2021年6月29日，由騰訊研究院與騰訊新聞共同搭建的“騰訊對話·Tencent Dialogue”【科技世界觀】舉行了第三期對談。中國工程院院士、清華大學教授江億以及香港科技大學教授顏河與騰訊云副總裁萬超，聚焦“碳中和之能源革命和技術創(chuàng)新”主題展開“云對話”，對話由騰訊研究院院長司曉擔任主持。
新能源時代，在“碳中和、碳達峰”加速的背景之下，能源產業(yè)如何轉型?建筑節(jié)能如何實現?水、風、氫、光等可再生能源如何按需調配?一系列問題亟待解答。在此次對談中，江億院士與顏河教授圍繞碳中和科技創(chuàng)新思路、能源低碳轉型技術與應用，以及能源革命的風險與挑戰(zhàn)等議題進行了深入討論。
江億院士在建筑節(jié)能領域深入研究數十年，顏河教授也在有機太陽能領域內有過長時間的探索，同時也是第二屆“科學探索獎”能源環(huán)保領域的獲得者。兩位嘉賓分別從各自專業(yè)角度出發(fā)，重點分析了以光電普及為代表的能源革命可行路徑，以及如何通過能源革命推動普及全新的用電文化。
一、實現碳排放目標是推動我國能源革命的重要機遇
2020年9月，我國在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布，中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。這是中國對國際社會的承諾，也是對國內的動員令。問題在于，我國在人均GDP增長的目標壓力下，實現上述碳排放目標的挑戰(zhàn)和機遇是什么?
GDP與CO?脫鉤才能可持續(xù)發(fā)展
江億表示，人均GDP增長的目標與碳排放目標的實現其實并不矛盾。從發(fā)達國家的經驗可以看出，當社會經濟發(fā)展水平到一定程度的時候，社會經濟的繼續(xù)增長一般都會與碳排放量脫鉤。社會經濟發(fā)展不意味著碳排放量的線性增長，而打破線性方向實現“脫鉤”的關鍵，就是國家內部促成能源革命，改變人類社會獲取和使用能源的方式，通過新的路數獲取可再生能源。
這意味著，碳排放目標的挑戰(zhàn)，核心是能源革命背后從能源消費結構到理念的全方位升級，進而影響全社會經濟增長和社會理念變革。
讓可印刷的發(fā)電“報紙”無處不在
顏河則從能源革命的挑戰(zhàn)解讀出實現碳排放目標過程中的豐富機遇：一是可再生能源的普及空間很大，比如風能、電能等再生能源發(fā)電占總發(fā)電量不到10%，光能的發(fā)電規(guī)模也可以再提升。
二是相關科學技術的創(chuàng)新與研發(fā)很有前途：首先在技術層面，顏河教授介紹了現在最新的太陽能電池溶液制備生產工藝，“它不像傳統(tǒng)的硅太陽能電池，還需要經過高溫、耗電的工藝，而是可以用印刷的工藝來做，最終可以像印刷報紙一樣來印刷太陽能電池。”可以想象，如果將來我們身邊所有的“報紙”都可以發(fā)電，我們把“報紙”貼在建筑上面，建筑自身就可以發(fā)電，停車棚也可以發(fā)電并給電動車充電，城市所有的地方都可以放這種便宜的印刷出來的可以發(fā)電的“報紙”，這是可再生能源比較理想的應用場景，讓可以印刷的發(fā)電“報紙”無處不在，讓可再生能源無處不在。
其次，在突破卡脖子難題的人才儲備方面也較為樂觀，以有機光伏為例，目前在清華大學、北京大學和中科院化學研究所聚集了相當數量的強實力人才，下一代新興的太陽能技術指日可待。
二、碳中和的科技創(chuàng)新體系：技術普及與文化變革并重
農村光伏屋頂的開發(fā)未來將貢獻1/4發(fā)電量
