詳解未來(lái)能源熱點(diǎn)方向

　　今年秋冬，你是不是感覺(jué)天空比往年藍(lán)了一些？

　　不需要懷疑。政府與企業(yè)在能源轉(zhuǎn)型上的努力讓藍(lán)天得以持續(xù)。

　　今年社科院發(fā)布的《世界能源藍(lán)皮書(shū)：世界能源發(fā)展報(bào)告》指出，全球能源正在向高效、清潔、多元化的特征方向加速轉(zhuǎn)型推進(jìn)，全球能源供需格局正進(jìn)入深刻調(diào)整的階段。

　　在這樣的背景下，無(wú)污染，可再生，智能化這三個(gè)方向成為未來(lái)能源的發(fā)展重點(diǎn)。目前世界范圍內(nèi)已有許多可以落地的前沿技術(shù)。無(wú)所不能通過(guò)采訪產(chǎn)業(yè)、學(xué)界的各位專家學(xué)者，梳理出能源業(yè)內(nèi)大咖眼中的未來(lái)能源，揭秘能源發(fā)展的最新走向。

　　天然氣，能源清潔化的主力軍

　　隨著《巴黎協(xié)定》提出將本世紀(jì)全球平均氣溫上升幅度控制在2攝氏度以內(nèi)的目標(biāo)，能源的無(wú)污染化成為各個(gè)國(guó)家、企業(yè)都在探尋的轉(zhuǎn)型方向。“無(wú)污染”最通俗地理解便是“去碳化”，降低二氧化碳、粉塵顆粒排放量，減少對(duì)煤炭的依賴。

　　天然氣作為世界公認(rèn)的繼煤和石油之后儲(chǔ)存最豐富、易于開(kāi)采的技術(shù)成熟的清潔能源，成為了世界各國(guó)和能源企業(yè)清潔能源的首選。天然氣燃燒生成H2O+ CO2，燃?xì)怆姀S幾乎無(wú)粉塵（即PM2.5）排放，SO2排放低，以及經(jīng)低氮燃燒器和煙氣脫硝裝置后氮氧化物排放也很低，并且CO2排放僅是燃煤電廠一半左右。

　　當(dāng)前，全球的天然氣需求持續(xù)上升。2017年全球天然氣需求增長(zhǎng)3%，是2010年以來(lái)增幅最高的一年。對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)，2017年我國(guó)全年天然氣消費(fèi)量約2,352億立方米，同比增長(zhǎng)17%，增速重回兩位數(shù)，增量超過(guò)340億立方米，刷新我國(guó)天然氣消費(fèi)增量歷史。

　　天然氣專家楊建紅稱，到2019年，中國(guó)將成為世界上最大的天然氣進(jìn)口國(guó)，引領(lǐng)亞洲新興天然氣市場(chǎng)增長(zhǎng)。

　　天然氣進(jìn)口，必然涉及遠(yuǎn)距離傳輸。在遠(yuǎn)距離傳輸中，天然氣管道運(yùn)輸最為經(jīng)濟(jì)，但缺點(diǎn)在于容易受到地理?xiàng)l件限制。另一種運(yùn)輸形式——液化天然氣（LNG）才是跨洲貿(mào)易的主體。目前 LNG多是在岸上加工完成，由LNG船運(yùn)輸。相較于LNG，已經(jīng)有一種更具經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)被研發(fā)了出來(lái)——浮式液化天然氣裝置（FLNG）。FLNG通過(guò)系泊系統(tǒng)定位于海上，具有開(kāi)采、處理、液化、儲(chǔ)存和裝卸天然氣的功能，通過(guò)與LNG船搭配使用，實(shí)現(xiàn)海上氣田開(kāi)采和天然氣運(yùn)輸。

　　在FLNG技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用上，殼牌的Prelude FLNG是目前最大的海上浮式裝置。殼牌專家告訴無(wú)所不能記者，通過(guò)浮式裝置，天然氣可以直接在海上平臺(tái)裝載，被冷卻到零下162攝氏度、成為體積驟縮600倍的液化天然氣，可從浮動(dòng)設(shè)施轉(zhuǎn)移到特定的運(yùn)輸工具，方便運(yùn)輸?shù)绞澜绺鲊?guó)。 與相同規(guī)模的岸上LNG工廠相比，F(xiàn)LNG投資減少20%，建設(shè)工期縮短25%。

