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对话全国政协委员张振涛:新质生产力发展的核心是创新,建议推广新型二氧化碳储能技术

2024-04-25 11:44    点击次数:103

  记者李德尚玉 实习生周洲 北京报道 2024年全国两会召开在即,近期就新质生产力、新型储能技术推广、加快绿色高质量发展等话题,全国政协委员、中国科学院理化技术研究所正高级工程师张振涛接受了专访。

  张振涛表示,“我认为新质生产力发展的核心是创新,二氧化碳压缩储能和空气压缩储能,是解决可再生能源大规模发电并网的最佳新型储能技术之一,建议给予新型长时物理储能技术非歧视性政策,真正做到以实际行动支持新质生产力发展。”

  日前,中共中央、国务院发布了《关于全面推进美丽中国建设的意见》,要求协同推进降碳、减污、扩绿、增长,以高品质生态环境支撑高质量发展。

  “高质量发展首先要立足于绿色发展,能源领域的绿色发展更多表现为新能源的发展。”张振涛在接受记者专访时说。

  今年张振涛拟提交《关于给予新型长时物理储能技术非歧视性政策,促进新质生产力发展的提案》、《关于明确退役化学电池回收处置主体责任 促进绿色安全高质量发展的提案》、《关于支持轨道交通绿色制冷科技发展的提案》三份提案。

  我国二氧化碳新型储能将迎亿级投资

  《21世纪》:我国在全面推进美丽中国建设,你如何理解以高品质生态环境支撑高质量发展?

  张振涛:高质量发展首先要立足于绿色发展。能源领域的绿色发展更多地表现为新能源的发展,要促进高质量发展需考虑能源的环境性能和安全性。比如在新能源的发展过程中一定要有储能,不同的储能(方式)有不同的特点。目前我国的储能设施装机量最大的是锂电,锂电一旦控制不好或者使用不当,很容易引发火灾,大规模使用锂电池储能有较大的危险。此外,如果铅炭、锂电池退役后不能够得到正确回收和处置,那么它对环境的污染也是不可逆的,对我们的生存环境将产生极大的威胁。

  此次我带来了三个提案。第一,针对退役后电化学储能电池对环境的污染问题,建议明确未来退役储能电池回收和处置的责任主体;第二,新能源占比提高对储能的需求大大增加,建议推广二氧化碳储能等新型储能技术,并给予政策支持;第三,针对制冷行业碳排放量居高不下问题,建议把制冷系统改用R290或者二氧化碳这类低温室效应的自然工质制冷剂来促进轨道交通行业的科技创新。

  《21世纪》:二氧化碳压缩储能技术相比传统储能技术有哪些优势?该项技术商业化现状如何?未来如何进一步推动产业链的完善?

  张振涛:二氧化碳储能是一种大规模长时本征安全的物理储能系统,有以下三个特点。第一,二氧化碳是工业领域大量排放的废物,“中美阳光之乡协议”提出要发展二氧化碳捕集封存和利用(CCUS),所以二氧化碳储能是二氧化碳捕集之后的很好的出口之一,能够解决二氧化碳的利用问题;第二,二氧化碳是灭火剂,本身具有安全性,一般不会爆炸。二氧化碳的储能过程没有化学反应,发电过程和充电过程都是完全的物理过程,所有的过程都是安全可控的;第三,二氧化碳储能系统较灵活。由于二氧化碳分子量大,密度较高,压缩冷却之后即变为液态,可以用罐体来存储,存储场地受地理条件限制小。

  从商业角度看,目前全球共有三个团队完成了二氧化碳储能技术的示范验证。第一个是意大利的Energy Dome公司,去年在撒丁岛完成了一个2.5MW/4MWh的示范验证。第二个团队是中国科学院理化所及长沙博睿鼎能动力科技有限公司,去年完成了一个100千瓦级的液态二氧化碳储能示范验证项目,去年年底在山东肥城和陕西榆林分别立项了一个100MW/400MWh示范项目。第三个是国内西安交大的团队,完成了一个10MW/20MWh的示范验证。目前,二氧化碳储能在商业上已经有一些示范验证,并且开始大规模地推广应用,具有较好的商业价值,未来的发展具有较大潜力。

  《21世纪》:你在提案中提到针对新型长时物理储能项目,实施两部制电价政策,具体如何实施?

  张振涛:可以参考抽水蓄能两部制电价政策,通过“容量电价”兜底建设运行成本、“电量电价”保合理利润按照准许成本+合理收益的模式。具体来说,两部制电价政策由基准容量电价和调度电价构成。基准容量电价能够保证储能设施不赔钱,即不论发不发电,只要修建了新能源储能设施,都会根据设施本身容量给出电价收益。调度电价是一种商业行为,指电力使用或者有充放电这方面需求时,给出发电收益。从新型长时物理储能技术应用来看,它充当了抽水蓄能之外可靠的替代,在满足大规模长周期的储能需求下,也理应获得同等的政策支持,这对于我国电网体系和储能产业的发展具有重要意义。

  明确退役化学电池回收处置主体责任

  《21世纪》:电化学电池主要应用于哪些领域?弥补储能用电化学电池退役回收处置方面的制度空白有何现实意义?

