2022年全球新能源技術(shù)發(fā)展

• 袁靜美 2023年3月27日 來源：中研網(wǎng) 526 28
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根據(jù)中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國新能源行業(yè)發(fā)展前景及投資戰(zhàn)略分析報告》顯示：

(1)俄羅斯Russia

提出新型中子吸收劑方法增強核反應(yīng)堆安全可控性

高溫氣冷堆是第四代核電堆技術(shù)，具有安全性好、效率高、經(jīng)濟性好、用途廣泛等優(yōu)勢。高溫氣冷堆通過核能—熱能—機械能—電能的轉(zhuǎn)化實現(xiàn)發(fā)電，能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源，實現(xiàn)經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。這種類型的反應(yīng)堆可產(chǎn)生電力和高溫?zé)崃?，用于制氫、海水淡化和中央供熱，無需充電即可運行約10年。這些品質(zhì)使高溫氣冷堆成為確保向難以到達地區(qū)(如極北地區(qū))的定居點和企業(yè)供應(yīng)能源和熱量的最佳解決方案。

托木斯克理工大學(xué)提出了一種用于高溫氣冷核反應(yīng)堆的新型中子吸收劑方法——使用氣態(tài)三氟化硼作為核燃料所釋放中子的吸收劑。使用新吸收器不僅有助于更有效地控制核反應(yīng)，它的濃縮版本也非常適合安全緊急中止反應(yīng)堆。三氟化硼的主要優(yōu)點是能夠在高達1000℃的溫度下保持氣態(tài)并且不會分解。這種化合物的毒性很大，但在室溫下在普通水中會完全中和。該研究成果有助于大大提高自20世紀中葉以來開發(fā)的這類反應(yīng)堆的安全性。

(2)德國Germany

能源安全戰(zhàn)略先行氫能旗艦項目推進

2022年氣候變化在德國引發(fā)廣泛關(guān)注，德國也多管齊下確保能源安全，包括繼續(xù)推進氫能項目等。

2022年夏季，歐洲森林火災(zāi)導(dǎo)致的溫室氣體排放量為2007年以來最高。德波邊境的奧得河發(fā)生大量魚類死亡的生態(tài)災(zāi)難。歐洲激進的環(huán)保組織不惜通過污毀藝術(shù)品，阻塞交通要道，甚至破壞企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備等行為來引發(fā)公眾對環(huán)保和氣候變化的關(guān)注。

海洋和氣候變化研究方面，阿爾弗雷德韋格納研究所取得了一系列成果：發(fā)現(xiàn)氣候變化可能會改變并加劇北冰洋的季節(jié)性酸化，對海洋生物具有深遠影響;根據(jù)衛(wèi)星數(shù)據(jù)估算北極全年的冰層厚度和體積;發(fā)現(xiàn)塑料泛濫已蔓延到北極的所有棲息地;建議在超過生態(tài)臨界點之前阻止海洋不可逆轉(zhuǎn)的塑料污染;成功在南極獲取首批包含遠古歷史氣候數(shù)據(jù)的鉆芯;繪制了北極中部氣候過程的第一張完整圖景，發(fā)現(xiàn)北極的變暖速度是地球其他地區(qū)的兩倍多;開始建造“流星4代”遠洋科考船等。

德國政府盡力確保能源供應(yīng)安全，推出了“氣候與轉(zhuǎn)型基金”，從2023年到2026年，將提供約1775億歐元用于促進環(huán)保、可靠和負擔(dān)得起的能源供應(yīng)和氣候保護。

德國耗資7億歐元的氫旗艦項目也繼續(xù)推進，電解槽的規(guī)?；拖盗谢a(chǎn)、海上風(fēng)電無并網(wǎng)制氫、氫運輸技術(shù)均取得進展，氫能經(jīng)濟發(fā)展步入正軌。另一方面，德國還在探索利用微生物和陽光可持續(xù)生產(chǎn)氫;與日本合作，把氨作為氫的載體，研發(fā)新型綜合反應(yīng)堆技術(shù)。

