化石燃料_核能和新能源在英国碳减排方面的作用

碳减排方面的作用

英国诺丁汉大学能源技术研究院院长 Colin Snape

【1】学校简介

诺丁汉大学引领能源相关研究，具有较大的影响力。高效化石能源技术研究中心具有100多名研究人员，研究经费超过5000万英镑。研究所开展的主要研究涉及六个大方向：化石能源领域的二氧化碳减排和去碳化；能量传输和储存；新能源；节能建筑；未来新型电网；环境、政策和社会协调。诺丁汉大学高效化石能源技术研究中心和清华大学、中国科学院、中国科技大学和东南大学开展了合作。诺丁汉大学在人才培养方面也和中国开展了广泛的合作，尤其是跨学科，培养优秀复合型创新领军人才，应对重大国家及国际挑战。通过借鉴英国诺丁汉博士培养中心的成功经验，开展了多种形式的培养。

【2】英国碳减排目标英国温室气体减排设定的目标为：到2020年减少温室气体排放量34%以上；到2030年减少温室气体排放量60%以上；到2050年减少温室气体排放量80%以上。

2006年英国温室气体的排放量为695Mt，CO2的排放主要为发电厂（184 Mt）、国内交通（134 Mt）、暖气和商业供暖

图2 具有H2吸附和储存的纳米中孔碳

图1 新型CO2吸附捕捉材料

（103 Mt）。为实现减排目标，到2050年CO2排放量需要降低到159 Mt。英国新能源目标为15%的能源来自可再生能源。

【3】碳减排措施为实现CO2的减排目标需要进行系统的技术革新和科学管理：对发电能源格局进行调整，推广可再生的新能源、核能和二氧化碳捕集技术（CCS）。

高效吸附材料的研究是CCS的关键，图1是研究所和中国多家单位合作开发的新型CO2吸附材料。

同时采用氢能源也是二氧化碳减排的有效途径，因为氢气燃烧只产生水而没有CO2。图2是具有H2高吸附性的纳米中孔碳材料。纳米中孔碳具有良好的微孔结构，通过制备技术可以有效的控制，具有高BET

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>3000 m2g-1，氢气的吸附量大 (10 wt.% @ 20 bar, 77K)；具有快速的动力学特性。研究所在该领域的研究投入超过了300万欧元。

根据二氧化碳的排放源，需要对交通和供暖过程中温室气体的排放进行优化降低。在交通领域，提高燃料转化为动力的效率，降低燃料消耗量；同时采用电力及氢气作为动力能源；采用可持续生物燃料。在供暖领域同样需要提高燃料使用效率，调整供暖行为，采用电供暖，利用生物燃料锅炉，使用CCS降低二氧化碳的排放。

一方面电力需求不断增加，而CO2排放量需要不断降低，这种矛盾关系给实现温室减排目标造成了很大的困难和挑战。为实现2020年减排34%的目标，也就是需要在2020年前建设30~40GW的低碳能源供应能力。由于碳排放控制目标和成本的影响，常规能源使用成本会增加，因为需要增加CCS部分，投资和运行成本都会增加，这也会改变原有能源结构如图3，主要趋势是没有碳减排措施的煤燃烧会显著降低，会有更多的煤电厂采用CCS技术，燃油也出现一个快速的下降，而可再生能源将逐年快速增加。

在化石燃料领域，由于CCS的技术还没有实现成熟的商业化，需要建立对多种现有的技术在更多的CCS应用于常

规火电厂（煤、气和油）工程示范应用。检验CCS技术的可行性，高效性和连续运行能力。CCS的成本主要在于二氧化碳的捕集，然后对其进行封存。需要提高企业和公众的温室气体控制重要性和意义的认识，政府也需要对技术进行资金补助。因此认为化石燃料能源领域进行温室气体的减排涉及到多个方面，需要统筹处理，尽快最大程度的减低CO2的排放。

核能是低碳能源，成本相对其他新能源低，技术也相对成熟，具有一个良好的应用基础。虽然中国政府在核能发展上做出了很大的发展和投入，但由于各种因素作用，核能的发展仍存在不确定性。目前德国已经禁止了新建核电站，并且现有核电站会组将关闭，这必将在德国造成巨大的影响。日本福岛地震核泄露对世界核能的发展造成明显的影响，世界各地核电站新建计划在一个相当长的时间内都会受到这个因素的影响。公众由于对核电站核辐射的暴露风险和发电用

核废料危害的恐惧，使得民众对核电站的接受程度还比较低。从90年代中期开始，可再生能源比例越来越大，陆地风电和海上风电发展也都非常迅猛，同时包括填埋气体发电、垃圾发电和生物质发电也都有了更大的发展。但新能源技术的推广面临成本高及不确定。海上风电对公众生活的影响较小，项目建设和推进相对容易，但由于海上电力输送的技术难度和成本也很高，是海上风电场的一个巨大挑战。

【4】总结

温室气体减排目标对全球都是一个挑战，包括英国在内的欧洲多国都设定了温室气体减排目标，需要从现在就开始部署脱碳和开展相关工作，要实现目标必须推广电气化和加大新能源投资。

图3 温室气体减排对能源结构的影响

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