质作用。这种观点是不全面的。
对此,我认为应有多维度认识。一方面,电动汽车在使用时是零排放,即便是使用燃煤发电所产生的电力,因为燃煤电厂一般距离城市较远,所以,使用电动汽车对于人口聚集的城市来说,是环保的。
另一方面,近年来,我国加大对燃煤电厂污染物排放控制,加快燃煤电厂改造。目前,我国燃煤电厂已经可以实现超低排放甚至近零排放。
最后,我们将促进电动汽车主要利用晚上充电,且利用太阳能和风能充电。根据相关规划,到2050年,我国化石能源发电和非化石能源发电将各占一半。所以,这将进一步提升电动汽车的环保性。
中国能源报:电动汽车和氢燃料汽车应是何种关系?
陈清泉:我认为,新能源汽车应分为两大类。一类是动力电池驱动,另一类则是燃料电池驱动。这两大类电动汽车不是矛盾的,而应是互补的。如果是在短途旅行及城市内运行,动力电池驱动的电动汽车更合适;而在高速公路、重卡车方面,则更加适合使用燃料电池汽车。
中国能源报:您如何看待社会上对氢燃料汽车的质疑?
陈清泉:目前,有些观点认为氢气很贵、不安全,不易得,而且现在动力电池越来越便宜,研发使用氢气燃料电池得不偿失等。但在我看来,每一种能源都有其优势,都有其它能源做不到的。所以,还是要多种能源优化配置,这个问题一定要站在国家利益高度,做好顶层设计。
中国能源报:氢作为能源还有哪些意义?
陈清泉:氢气可实现能源变物质流,当其与二氧化碳结合,能帮助二氧化碳实现平衡。
我认为,要实现低碳化,解决二氧化碳问题,不应只是简单地将其捕捉,储存在地下。因为二氧化碳的寿命很长,可达几万年,目前尚不明确将二氧化碳存储在地下究竟会对环境产生怎样的影响。在能源生产和消费过程中,不可避免地会产生二氧化碳,但同样也会产生氢气。氢气有时是废料,有时却也可成为“宝贝”。将二氧化碳与氢气结合,可“变废为宝”,产生燃料。
能源变革需跨界融合
中国能源报:如何有效发挥电动汽车对能源变革作用?
陈清泉:首先,必须要实现跨界融合。在能源领域,各能源分支及能源主管部门,一定要有多能源优化配置机制。
但目前的状况却是各自为政。不同能源形式、能源部门,从科学到技术,再到产品、市场,都有隔阂。这些隔阂一方面是来自不同专家、不同官员、不同企业家及不同金融机构的认识。所以,我建议要多开跨界融合的研讨会,不同领域的人士互相交流、互相辩论。
隔阂的另一原因则是利益链问题,现实中,不同能源形式牵涉到不同利益链。如何化解这一问题?我认为应多发挥政策的作用。我国虽有国家发改委能源局,但不同能源领域都很强势;在基层,地方官员的势力也很大。可以说是各种不同势力互相交错。
我认为,要解决这些问题,国家在能源领域一定要做好顶层设计、实现多元思维。因为我国能源问题不是只依靠某一能源形式就可以全部解决,一定要多能互补,多种能源结构优化配置。
中国能源报:在技术角度还有哪些需要突破?
陈清泉:目前,我们正在找出能源与信息之间的关系,开发能源计算机,打造智慧能源系统。因为,要充分发挥电动汽车对能源的作用,还必须做到两点,一是在基础设施方面,要做到大部分使用者、大部分电动汽车是在晚上充电;二是推动电动汽车所使用的电力大部分来自太阳能、风能等新能源。智慧能源系统将推动这些目标加速实现。
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出品 | 中国能源报(ID:cnenergy)
责编 | 卢奇秀
2、核能属于一次能源还是二次能源:核能是一次能源还是二次能源
一次能源。
核能(或称原子能)是通过核反应从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc² ,其中E=能量,m=质量,c=光速。
1、核裂变,较重的原子核分裂释放结核能。
2、核聚变,较轻的原子核聚合在一起释放结核能。
3、核衰变,原子核自发衰变过程中释放能量。核能的利用是人类未来能源的一个重要希望,从目前的科学技术水平看,人们开发核能的途径有两条:一是重元素的裂变,如铀;二是轻元素的聚变,如氘、氚。重元素的裂变技术,已得到实际应用;轻元素聚变技术,正在积极研制之中。不论是在核裂变反应的重元素铀,还是核聚变反应的轻元素氘、氚,在世界大洋中的储藏量都是巨大的。
1、清洁
与火电厂燃烧化石能源相比,核电站是利用核裂变反应释放能量来发电。核能发电不会产生二氧化硫等有害气体,不会对空气造成污染。
2、环保
核能发电不会像化石能源发电那样产生二氧化碳。发展核电有助于减轻温室效应,改善气候环境
3、低耗
核电站所消耗的核燃料比同样功率的火电厂所消耗的化石燃料要少得多。
4、占地面积小
相对于风能、太阳能等可再生能源来说,核能发电在占地规模及能源供应安全性方面有着显著优势。
例如,太阳能发电占地约为同等规模核能发电的20倍,风力约为80倍。另外,风能、太阳能受天气的影响较大,两者年满功率运行时数不到1500~2500小时,可运行率低于30%,远远低于核能发电的运行指标。
1、核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。
2、核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热污染较严重。
3、核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。
核能是世界上最理想的可再生能源,主要包括聚变和裂变能。裂变能是指铀原子核裂变时释放的能量。1kg铀(235U)裂变产生的能量相当于2400t标准煤释放的能量。裂变能主要用于研制核武器和核电站的建设。截至2011年,世界各国核反应堆机组数量排行及其占总发电量份额。我国第一座核电站——秦山核电站装机容量30万kW,1991年并网发电;第二座核电站——大亚湾核电站拥有2台90万kW机组,电力主要供给香港。核聚变能是两个或两个以上的较轻原子核(如氢的两个同位素氘和氚),在超高温等条件下合成一个较重的原子核时释放出的能量,预计21世纪中下叶,人类有望用上聚变能源。我国在“十二五”规划中,对《核电中长期发展规划(2005—2020)》进行了大幅调整。根据规划,到2015年,核电装机规模将达到3900万kW;到2020年,核电装机规模将达到8600万kW,届时将占总装机的5%左右。从目前已经投产的1000万kW提高到8600万kW,一下翻了8倍多。
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