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陈清泉:大力研发自产可燃冰等发电制氢技术
作者:赵昕宇 发表时间:2020年09月25日

 

 

  何为智慧能源?

  在中国工程院院士陈清泉看来,智慧能源就是将废弃的能源变成有用的能源。“要怎么做呢?我的理念就是‘四流融合’与‘四网融合’。”他在国家能源集团清洁能源国际高端论坛上做出如上表述。

  智能化与低碳化需要“强强联手”

  陈清泉在论坛报告中指出,“四流融合”即能源流、信息流、物质流、价值流要融合,“四网融合”是交通网、能源网、信息网与人网要融合。

  陈清泉认为,要实现这一目标,需要先厘清能源流、信息流、物质流、价值流的激励机制,同时还要解决四大矛盾。

  第一是传统能源和新能源的矛盾,第二是一次能源和二次能源的矛盾,第三是基础能源和分布能源间的矛盾,第四是电力能源间的矛盾。

  “因为传统能源和新能源物理特性不一样,彼此之间自然就会发生矛盾。传统能源的量很大,新能源、风电、太阳能量则很小,这两者放在一起会产生矛盾。而传统能源并不让步,有时候不得不出现弃风、弃光的现象。”

  陈清泉强调要避免出现弃风弃电的情况,“可以将废弃的能源制氢,氢气再与氧气结合——氢气是今后非常重要的新能源,能够将电力能源与风能很好地融合起来。”

  能源发展的三个方向为低碳化、智能化与终端能源电气化。除此之外,陈清泉认为氢能化也是重要的发展方向。

  “因为氢能化是很好的二级能源处理方式,并且氢能化能够做到电能化所做不到的事情,能将电力能源和化工能源很好地融合。电力、氢气、煤炭等所有的能源结构都需要融合,融合后可以将废气变成有用的资源。各种能源融合在一起,能够解决上述四大矛盾。”

  他指出,智能化与低碳化需要“强强联手”。在能源生产过程中会产生二氧化碳,二氧化碳有时是废料但有时是材料;在能源生产和消费当中也会产生氢气,氢气同样有时是材料有时是废料。

  “但氢气和二氧化碳结合就是燃料。我并不反对CCUS,但是不能过分强调CCUS。因为二氧化碳的寿命很长,将二氧化碳储存后会发生什么问题现在并不确定,我觉得就地好好利用更合适。”

  基于此,陈清泉提出新的架构及激励机制,“在架构层面,我们开发了能源计算机、能源操作系统,甚至也正在开发能源。我们并不是把所有的数据都放到云上,而是要加两层。每一个小区发电并形成一个网,终端建筑则是固定的负荷,这样在一个小区里就会出现优化,这便是我们提出的智慧能源结构。我们开发了能源计算机,并正在与能源交易所合作,探讨是否能开发能源的交易货币”。

  其中影响最大的因素,则是陈清泉一再强调的“融合”:“一定要融合,各种能源结构都要融合,包括电力、煤炭、气等。但现在最大的阻力是标准的问题。电力系统、煤炭系统都有各自的标准,要实现融合一定要打破标准的壁垒,各行各业要融合制定能够通用的标准。”

  汽车革命与能源革命也需联手

  作为世界电动车协会的发起人,陈清泉从事电动汽车领域研究已逾四十余年。立足多年的研究领域,他认为,交通业所需的能源占能源总消费的三分之一,因此能源革命和汽车革命一定要“手联手”。“什么是汽车革命?汽车革命的内涵首先便是电动化,第二是无人驾驶智能化,第三则是互联共享。”

  毫无疑问,19世纪末汽车的出现改变了全球的出行方式。但如今,汽油车带来污染、石油属于不可再生能源,再加之处处可见的交通堵塞,汽车业已经发展至被“革命”的阶段。

  “能源两个重点使用领域为建筑与交通,汽车革命与能源革命需要联手。汽车革命的主要发展方向,就是电动化与智能化、无人驾驶。电动汽车使用的是二级能源或者是燃料电池,通过电动汽车能够优化能源结构。”陈清泉分析道。

  预计2020年中国电动汽车的保有量或将达到500万辆,如此庞大的规模自然需要相当数量的充电桩。陈清泉认为,随着电动汽车的继续增加,今后有可能出现电网崩溃的情况。“但有序充电对电网有很大贡献,因此我认为应当建充电网不是充电桩。”

  那么,这两者的区别在何处?陈清泉指出,充电桩是电网中的一个组成单位,充电网则是将许多充电站组合起来变成网。这个网里可以与配电网实现交互,太阳能、风能、氢能等都可以利用起来。“利用这个网可以优化能源结构。电动汽车要与能源革命联手,我们要优化能源结构,利用智慧能源的理论可以解决一次能源和二次能源的矛盾、基础能源和分布能源的矛盾。煤炭、石油、化工各种能源也要融合,未来共同发展为智慧能源。”

  他还在《新能源汽车发展意义及技术路线研究》一文中提到,预计在2020~2030年,新能源汽车将以节能为主要驱动力,PM2.5得到有效控制,CO2排放有所上升。

  “在全社会各领域大规模推广应用纯电动与插电式混合动力汽车,同时实现燃料电池汽车的产业化并达到一定的产销规模。大力研发、成熟应用清洁发电及氢燃料制备(如利用自产可燃冰等资源发电、制氢)等技术,实现自产气、可燃冰等资源用量超过石油用量。”

  个人名片

  陈清泉,1937年1月14日出生于印度尼西亚的马吉朗市,原籍福建省漳州市。电机,电力驱动、电动汽车和智慧能源系统专家。1957年毕业于北京矿业学院,1957~1959年在北京清华大学进修研究生,1982年获香港大学哲学博士,1993年获乌克兰敖德萨理工大学荣誉科学技术博士学位,2008年获英国洛夫堡大学荣誉技术博士学位。

  英国皇家工程院院士;乌克兰工程科学院院士;匈牙利工程院荣誉院士;香港工程科学院院士及高级顾问;美国电机电子工程师学会会士(IEEE Fellow);英国工程技术学会资深会员(IET Fellow);香港工程师学会资深会员(HKIE Fellow)及前会长。香港大学荣誉讲座教授。第十届全国政协委员、中国侨联顾问及中华海外联谊会名誉理事。澳门特区政府科技顾问。在北京未来科学城及国内外其他城市创办院士科创中心。

  提出了电动汽车研究核心和总体指导思想,将汽车技术,电机技术,电力驱动技术,电力电子技术和现代控制理论有机地结合起来为现代电动汽车学奠定了基础,使现代电动汽车学这一新兴交叉学科从理论到实践形成了一个完整的体系;又提出了能源与信息的联系,智慧能源系统,能源计算机、能源银行,以碳平衡原理优化多能源系统。多次获得国际性科技杰出成就奖。为世界电动汽车协会的创办人及轮值主席,被誉为“电动汽车三贤士”之一,亚洲最佳创新者之一。撰写的专著《现代电动汽车技术》,总括了现代电动汽车学的体系。发表450多篇论文、17本书和10个专利。获英国电机工程师学会国际杰出学术演讲勋章;中国科学技术进步二等奖;香港工程师学会最高荣誉金勋章;联合国教科文组织属下世界工程师组织联盟的卓越工程成就勋章;中国工程院光华工程科技奖;英国皇家工程院菲利普亲王勋章并誉为“电动汽车之父”。

  1997年当选为中国工程院院士。

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