  张振涛:当前,以锂离子电池、铅酸电池、钠离子电池为代表的电化学电池市场需求正在急速攀升,已大规模应用于储能、电动汽车、户用电器、备用电源等领域。随着全球节能减排发展趋势,新能源汽车行业发展迅速,预计到2025年销量将突破1300万辆,在电动汽车市场快速发展的带动下,锂离子电池的需求也飞速增长。

  化学电池应用范围不只是储能,同时也是电动车使用最广泛的一类电池。电化学电池的最显著特征之一就是金属材料的剧烈化学反应导致的环境和安全风险。近日南京雨花台区“2·23”火灾事故就是电动车的锂电池充电不当造成,此前也有多起类似事件发生。

  我国国土面积大,而新能源发展较快的是偏远地区,如新疆、内蒙古等地。偏远地区交通不便,锂电池到了寿命期后回收处置的成本高,企业自身没有动力去承担。若放任不管,会造成严重的水土污染、环境污染甚至爆炸,威胁人民的生命财产安全。因此我认为制定政策的意义在于促进绿色发展,保护我们赖以生存的环境,让子孙后代能够享受绿水青山。

  《21世纪》:如何推动储能用电化学电池退役回收处置落实到位?

  张振涛:首先要明确产权归属方是回收处置的第一责任人,加快建设完善的退役电化学电池安全回收处置政策法律体系,强化全过程全寿命期监管监督。修订并完善回收处置的技术要求、管理办法以及责任范围的相关政策,充分实施生产者责任延伸制度。制定退役电化学电池安全回收处置政策,明确项目建设方、运营方的主体责任,落实“产权归属方是回收处置的第一责任人”,实施项目全生命周期管理。

  第二,加快制定统一的退役电化学电池安全回收处置国家级标准。重点开展回收处置体系建设、剩余容量评估、快速检测分选、无害化破碎分选、再生利用产品碳足迹等标准编制;推动建立覆盖电化学电池设计、生产、使用、回收处置全过程的统一标准化体系。

  第三,建立化学储能设施回收处置的准备金(基金)制度,预防相关储能设施寿命结束后找不到责任主体。针对化学电池爆炸事故频发、装机到退役处置周期长的特点,建议参考电梯维修基金的做法,在化学储能设施建设同时,建立化学储能设施回收处置基金,专门用于化学电池储能设施退役后的规范回收处置。

  轨道交通制冷系统温室效应严重

  《21世纪》:你认为导致制冷行业碳排放量高的主要原因是什么?

  张振涛:2023年全国二氧化碳排放总量占全球碳排放总量的30.69%,近三分之一。在制冷行业的大部分领域,制冷剂的替代工作稳步推进,比如说空调行业,一些典型的空调企业都在开发R290的空调机。

  我国轨道交通快速发展,铁路运营里程长。但是,轨道交通空调主要使用HFC-407C制冷剂,温室效应指数高达1774(二氧化碳为1),属于加速淘汰的温室效应气体。

  《21世纪》:培育二氧化碳制冷系统对于我国低碳化、绿色化发展有何现实意义?

  张振涛:这方面我们有做一些研究工作,包括在河北省科技厅的支持下,跟中车石家庄公司开展轨道交通领域的二氧化碳制冷技术的一些研究,首先针对轨道交通里的冷链车和地铁列车如何做二氧化碳制冷系统开展了一些研究。但这个研究未来能否在市场上推广,如何用政策去推动,也是铁路系统需要关注的问题。如果国家政策不推动,仅依靠铁路系统去做制冷剂替代,企业本身是没有动力的。

  《21世纪》:目前我国发展自然工质环境友好型制冷系统存在哪些挑战和问题?在发展该系统方面有哪些主要抓手?

  张振涛:我们国家在环境友好型自然工质替代方面的发展总体上还不错,但在二氧化碳制冷系统方面,我们跟国外的差距可能稍微大一些,比如二氧化碳基础研究方面,过去我们做得比国外慢。

  制冷压缩机是空调的核心装备,目前适用的二氧化碳跨临界压缩机、阀件等关键核心技术大多依赖进口,受制于人,国内还没有能稳定大规模销售(跨临界的压缩机)的国产品牌。制冷空调领域,二氧化碳制冷技术发展比较慢,造出来的东西就比较贵,导致整个成本居高不下。

  中国科学院理化所在二氧化碳的基础研究方面,目前也开始后来者居上。在一些个别的点上,比如说二氧化碳的弛豫问题这个方面,我们走在了国际的最前沿。在二氧化碳的动力装备方面,中国科学院理化所团队研发了二氧化碳跨临界压缩机,已经做了4代样机,最新的样机可能将要装到中车石家庄公司的冷链车上,开展实际的运行测试。

  国内虽然起步晚,但是赶得比较快,我认为可能再过几年我们应该会有超越。