Prelude FLNG

　　相較于常規(guī)天然氣，非常規(guī)天然氣市場(chǎng)在未來(lái)空間更大。全球致密氣、煤層氣和頁(yè)巖氣 3 類非常規(guī)天然氣可采資源量約 920萬(wàn)億立方米，水合物天然氣可采資源量2,000～3,000萬(wàn)億立方米，是常規(guī)氣的 8 倍以上。儲(chǔ)量雖然豐富，但非常規(guī)天然氣開(kāi)采難度很大。至 2016 年底，非常規(guī)氣累積探明可采儲(chǔ)量約16萬(wàn)億立方米， 探明率不足1%。以水合物天然氣（可燃冰）為例，美國(guó)和日本計(jì)劃分別在2015年和2018年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開(kāi)采，但受制于技術(shù)和成本等其他原因，兩國(guó)商業(yè)化開(kāi)采可燃冰的時(shí)間都已經(jīng)延遲到2025年左右。

　　2017年6月9日，廣東省珠海市東南320千米的南海神狐海域，圖為從水深1,266米海底以下203-277米進(jìn)行試采天然氣水合物

　　可燃冰在深海的凍土和淤泥層中均有分布。一旦技術(shù)處理不當(dāng)，可能引發(fā)海底滑坡和更大的災(zāi)害。低水溫、高水壓和海上惡劣的環(huán)境都增加了深水作業(yè)開(kāi)采難度。在深海不僅有可燃冰，更有石油儲(chǔ)備。面對(duì)巨量的能源資源，企業(yè)們?cè)跒樯钏鳂I(yè)積極探索。

　　以殼牌為例，針對(duì)低水溫難題，通過(guò)將二元醇液體注入管道，稀釋管道中的水分，防止其變成類似冰的水合物阻礙海洋油氣的流動(dòng)。當(dāng)海下油氣田的壓力不足以將其推向上方的平臺(tái)時(shí)，殼牌通過(guò)遙控潛艇在海床上安裝了6臺(tái)1,500馬力的電動(dòng)泵，在石油抽至到地面之前得以將天然氣從中分離出來(lái)，很好地解決了這些問(wèn)題。

　　目前，天然氣在交通運(yùn)輸和居民供暖用電等方面發(fā)揮作用。交通方面，天然氣以CNG、LNG形式作為燃料；建筑方面，天然氣冷熱電三聯(lián)供，提供低碳電力。在全新技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，以天然氣為代表的清潔能源必將在未來(lái)的發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

　　氫燃料車，可再生能源的明星應(yīng)用

　　與無(wú)污染相伴，“可再生”是新能源的另一個(gè)重要特性。一般可再生資源是指那些經(jīng)過(guò)使用、消耗后，仍能在一定周期內(nèi)重復(fù)形成的、或具有自我更新的與復(fù)原的特性，可持續(xù)被利用的一類自然資源或非自然資源。

　　在可再生能源這個(gè)范疇中，氫能無(wú)疑是當(dāng)下的焦點(diǎn)明星，是目前最有前景的可再生能源之一。氫是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，因此一度被稱為人類的終極能源。如把海水中的氫全部提取出來(lái)，將是地球上所有化石燃料熱量的9,000 倍。

　　氫可由化石能源轉(zhuǎn)化或者裂解而來(lái)，也可以由電力和水轉(zhuǎn)化而來(lái)?，F(xiàn)有的氫電解設(shè)施，其電解槽可以在幾秒鐘內(nèi)達(dá)到高達(dá)6兆瓦的最大容量，使其非常適用于可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的快速變化的輸出。同時(shí)，氫的燃燒效率非常高，只要在汽油中加入4%的氫氣，就可使內(nèi)燃機(jī)節(jié)油40%。氫燃燒的產(chǎn)物為水，是世界上最干凈的能源。