(3)英國TheUK

頒布能源安全戰(zhàn)略重啟氘氚聚變實驗

在節(jié)能減排、加大脫碳力度、向新能源和可再生能源轉(zhuǎn)型方面，英國制定了能源安全戰(zhàn)略，并取得了多項進展。

2022年4月，英國政府正式公布新的《英國能源安全戰(zhàn)略》，旨在“促進長期能源獨立、安全和繁榮”，生產(chǎn)更多“清潔”和“負擔(dān)得起”的能源。根據(jù)這份戰(zhàn)略，未來英國將在核能、海上風(fēng)電、氫能等可再生能源領(lǐng)域加大投資，力爭到2030年英國95%的電力將來源于低碳能源。

英國原子能管理局等機構(gòu)稱，世界上規(guī)模最大的核聚變反應(yīng)堆歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆(JET)中產(chǎn)生了能量輸出為59兆焦耳的穩(wěn)定等離子體。這是自1997年以來，世界首次進行的氘氚核聚變實驗。

劍橋大學(xué)使用一種廣泛存在的藍綠藻為微處理器持續(xù)供電了一年，該系統(tǒng)具有以可靠和可再生方式為小型設(shè)備供電的潛力。曼徹斯特大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團隊，開發(fā)了一種利用光和光催化材料，在常溫常壓下將甲烷直接轉(zhuǎn)化為液態(tài)甲醇的快捷方法，這一成果不僅有助于節(jié)能減排，且能獲得經(jīng)濟收益。劍橋大學(xué)還設(shè)計出一種超薄、靈活的設(shè)備，就像“人造樹葉”，其靈感來源于光合作用，能生產(chǎn)一種可持續(xù)的汽油替代品，這種設(shè)備成本低、足夠輕，可以漂浮在水上而不會占用陸地空間。

(4)美國TheUS

氣變研究揭示塑料污染高效熱機助力電網(wǎng)脫碳

2022年，美國在氣候變化和環(huán)境研究方面取得多項成果，也開發(fā)出一些有效的節(jié)能減排技術(shù)和產(chǎn)品。

在環(huán)境研究方面，加州大學(xué)戴維斯分校一項研究顯示，微塑料可將陸地上的病原體帶入海洋，可能會對人類和野生動物的健康造成影響。洛斯阿拉莫斯國家實驗室發(fā)現(xiàn)，北極氣溫上升速度是全球變暖的4倍。麻省理工學(xué)院研究團隊發(fā)現(xiàn)，地球擁有一種“穩(wěn)定反饋”機制，已運行數(shù)百萬年，可隨時間推移自我調(diào)節(jié)溫度。斯克里普斯海洋研究所首次在南極洲冰層以下的沉積物中發(fā)現(xiàn)一個巨大的地下水系統(tǒng)。

在推動環(huán)保的創(chuàng)新技術(shù)方面，美國能源部勞倫斯·伯克利國家實驗室和加州大學(xué)伯克利分校科學(xué)家報告了一種能夠完全回收的、可生物降解的打印電路，這能一進步讓垃圾填埋場中的可穿戴設(shè)備和其他柔性電子產(chǎn)品分流，減輕重金屬廢物對健康和環(huán)境的危害。萊斯大學(xué)將回收利用的汽車廢塑料變成石墨烯，并通過一種節(jié)能技術(shù)將其用于制造新的汽車部件。得克薩斯大學(xué)奧斯汀分?？茖W(xué)家研制出一種新的酶變體，能在幾小時到幾天內(nèi)分解正常情況下需要數(shù)百年才能降解的塑料，有望大大推動塑料的回收利用，真正開啟塑料循環(huán)經(jīng)濟。

