新興能源技術需快速發展,以檢驗其是否值得長期投資。
研發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,成為致力于研發新技術的主體。
風能和太陽能等核心技術已廣泛商業化,但新的清潔能源技術也在不斷開發和涌現。鑒于各國履行《巴黎協定》的承諾以及技術的壓力,問題在于,這些新出現的技術中,哪些是需要研發的重點,以確定其長期的投資潛力。
考慮到這一點,《聯合國氣候變化框架公約》(UNFCCC)技術執行委員會已經確定了六種可能在全球范圍內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,但完全商業化的高技術水平,目前開發出新用途。例如,停泊的平底船和太陽能光伏系統,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。主要的挑戰是錨定系統,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,這應該由規模經濟驅動。
該委員會表示,正在研發用于儀表和公用事業規模存儲的下一代電池(如固態鋰金屬),在能量密度、電池耐久性和安全性方面對現有電池技術進行了巨大的非邊際改進,同時還能實現充電時間更短。
如果能成功地實現規模化生產,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汽車相當。
根據委員會的說法,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。
住宅熱能系統可能對寒冷、濕度低的地區產生非常大的影響,因為這些地區的熱泵效率較低,而未來研究的另一個關鍵領域是發展中國家和新興工業化國家的“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等領域不斷進行創新,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動的熱泵是滿足供暖和制冷需求的核心戰略。
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、潮汐和海洋熱能轉換系統,這些技術可能對一些國家或次區域的工作至關重要,但除非克服工程和商業案例方面的挑戰,否則不太可能在全球范圍內推廣。
另一項新興技術是生物能源的碳捕獲和儲存技術,該技術剛剛經過示范階段,走向有限的商業部署。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方法和目標行業的混合。