
本世紀中葉,人們將通過各種途徑實現凈零排放,但道阻且長。在未來十年里,我們必須以前所未有的方式加速部署現有技術,無論是可再生能源、熱泵還是電動汽車。在2030年到2050年的20年里,想要加快對難以減排部門的脫碳,必須推出清潔能源(如氫、碳捕捉和存儲以及小型模塊化核能)的新技術。
彭博社發布的《2021年新能源展望》描述了三種氣候方案,來實現凈零排放,并將全球平均氣溫上升幅度控制在低于工業化水平前2攝氏度的水平。其中第三個方案是彭博社提出的“Red Scenario”,該方案由清潔能源和一種更小、更模塊化的核能主導,該方案可以加強電力部門的風能、太陽能和電池技術的實現。“Red Scenario”還提出了一些與《巴黎協定》相符的解決方案來加大減排力度:
2050年,清潔電力貢獻的減排量占總減排量的61%。其中,風能占41%,太陽能占20%,核能占26%,包括水力發電在內的其他零排放能源占13%。
2050年,交通、建筑和工業方面的電力消耗將增加,占減排總量的18%。一定程度上,是由于工業制造將轉向電動汽車、熱泵和電力供暖。
氫在最終的經濟用途中也占有重要比重,在最終經濟用途中,氫占凈零總排放量的14%。在鋼鐵制造,化學生產和水泥等工業會利用氫氣產生高溫;航空、航運和一些公路鐵路運輸中,也會使用氫氣作為燃料;氫也可以用于太空燒開涼水。
工業中循環利用和二次制造占比將增加3%,在航空、航運和水泥行業,也將使用更多生物能源,占比4%。
在該凈零排放計劃中,核能占據重要位置。傳統核電站的使用壽命可延長至20年,本世紀末,人們可以開始引入小型模塊化核反應堆,并通過電解作用生產紅色氫,這將引發核能復興。到2050年,核電裝機容量將略高于7000吉瓦。其中有一半的裝機容量用于在最終經濟用途中生產電力,生產了約19000太瓦時的電力。另一半用來為電解槽提供動力,制造“紅色氫”。這會推動核能在2034年取代石油,成為主要的一次能源來源。到2050年,核能的使用量穩步增長,達到502艾焦耳,是目前的17倍。
彭博社在“Red Scenario”中并沒有對電解所能產生的氫氣進行假設,因此電力部門認為這是介于“Green Scenario”和“Gray Scenario”之間的第二大體系。核能在電力行業中占據主導地位,且在大部分時間里都在全速運行。由于核能缺乏靈活性,這意味著它會高頻率地出現季節性電力緊縮。而由于可再生能源價格低廉,它們仍可以提供39%的發電量,其中70%來自風能,30%來自光伏。到2050年,電力公司的光伏發電能力將達到12.2太瓦,風能發電能力達9.6太瓦。而電池吸收能力最高,可達到3.4太瓦。
小型模塊化核反應堆技術成本相對較高,還處于起步階段。除此之外,紅色方案在鈾資源和處理核廢料方面還面臨難題。盡管鈾在地殼中很常見,但只有鈾的濃度足夠高,開采成本足夠低,礦業公司才會投資。
并且,鈾需求的增長會給價格帶來壓力,因為按照目前的消費速度,在現有生產方式條件下,鈾的供應預計將持續90年。
而核廢料也是一大障礙。研究人員仍在努力找出最佳的核廢料處理方案。因為其放射性物質可持續數百年,用于封鎖危險廢物的材料可能會因腐蝕而泄露,這會對環境產生嚴重后果。
與之相反,如果一些國家不能將核能作為其長期能源戰略的選擇,他們可以更加重視可再生能源,追求碳捕捉和儲存技術。
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