　　目前最有前景的應(yīng)用場(chǎng)景在于用于汽車的燃料電池技術(shù)發(fā)電，因其使用過(guò)程中不產(chǎn)生污染物，比電力易儲(chǔ)存等特點(diǎn)而備受青睞。 特別是以豐田、本田為代表的日本汽車企業(yè)對(duì)氫燃料的努力研發(fā)，讓氫燃料車的前景進(jìn)一步被世界所認(rèn)可。

　　殼牌在北美啟動(dòng)了零排放氫燃料電池貨運(yùn)項(xiàng)目。通過(guò)建立區(qū)域內(nèi)加氫站網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)該地區(qū)的氫燃料貨運(yùn)卡車，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)刎涍\(yùn)卡車零碳排放的目標(biāo)。同時(shí)，該基礎(chǔ)設(shè)施的布局很好地結(jié)合了當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境，覆蓋了港口與內(nèi)地。

　　但氫燃料在商業(yè)應(yīng)用上還存在諸多難點(diǎn)。

　　一方面在于氫氣供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)難以建設(shè)。殼牌專家指出，氫燃料電池車一個(gè)難點(diǎn)在于氫燃料電池車輛需要有相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施為其提供氫氣供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，才能更好地實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用。而由于加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的不完全，許多應(yīng)用產(chǎn)品很難投入大批量的生產(chǎn)使用。加氫站需要壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氫瓶和氫氣加注機(jī)等諸多核心設(shè)備。而這些設(shè)備需要極高的技術(shù)要求。國(guó)家信息中心信息化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展部汽車產(chǎn)業(yè)處處長(zhǎng)李偉利指出，這些設(shè)備對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)都還在外采階段。

　　另一方面，氫燃料電池成本高企。李偉利向記者表達(dá)了類似觀點(diǎn)。他指出，氫燃料車目前的電池燃料成本還太高，離大規(guī)模商業(yè)化還有距離。在目前的應(yīng)用上，氫能主要集中在物流車和大巴車，小型汽車應(yīng)用較少。 “我們?cè)谟靡弘娞幚須浜脱?，但是最終還要把它聚變，再化學(xué)反應(yīng)…….是不是能到那樣的社會(huì)，現(xiàn)在都不好說(shuō)，部分城市和區(qū)域是可行的。日本規(guī)劃了兩個(gè)目標(biāo)，一個(gè)基礎(chǔ)場(chǎng)景也得到2050年才能成，即使技術(shù)進(jìn)步的也要到2040年才有大規(guī)模應(yīng)用的可能。”

　　數(shù)字化軟件助力能源智能優(yōu)化

　　未來(lái)的能源系統(tǒng)普遍被認(rèn)為是以電力系統(tǒng)為核心或者紐帶的能源系統(tǒng)，是一個(gè)綜合的能源系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)就是智能化。

　　華北電力大學(xué)教授、能源互聯(lián)網(wǎng)專家曾鳴向無(wú)所不能記者表示，所謂能源智能化就是通過(guò)一系列物理信息技術(shù)，來(lái)支撐、實(shí)現(xiàn)對(duì)原來(lái)的能源系統(tǒng)的優(yōu)化。既有系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)劃層面優(yōu)化，也有運(yùn)行層面的優(yōu)化。在優(yōu)化成本的同時(shí)，努力提高能源的使用效率。

　　青域基金合伙人林霆告訴無(wú)所不能記者，過(guò)去以及現(xiàn)有的諸多能源形式都是孤立地在發(fā)展，但未來(lái)能源的趨勢(shì)一定是通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)的連接和控制，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)清潔能源的綜合使用。

　　具體來(lái)說(shuō)，目前智能化的技術(shù)包括了云、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、自動(dòng)化、智能終端、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，它們共同組成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。

　　以云為例，現(xiàn)今，業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)使云成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)之一，行業(yè)云成為了當(dāng)前云計(jì)算領(lǐng)域的焦點(diǎn)。IDC（國(guó)際數(shù)據(jù)公司）在2017的報(bào)告中顯示，電力公司中有23.7%使用了私有云，18%使用了公有云。整個(gè)電力行業(yè)正準(zhǔn)備利用云計(jì)算來(lái)部署SaaS應(yīng)用，并且將在未來(lái)的兩三年內(nèi)，啟用云來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。與“云計(jì)算”一樣，“云能源”同樣強(qiáng)調(diào)消費(fèi)者主權(quán)、系統(tǒng)的服務(wù)功能，各類資源通過(guò)云整合和云管理，按照用戶需求提供服務(wù)，增加便利和效率、降低成本。