羅格斯大學(xué)開發(fā)了一種可生物降解的植物性涂層，可噴在食品上，防止病原微生物和腐敗微生物入侵以及運輸破壞。國家可再生能源實驗室和麻省理工學(xué)院工程師設(shè)計了一種沒有運動部件的熱機，以超過40%的效率將熱能轉(zhuǎn)化為電能，優(yōu)于傳統(tǒng)蒸汽輪機，在推廣可再生能源和實現(xiàn)完全脫碳電網(wǎng)的道路上邁出了至關(guān)重要的一步。

(5)法國France

新計劃重新啟動核能加大支持可再生能源

為按時完成脫碳目標，2022年，法國重新?lián)肀Ш四?，也加大了風(fēng)能、太陽能以及氫能等可再生能源的支持力度。

2月，總統(tǒng)馬克龍宣布其連任當(dāng)選法國總統(tǒng)后的長期能源計劃，包括重啟核能，目標是在2050年前建造6座新的第二代歐洲先進壓水堆，延長核電站使用期限至50年，并明確提出“不再有關(guān)閉目標”。

在可再生能源方面，根據(jù)“法國2030”計劃，法國將投入10億歐元用于可再生能源的研發(fā)，計劃到2050年建成50個海上風(fēng)力發(fā)電場，實現(xiàn)風(fēng)電產(chǎn)能達40吉瓦的目標;太陽能發(fā)電裝機容量將增加10倍，達到100吉瓦以上。法國還將繼續(xù)投資水力發(fā)電站以及沼氣利用等可再生熱能開發(fā)。

法國還提出在30年內(nèi)將能源消耗減少40%，加速工業(yè)設(shè)備脫碳和住房節(jié)能改造，大力發(fā)展新能源汽車和氫能產(chǎn)業(yè)。

氫能方面，法國政府11月宣布“已保證2吉瓦電解水制氫設(shè)備”，并重申發(fā)展綠氫是工業(yè)脫碳的支點之一。法國氫能戰(zhàn)略路線圖設(shè)定的目標是，到2030年建成6.5吉瓦電解水制氫設(shè)備，年產(chǎn)綠氫70萬噸。此外，歐盟委員會公布兩批氫價值鏈“歐洲共同利益重大項目”(IPCEI)，其中包括法國提交的17個，法國將為這批項目投資21億歐元。

(6)日本Japan

發(fā)布新氫能路線圖研發(fā)多款節(jié)能產(chǎn)品

2022年，日本政府發(fā)布了新的氫能路線圖，日本科學(xué)家也開發(fā)出多款節(jié)能產(chǎn)品，同時注重廢物的回收和再利用。

3月，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了新版《氫能與燃料電池路線圖》，旨在到2030年將能源結(jié)構(gòu)中氫能的使用占比提高。

在節(jié)能減排產(chǎn)品研發(fā)方面，日本國家材料科學(xué)研究所開發(fā)了一種耐用的鈣鈦礦型太陽能電池，面積僅為1平方厘米，能在陽光下以超過20%的光電轉(zhuǎn)換效率連續(xù)發(fā)電1000多個小時，可用于開發(fā)輕型多功能太陽能電池。日本科學(xué)家還開發(fā)出一款新碳捕集系統(tǒng)，能直接從大氣中清除二氧化碳，效率高達99%，且捕集二氧化碳的速度至少是現(xiàn)有系統(tǒng)的兩倍，成為迄今處理空氣中低濃度二氧化碳最快的捕集系統(tǒng)，有望開啟直接空氣捕集新時代。

在廢物回收利用方面，東京大學(xué)開發(fā)的技術(shù)可將食品殘渣轉(zhuǎn)化為建筑水泥，這是世界上首個完全使用食物制作水泥的工藝?？茖W(xué)家利用回收稻殼創(chuàng)造了首個硅量子點LED燈。此外，量子科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機構(gòu)利用高性能離子導(dǎo)體作為鋰分離膜，開發(fā)出超高純度鋰(99.99%)回收技術(shù)以及離子導(dǎo)體鋰分離技術(shù)，可從車載鋰離子電池中低成本回收超高純度鋰，作為電池原料，將制造電池原料的氫氧化鋰成本降至進口價格的一半以下。

