气候变化减缓措施你了解吗?
气候变化减缓技术是指有益于减缓全球气候变化的技术,包含减少温室气体排放技术,增加碳汇技术,碳捕获及封存技术,在全球范围内减少温室气体的排放量,从而降低全球的温室效应,是目前减缓气候变化最重要的工作之一,IPCC第三工作部分列出了主要的减缓技术及措施。
(1)可再生能源发电技术:IPCC定义的可再生能源包括生物质能、太阳能、地热能、水能、海洋能和风能。生物质能是将有机物转化成能源,例如大家熟知的垃圾发电厂,沼气发电,生物燃料,生物质发电形式有直接燃烧(垃圾焚烧就属于这一类),气化发电,沼气发电。太阳能发电的基本方式是将太阳光直接辐射的热量转化为电能的方式,太阳能电池板,光伏都基于该原理。地热能是指在当前技术经济和地质环境条件下能够开发出来的,地壳岩石和地热流体进行发电,然后再将其灌回地下。海洋发电包含潮汐能发电,波浪能发电,潮流能发电,温差能发电和盐差能发电,潮汐能发电是利用海水涨潮落潮的水位差发电,波浪能发电是将波浪能的动能和势能转化为电能,潮流能是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及潮汐导致的有规律的海水流动从而进行发电,温差能发电是利用表层温海水加热低沸点工质使其气化,驱动汽轮机发电。盐差能发电是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间以化学形态储存的电位差能的发电形式。
(2)核电技术:一种成熟的不排放或是较少排放温室气体的发电方式,核电的发电成本较低,并且发电量较为稳定,发电并网对电网的影响也较小,核电的建设要求对地质环境的要求较低,对比风能及太阳能的严苛选址环境,核电在这方面占很大的优势,但是核电的安全性不可忽视,历史上的切尔诺贝利核电事故及日本的福岛核电事故的核泄漏至今仍严重影响着人类生存,核废料的处理,铀矿开采都是不容忽视的问题。
(3)二氧化碳捕获和封存技术(CCS):指的是二氧化碳从电厂等工业或其他排放源分离,经捕获、压缩并运输到指定地点加以利用或注入储层封存以实现被捕捉的二氧化碳与大气长期分离的技术。需要注意的是二氧化碳的捕获及封存技术一定是未来温室气体治理的终极手段,只有实现二氧化碳的捕获及封存,才能彻底实现温室气体的动态平衡,目前针对二氧化碳的捕获已经有小型的装置在试运行,虽然成本较高,但如果伴随着技术的革新,相信会实现运行成本的骤降。而关于二氧化碳的封存技术目前在石油开采提高石油采收率的措施中,就有将二氧化碳作为驱动剂实现提高石油采收率的方法,这已经相对较为成熟的技术,但相对利用其他驱动介质成本仍然不具有优势。也要看到二氧化碳捕获及封存技术面临的障碍还有运行安全、二氧化碳封存的逃逸性及运输风险,IPCC在推荐的方法中,生物质能联合二氧化碳捕获及封存技术也具有前景。
(4)天然气联合循环发电:所谓联合循环是指平均高温吸热的布朗顿循环和平均低温放热的朗肯循环相结合,用燃气轮机和蒸汽轮机联合实现,该技术高效节能、清洁环保,建设投资也较少。但是对我们国家而言,燃气轮机的技术突破仍然任重道远,相信我国大功率燃气轮机技术一旦突破,天然气联合发电技术会迎来井喷式发展。
交通领域
(1)电动汽车:电动汽车是未来汽车发展的重要方向,电动机车包含纯电动汽车、混合动力汽车及燃料电池汽车。仅就现阶段,纯电动汽车由于续航里程短,适合城区交通,混合动力汽车可以满足日常使用,使用成本相对较高,不够环保;燃料电池汽车由于氢的运输储存和成本高的问题尚未解决,还未大批量的进入应用市场,而且加氢站也面临较高的安全及成本问题,在我国氢燃料还处于研发阶段,在日本氢燃料汽车已经进入试运行阶段。
(2)开发替代新能源:可以作为汽车燃料的比较可行的且具有发展前景的有天然气、液化石油气、氢气和生物燃料等,不同燃料都由其化学特性决定,也就决定了其应用场景及前景,天然气是一种高效的,清洁的,廉价的能源,但影响天然气汽车推广的主要因素是我们国家的天然气储量并不丰富,同时在我国,我认为天然气被定为为民生能源,在北方冬季取暖中起到决定性作用,要降低排放,不可能全部依赖燃煤电厂统一供暖,以后的发展趋势应该是分布式能源与燃煤发电并存的方式,从目前天然气的使用量上来看,天然气在未来很长一段时间内都将是民生能源的重要供应形式,而车用燃气需要将气态天然气进行压缩或者是液化,对于公共交通可能会有优势,但伴随着电动车的快速发展,车用压缩天然气(CNG)必然会被淘汰,而液化天然气(LNG)的主要竞争对手是石油,且应用场景是重卡,且具备长距离运输能力和价格优势,会在未来成为重卡的主要动力燃料,但市场规模不大。液化石油气(LPG)燃料汽车技术已经成熟,世界上均是采用在不改变原汽车供应系统情况下增设一套液化气燃料装置,但是在我国并没有应用,液化石油气是炼化石油的附属产品,我国的液化石油气多是被用来供应小餐馆用气,也就是大家平常在路边小摊或是小餐馆见到的瓶装的那种气,农村的家里做饭用的煤气其实就是液化石油气,因为我国小餐馆众多,这种瓶装液化石油气既便宜又方便,所以就被用来作为小经济体的燃料,因此,在我国没有液化石油气的车用应用。氢气是唯一不含碳的燃料,真正的清洁能源,热值极高燃点极低,低温下就可启动,热效率高且没有污染,具备很好的应用场景。最大的缺点就是氢气的储存成本和制作成本高,目前还不具备大规模应用的前提。生物燃料主要包含植物油,沼气和生物柴油,由于植物生长期远远短于石油的生成期,生产过程中还可以吸收二氧化碳,并且可以人工种植,因此对减少二氧化碳具有深远的意义,生物燃料我国从十五年前都开始有探索,目前可能有规模应用前景的还应该是沼气,这方面国内的光大国际一直在做相关的基础研究,希望能尽快看到好消息。
(3)改进燃烧技术提高燃料利用率:该技术主要目的是降低能耗,包含两类技术,一种是提高行驶效率,包含降低行驶阻力和车身轻量化设计,另一种是提供发动机的性能,但该技术伴随着碳排放政策的收紧,会逐步淘汰燃油发动机,因此,不需要再去关注。
(4)船舶及航空碳减排技术:船舶碳减排技术包含采用玻璃钢船设计,优化船舶设计,提高低速船舶节能水平,提高运行性能分析能力以及提高推进效率,增加燃油利用率技术等,航空碳减排技术包括采用航空用氢燃料技术,汽车牵引替代飞机自滑技术等,这部分技术专业性较强,我不是该专业领域的,所以暂不讨论,懂得小伙伴可以讨论补充。