　　除了云技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)也是一種熱門應(yīng)用。智能電網(wǎng)的應(yīng)用以電力物聯(lián)網(wǎng)為代表。其核心是使用新一代的無(wú)線技術(shù)來(lái)采集各種智能終端的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行傳輸，并在統(tǒng)一的平臺(tái)上處理和分析，實(shí)現(xiàn)電力業(yè)務(wù)數(shù)字化和運(yùn)營(yíng)效率的提升。如智能抄表取代傳統(tǒng)的人工抄表，減少運(yùn)維成本。

　　再如遠(yuǎn)景的EnOS™平臺(tái)，被業(yè)內(nèi)理解為一個(gè)面向泛能源行業(yè)的“安卓系統(tǒng)+APP Store”。目前已接入超過(guò)5,000萬(wàn)臺(tái)設(shè)備，年數(shù)據(jù)處理量高達(dá)48PB，連接全球超過(guò)100GW的能源終端。主要應(yīng)用于風(fēng)電、太陽(yáng)能、傳統(tǒng)電廠、儲(chǔ)能、園區(qū)與配網(wǎng)、電動(dòng)汽車等六大領(lǐng)域，同時(shí)可以滿足第三方軟件公司平臺(tái)上定制開(kāi)發(fā)適用各種未來(lái)能源物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)分布在全球、跨越發(fā)電端和用電端的能源資產(chǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)匹配供需，幫助大型企業(yè)管理“分布式”的能源資產(chǎn)。

　　即使是在潤(rùn)滑油這樣的傳統(tǒng)的細(xì)分領(lǐng)域中，也已經(jīng)有相應(yīng)的數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)了出來(lái)。作為線上線下一站式數(shù)字化技術(shù)服務(wù)平臺(tái)和全行業(yè)數(shù)字化應(yīng)用，“殼智匯”提供給工業(yè)客戶數(shù)字化、智能化、定制化的設(shè)備潤(rùn)滑管理服務(wù)，可以為終端客戶建立完善的設(shè)備檔案，及時(shí)更新設(shè)備維保進(jìn)度和客戶服務(wù)報(bào)告。

　　當(dāng)然，智能化在技術(shù)上的瓶頸依然存在。曾鳴表示，目前智能化在技術(shù)上的瓶頸主要是看信息物理技術(shù)能否有突破。 以能源互聯(lián)網(wǎng)為例，當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)通信在電網(wǎng)設(shè)備上的覆蓋率不足仍是能源互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)發(fā)展的一大隱憂。到目前為止，全球大部分電網(wǎng)設(shè)備還處于無(wú)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控與檢測(cè)，只有少量用于必要日常操作的網(wǎng)絡(luò)連接。此外，缺少配套政策支持，缺少明確的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及ICT在能源領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于“拓荒期”等因素，均對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展構(gòu)成掣肘。

　　如果說(shuō)資源是過(guò)去能源安全的命脈，現(xiàn)在看來(lái)，技術(shù)將占據(jù)越來(lái)越重要的地位，正在成為能源安全的新命脈。能源作為驅(qū)動(dòng)城市發(fā)展的動(dòng)力，在智能化之后，聯(lián)動(dòng)人們?cè)谙M(fèi)的方方面面的信息化實(shí)踐，能更好的在城市體系中協(xié)同發(fā)展。

　　當(dāng)今世界正在第三次能源轉(zhuǎn)型的路徑上穩(wěn)步推進(jìn)。以技術(shù)專家與先進(jìn)企業(yè)為代表的各方力量正努力以無(wú)污染、可再生、智能化為具體方向，落實(shí)推進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，確保社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。在可見(jiàn)的未來(lái)，人們將在一個(gè)更加高效、安全與清潔的城市能源系統(tǒng)中自在生活。（【無(wú)所不能 文|能豆君】）