麻省理工能源计划主任:能源危机迫在眉睫 哪些技术最关键?

时间:2021-05-04 05:59 作者:亚博网页版
本文摘要:随着全球人口和经济的增长,人类对能源的需求已到达了前所未有的水平。然而,为了应对日益迫在眉睫的全球气候变暖,降低温室气体的排放也刻不容缓。 2006 年,麻省理工学院提倡了一项能源倡议(MITEI),旨在开发突破性技术,通过建立低碳和无碳(好比太阳能、核能等)的解决方案来有效和可连续地满足全球能源需求,减缓气候变化。Robert Armstrong 博士作为该倡议的主任,推动了与多家能源巨头的互助落地,停止现在,多家跨国公司都是该倡议的会员单元。

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随着全球人口和经济的增长,人类对能源的需求已到达了前所未有的水平。然而,为了应对日益迫在眉睫的全球气候变暖,降低温室气体的排放也刻不容缓。

2006 年,麻省理工学院提倡了一项能源倡议(MITEI),旨在开发突破性技术,通过建立低碳和无碳(好比太阳能、核能等)的解决方案来有效和可连续地满足全球能源需求,减缓气候变化。Robert Armstrong 博士作为该倡议的主任,推动了与多家能源巨头的互助落地,停止现在,多家跨国公司都是该倡议的会员单元。在该倡议的框架下,到底什么技术能在未来重整全球的能源系统,塑造未来的世界呢? Armstrong 在 EmTech China 全球新兴科技峰会上为我们描绘了未来能源的蓝图。麻省理工学院能源计划主任 Robert Armstrong (泉源:EmTech China)Armstrong 认为,我们现在面临着庞大的能源挑战。

一方面,随着全球人口的增长,越来越多的人需要能源来享受高质量的生活及服务。而随着人口的增长,全球 GDP 也会同样增长。

我们需要用更低的价钱,为更多的人口提供更多的能源。在另一方面,我们同时还需要不停地淘汰温室气体的排放。这件事情已经迫在眉睫。

2016 年,大气中二氧化碳的浓度已经凌驾了400PPM。为了在本世纪末将全球温升控制在 2 摄氏度以内,我们需要把二氧化碳的浓度控制到 450PPM 以下。

然而,不幸的是,仅仅 17 年后的 2037 年,我们很有可能就将到达这个指标。碳排放的增长速度远快于我们的期望。

(泉源:Robert C. Armstrong)因此,我们必须在很短的时间内,同时完成提供更多能源和降低碳排放两个任务。那么,有什么技术可以资助我们的世界做到这一点呢?Armstrong 提到了四种技术。首先,是碳负排放技术,也就是所谓的碳捕集——将化石燃料燃烧发生的尾气和大气中的二氧化碳收集并储存起来。

如果碳捕集技术可以大规模应用,电力行业将会比修建、交通、工业等领域更好地实现气候目的。碳捕集技术应用的关键,是要有越发经济的方法。

现在主流的碳捕集技术,需要用胺溶液来实现二氧化碳的吸收和释放。但想要让二氧化碳从溶液中释放出来,需要把胺溶液的温度升高到 100 摄氏度以上,这也会制造出更多的二氧化碳排放。Armstrong 教授提到了一个全新的方法,可以使用类似电池的电化学原理去整合这个历程。

由于不需要加热,它可以使整个历程越发节能。全新的电化学方法可以有效降低碳捕集技术的能耗。(泉源:Robert C. Armstrong)其次,电力的生产和消费是在整个经济社会层面联动的。

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除了在发电环节降低碳排放,我们还需要跨行业、跨领域的技术。例如,我们可以使用电动汽车或燃料电池等电气化手段,来同时降低发电和交通层面的碳排放。

为交通工具提供能量的,可以是柴油、汽油,也可以是电能、生物质能。在这些差别的路径中,我们都可以举行碳封存和碳捕捉,让整体的排放量更低。MIT 的科学家做了这样一个研究,他们对比了内燃机车、混淆动力、纯电动、燃料电池等差别的车型在生命周期中的碳排放。

他们发现,如果我们无法实现清洁的发电,那么哪怕是纯电动的电动车,可能也会有间接的碳排放。而且,只管电动汽车、燃料电池汽车整体的碳排放更低,但可能由于越发庞大的生产工艺,它们在生产环节中的碳排放其实是高于内燃机汽车的。因此,使用碳捕集等技术降低电力、氢能生产环节的碳排放,对于降低交通领域的碳排放来说很是关键。能源是一个多领域高度联动的行业,我们需要开发跨领域的脱碳技术。

(泉源:Emre Gencer, 第三,是储能技术。我们面临的一个挑战,是如何让能源系统消纳更多的可再生能源。太阳能、风能都是颠簸很是显着的发电方式,大量的强颠簸性可再生能源会给电网的稳定运行造成不小的难题。

而让更多的可再生能源上网的关键,是需要更多的储能装置,举行一整夜、甚至更长时间的能源存储。高颠簸性的太阳能和风能。(泉源:MIT Analysis, NSRDB, ERCOT, P. Brown)最后,是一种极具前景的可以实现低碳电力生产的技术——可控核聚变。

现在全球规模内有约莫 25 家可控核聚变技术的创业公司,希望可以在 25 年内就让可控核聚变为现实。许多的创业公司都专注于最基础的研究事情,包罗高温超导质料、脉冲式反映堆等等。也许,可控核聚变的到来,会比之前预期的短得多。

许多初创公司正致力于实现小型化的商用可控核聚变反映堆。(泉源:Robert C. Armstrong)Armstrong 表现,所有的这些设想,都需要有突破性的技术希望,来真正支持这些科学技术的商业化转型。我们还要有更多的创新,把能源部门的这些技术整合在一起,更好地实现低碳的未来。

(泉源:DeepTech深科技)。


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