(7)以色列Israel

投資氣候技術(shù)創(chuàng)新鼓勵新能源企業(yè)發(fā)展

以色列將自身定位為全球氣候技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。截至2022年初，僅在新能源領(lǐng)域，以色列就有100余家各種企業(yè)，涵蓋能源傳輸、能源存儲、新能源發(fā)電等方面，而所有與氣候技術(shù)相關(guān)的企業(yè)數(shù)量達到700家。

在促進氣候技術(shù)創(chuàng)新方面，2022年5月，以色列能源部和以色列創(chuàng)新局與美國能源部合作，宣布提供400萬美元用于開發(fā)創(chuàng)新的清潔能源技術(shù)，例如研發(fā)碳捕獲等技術(shù)，減少天然氣和其他相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施對氣候的影響。6月，以色列政府宣布未來5年將投資8.7億美元促進氣候技術(shù)創(chuàng)新，其目標是到2026年將以色列全國氣候領(lǐng)域注冊專利、初創(chuàng)企業(yè)和在國家科研基礎(chǔ)設(shè)施上開展的技術(shù)試點項目翻一倍。以色列創(chuàng)新局和能源部也宣布，向3家企業(yè)投資近百萬美元創(chuàng)新能源技術(shù)，上述企業(yè)分別從事能源存儲、電動汽車快速充電、利用無人機診斷太陽能電池板故障等技術(shù)研究。

在氫燃料電池領(lǐng)域，以色列巴伊蘭大學(xué)宣布其化學(xué)系教授埃爾巴茲領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊正在研制“氫基可逆燃料電池”用于能源存儲，且已經(jīng)通過了概念驗證階段，該技術(shù)有可能徹底改變能源存儲和生產(chǎn)方式。

(8)韓國SouthKorea

修復(fù)核電產(chǎn)業(yè)生態(tài)通過碳中和路線圖

2022年，韓國采取多種手段修復(fù)核電產(chǎn)業(yè)生態(tài)，同時大力發(fā)展氫能。

韓國政府修復(fù)核電產(chǎn)業(yè)生態(tài)的舉措包括：組建并啟動提升核電競爭力的特別工作組，意在探索提高核電產(chǎn)業(yè)競爭力的方案;在慶尚南道昌原等地打造核電產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈;要求已有核電站快速復(fù)工;加大企業(yè)支持力度，發(fā)布《核電產(chǎn)業(yè)合作企業(yè)支援對策》和《核電站中小企業(yè)支援方案》。韓國政府2022年還向核電站合作企業(yè)招標925億韓元的工程，到2025年為止提供1萬億韓元以上的新工程。對那些面臨生存危機的核電站零部件公司，韓國政府承諾提供1000億韓元的政策資金和3800億韓元的金融支持。

韓國科學(xué)技術(shù)信息通信部11月審議通過《碳中和技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略路線圖》。根據(jù)該路線圖，在二氧化碳的捕集、利用與封存方面，韓國將在日本海氣田實施綜合實證項目，爭取到2030年和2050年，二氧化碳全年儲存量分別達400萬噸和1500萬噸。在氫能生產(chǎn)與供給方面，韓國將為企業(yè)研發(fā)大量儲存、遠程氣體運輸?shù)燃夹g(shù)提供支持，力爭實現(xiàn)生產(chǎn)與供給氫能2030年達194萬噸、2050年達2970萬噸的目標。此外，韓國爭取到2030年推廣450萬輛氫能汽車，為此對下一代電池汽車進行實地驗證，同時研發(fā)防止電池火災(zāi)的技術(shù)。

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