中國儲能網訊：眾所周知，1850~2021年全球平均氣溫不斷上升，然而人們最關心的并不是平均氣溫，而是其他一些事情：居住地的溫度是否會熱得讓人不舒服，或者寒冷地區(qū)的氣溫是否會更加宜居。北極和南極地區(qū)是最大的冰雪儲存地。北極地區(qū)的變暖速度幾乎是全球平均變暖速度的4倍。這意味著格陵蘭島和南極融化的冰川和漂浮的海冰比人們預期的要多得多。
許多地區(qū)非常接近海平面，到下世紀或本世紀下半葉，這些地區(qū)將面臨巨大威脅。除了海平面上升，還會有更多的洪水、森林火災、干旱和水資源短缺。全球多地正面臨水資源短缺壓力，包括美國西部、墨西哥、印度、中東等，未來水資源短缺壓力還會繼續(xù)增加。未來，海平面將比幾百萬年前高出10~20米。這意味著覆蓋全球10%人口的低地基本上會被淹沒。這是最壞的情況，按照全球目前的氣候政策，全球變暖幅度將達到3攝氏度，這種結局將會出現。
為了實現將全球變暖幅度限制在2攝氏度或1.5攝氏度以內的目標，本世紀中葉，全球碳排放總量，包括發(fā)電、交通、農業(yè)、化工、塑料、鋼鐵、水泥等行業(yè)的碳排放總量必須基本為零，并且到本世紀末必須變成負碳排放。
下面談談實現凈零排放的技術解決方案。近年來，風能和太陽能的成本一直在下降。實際上，美國現在的風能和太陽能發(fā)電成本比天然氣發(fā)電更便宜，而美國的天然氣價格幾乎是世界上最低的。如果的確如此，那么為什么我們不立即全部改用天然氣發(fā)電，或者不用天然氣，而只使用風能和太陽能發(fā)電呢？
實際情況要復雜得多，即使在擁有巨大可再生能源資源的美國，天氣也不總是晴朗的，風也不是總在吹。因此，可再生能源的實際成本應包括備用發(fā)電能力。風能和太陽能不可用時，就需要通過天然氣、煤炭和核能等發(fā)電。此外，還需要更多的電力存儲設施并加強輸電網和配電網建設。如果美國要實現80%電力來自可再生能源的目標，儲能系統(tǒng)就需要有3天的電力存儲。3天聽起來并不多，但美國完全依靠儲存的電力運行整整3天，這一電力需求將是巨大的。因此，我們不太可能提供公用事業(yè)規(guī)模的電力存儲量，連原材料都不夠用，且儲能成本必須是現在的1/10。
電池儲能是一種小規(guī)模的儲能形式。2019年的諾貝爾化學獎就是有關鋰電池儲能的。這對大規(guī)模的公用事業(yè)儲能用處有限，但對交通運輸業(yè)非常有用。電池技術正不斷改進，其存儲的能量將會增加。隨著原材料和技術成本降低，電池價格將下降1/2或1/3。如果電池價格下降1/2，那么電動汽車的成本將與燃油車一樣，且前者一次充滿電可行駛400~500千米。
電池行業(yè)面臨的問題是，世界上是否有足夠的鋰、鈷和鎳用于電池生產。預計30年后，乘用車將實現電氣化，但電池產量將不足以滿足世界的需求。因此，研究人員正對不同類型的電池進行大量研究。在中國、美國等國家，磷酸鐵鋰電池正取代鎳錳鈷三元鋰電池成為鋰電池儲能系統(tǒng)應用的主流技術路線。我和我的同事發(fā)表過一篇論文，探討從海水中提取鋰的可能性。如果這種提取方法被證明在商業(yè)上可行，那么人們可以獲得的鋰將增加約5000倍，且這種提取鋰的方法污染更小。
核能發(fā)電也將為世界提供更多低碳電力，然而在歐洲和美國，很多人擔心核安全問題。研究人員統(tǒng)計了每種能源造成的死亡人數發(fā)現，每單位核能比每單位化石燃料造成的死亡人數要少得多。據估計，福島核電站事故將導致數百人因癌癥而死亡，而這些死亡本可以避免。煤炭造成的死亡大多是由于呼吸系統(tǒng)疾病。嚴重污染的空氣會導致肺癌、心臟病、中風等疾病，此外，煤礦開采也存在風險。研究表明，核能比煤炭等化石燃料更安全，其安全性可與風能和太陽能相媲美。如何以安全的方式開發(fā)核能技術，如何處理核廢料，是安全發(fā)展核電的關鍵，這一領域有著廣泛的國際合作空間。
氣候變化的加速趨勢比10年、20年前人們所認為的要快得多。世界各國需要在許多領域進行合作。這并不是說各國的公司要公開電池技術秘密，或者將設備設施運送到其他國家，而是要分享如何制定最具經濟性的清潔能源開發(fā)利用政策和措施?；A研究提供的清潔能源解決方法要實現商業(yè)化還需要因地制宜。我們有很多機會可以分享信息、互相幫助，應對氣候變化需要各國共同努力。
