新興能源技術需快速發(fā)展,以檢驗其是否值得長期投資。
研發(fā)新能源技術是為了減少溫室氣體排放,而電力部門作為溫室氣體最大的貢獻者,在各種脫碳技術的要求下,成為致力于研發(fā)新技術的主體。
風能和太陽能等核心技術已廣泛商業(yè)化,但新的清潔能源技術也在不斷開發(fā)和涌現(xiàn)。鑒于各國履行《巴黎協(xié)定》的承諾以及技術的壓力,問題在于,這些新出現(xiàn)的技術中,哪些是需要研發(fā)的重點,以確定其長期的投資潛力。
考慮到這一點,《聯(lián)合國氣候變化框架公約》(UNFCCC)技術執(zhí)行委員會已經(jīng)確定了六種可能在全球范圍內(nèi)提供效益的新興技術,并表示需要盡快將其推向市場。
這些技術如下。
初級能源供應技術
委員會說,浮動太陽能光伏不是一項新技術,但完全商業(yè)化的高技術水平,目前開發(fā)出新用途。例如,停泊的平底船和太陽能光伏系統(tǒng),包括電池面板、傳輸和逆變器。
委員會指出了兩類機會,即當浮動太陽能場是獨立的,以及當它被改裝到水力發(fā)電設施作為混合動力。浮動太陽能也可以被設計為跟蹤式,其額外成本有限,但可以增加25%的能源收益。
與固定的海上風塔相比,浮動式風塔可以在更深的水域開發(fā)風能資源。固定的海上風塔一般在水深50米或更低的水域,以及靠近沿海的深海海底地區(qū)。主要的挑戰(zhàn)是錨定系統(tǒng),目前有兩種主要的設計類型需要投資,要么是潛水式,要么是固定式,兩者都有優(yōu)缺點。
委員會表示,浮動風能的設計已準備就緒,其中浮動水平軸渦輪機比垂直軸渦輪機更先進。
支持技術
綠色氫是當今的熱門話題,可以用于取暖、工業(yè)和燃料。然而,TEC指出,氫的制造方式對其排放影響至關重要。
成本取決于兩個因素--電力成本和更關鍵的電解器成本,這應該由規(guī)模經(jīng)濟驅(qū)動。
該委員會表示,正在研發(fā)用于儀表和公用事業(yè)規(guī)模存儲的下一代電池(如固態(tài)鋰金屬),在能量密度、電池耐久性和安全性方面對現(xiàn)有電池技術進行了巨大的非邊際改進,同時還能實現(xiàn)充電時間更短。
如果能成功地實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn),它們的使用將具有革命性意義,尤其是對汽車市場而言,因為它有可能使電動汽車的電池壽命和行駛里程與今天的傳統(tǒng)汽車相當。
根據(jù)委員會的說法,用于加熱或冷卻的熱能儲存可以用許多不同的材料提供,這些材料具有不同的熱容量和成本,其最大的應用可能是在建筑和輕工業(yè)。
住宅熱能系統(tǒng)可能對寒冷、濕度低的地區(qū)產(chǎn)生非常大的影響,因為這些地區(qū)的熱泵效率較低,而未來研究的另一個關鍵領域是發(fā)展中國家和新興工業(yè)化國家的“冷鏈”技術。
熱泵是一項成熟的技術,但同時在制冷劑、壓縮機、熱交換器和控制系統(tǒng)等領域不斷進行創(chuàng)新,以提高性能和效率。
委員會說,研究一致表明,由低溫室氣體電力驅(qū)動的熱泵是滿足供暖和制冷需求的核心戰(zhàn)略。
其他新興技術
委員會評論說,受到審查的其他技術包括空中風力和海浪、潮汐和海洋熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng),這些技術可能對一些國家或次區(qū)域的工作至關重要,但除非克服工程和商業(yè)案例方面的挑戰(zhàn),否則不太可能在全球范圍內(nèi)推廣。
另一項新興技術是生物能源的碳捕獲和儲存技術,該技術剛剛經(jīng)過示范階段,走向有限的商業(yè)部署。由于與其他減排方案相比,成本相對較高,因此需要由氣候政策倡議來推動,現(xiàn)實世界的廣泛部署可能涉及不同的燃料類型、CCS方法和目標行業(yè)的混合。