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陈清泉:用四网四流理论构建智慧能源和低碳社会
作者:管理员    发布于:2022-02-19 16:16:01    文字:【】【】【

“双碳”战略背景下,能源供应与能源需求两端都将发生深刻的变革,低碳化、智能化、氢能化及终端能源电气化成为能源革命至关重要的着力点,而国际知名院士陈清泉提出的“四网四流”理论将成为构建智慧能源和低碳社会的最有效的创新之举。


目前,能源领域存在四大矛盾:化石能源和可再生能源之间的矛盾、集中式能源和分布式能源之间的矛盾、一次能源和二次能源之间的矛盾以及电力能源和化工能源直接的矛盾。如何解决这些矛盾成为能源革命成功的关键所在。


四网四流理论指出:四网,即能源网、信息网、交通网、人文网;四流,即能源流、信息流、物质流和价值流。通过四网四流融合,可以将人的主观能动性和能源革命、信息革命、交通(出行)革命联动起来,助力智慧工业、智慧能源、智慧交通和智慧城市的构建,将产生更显著和深远的经济效益、社会效益、政治效益。


陈清泉认为,对电网而言,通过四网四流的应用,可以将电网、天然气网、煤炭等各种能源网进行充分、高效融合,使太阳能发电、风能发电和传统的煤电之间实现优势互补、效率协同。


因为风能和太阳能是间歇性的,时多时少,当太阳能和风能充沛的时候,就利用绿电电解水制氢,通过氢能将能量存储;当太阳能和风能不足的时候,将存储的能源流变成物质流,通过氢氧结合的燃料电池技术,又可以发电回馈电网。


在能源生产和消费过程中,有时候会产生二氧化碳,有时候会产生氢气。可以用氢气来捕捉二氧化碳,因为氢气和二氧化碳结合而成的甲烷,就是合成能源。也就是说利用四网四流的理论和实践,可以产生智慧能源,把没有用的变成有用的。


当通过四网四流的融合解决了能源领域的四大矛盾后,就能够帮助能源革命实现低碳化、氢能化及终端能源电气化。同时,人工智能发展需要让数字生产力得到经济基础与上层建筑的共同支撑,从而使人工智能与人和环境相融合,进一步实现能源革命的智能化。


而在能源结构调整的过程中,氢能在耦合优化各种能源方面起了关键的作用。氢使得“万物链接”,促进能源互联互补,实现跨能源网络协调优化。


氢能作为耦合优化电力能源和化工能源的媒介和载体,具有双重属性:一方面是能源,另一方面又是物资;一方面是材料,另一方面又是燃料。因此氢能可以助推加速我国能源系统智慧化转型,提高将废弃能源变成有用能源的效率。


同时,氢能具有远距离输送、大规模存储和“氢-电”互换的特性,是有效耦合传统化石能源和可再生能源系统、构建现代能源体系的重要能源,并且在能源的生产和消费当中促进碳中和。


在“双碳”战略引领下,实施可再生能源替代行动已势在必行。在我国电力系统加速绿色转型的背景下,近60%领域的碳排放无法通过电力脱碳解决,引入氢能也就变得水到渠成。


为了加速促进四网四流理论快速应用于我国经济和社会双碳转型,陈清泉院士将协同国际院士创新中心布局粤港澳大湾区,创设大湾区低碳院士创新中心。这将有利于四网四流理论体系所涉及的新能源、氢能源、新材料、新基建、新一代信息技术、高端智能制造和人工智能等科技成果率先在大湾区进行产业孵化和落地示范,进而为四网四流全球化推广奠定战略基础。

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