實現碳中和目標背后的能源革命，涉及到能源消費結構改變，核心是用可再生能源替代化石能源。江億用若干具體實例說明碳中和科技創(chuàng)新體系的目標，其一就是技術實際應用落地的可行性和能源需求側的平衡。比如在光電實際應用落地的場景中，多沙漠地帶的西部和中部地區(qū)比東部地區(qū)、農村比城市有更大范圍的安裝空間，但東部和城市地區(qū)是我國用電重負荷地區(qū)，因此現階段我國部署光伏的策略仍然以東、中部地區(qū)為主，但是可以通過技術革新更充分利用有限空間，增加資源開發(fā)量。
按照衛(wèi)星云圖的AI解析結果來看，中國廣大的農村屋頂，可以安裝的太陽能光伏，按照20%的發(fā)電效率算，能裝20億千瓦，一年發(fā)電量能達到3萬億度電(2019年中國總電力為7.5萬億度)，中國到2035年全面電氣化，每年預計需要12萬億度電，農村光伏屋頂的開發(fā)，未來將占比發(fā)電量的1/4。
從“源隨荷變”到“荷隨源變”的供給側改革
其二是可再生能源供給側和需求側的平衡，改進儲能技術以解決電源側和負荷側的矛盾。當前，自然發(fā)電的供給側與實際生產生活方式形成的需求側的電量曲線并不匹配，因此挖掘儲能潛力，成為碳中和科技創(chuàng)新的重要目標之一。已有的儲能手段包括蓄水儲能、以蓄電池為代表的化學儲能和氫儲能，是典型的“源隨荷變”思路，“末端用電多少、高低電場得跟著調，跟著改變發(fā)電量。”江億認為，基于電源側發(fā)電的不可控性，未來應該提倡“荷隨源變”的解決思路，“有電我多用，沒電我少用，這叫作需求側響應。”
以電動汽車的技術發(fā)展為例，過去的電動汽車強調賣點為“充電十分鐘，里程一千公里”，不僅在技術實現上存在困難，而且會對電源側的電網造成極大負擔，與零碳目標相去甚遠;而現在倡導的發(fā)展思路是采用智能充電樁，根據太陽能變化電的產出情況進行充電。顏河進一步細化補充了未來在普及電動汽車基礎上，廣泛應用智能電力系統(tǒng)可能解決“源”與“荷”的矛盾：在日常生活、工作期間，閑置的電動汽車在接入智能充電樁的同時實際接入了系統(tǒng)電網，在電源側充足時可以為電動汽車充電，電源側不足則不充或從電動汽車中反向充電，反補電力系統(tǒng)。“未來如果有3億輛電動小汽車，一輛車50度電，50千瓦時的儲電量，3億輛就是150億度電。未來中國風電、光電要出7萬億到8萬億，以7.5萬億為例，一年350天，一天250億度電，就能儲150億度電，從而可以把光電風電的電量充分利用起來。”
“光儲直柔”，讓建筑更節(jié)能
同理，未來的建筑也可以借由建筑材料的革新，成為儲能放能的具體單元。根據江億的介紹，現在推廣建筑的新型配電方式目標為“光儲直柔”：“‘光’是光伏，‘儲’是建筑物里的儲能，‘直’是建筑物里配電要改成直流配電，柔是‘光儲直’三者的最終目的，實現柔性用電，或者叫做柔性負載。”根據電源側的情況，電源側有電則儲電，無則供給反補電源側或自行使用儲蓄的電能，緩解發(fā)電和用電之間的矛盾。而現階段有機光伏材料的發(fā)展很有可能讓這種設想成為現實，相比于無機材料(如硅)，有機光伏材料更加柔軟，能夠將電轉化為光，在未來有望作為建筑材料完成發(fā)電和放電的功能;同時，相比于現在的硅材料，有機光伏材料有更豐富的顏色，可以更好地滿足人們的審美需求;還具備一定的可調節(jié)透明度，能根據需求過濾一定的陽光光線，更好地適應城市建筑場景需求。
騰訊作為產業(yè)互聯網的一部分，2013—2015年就開始探索光伏太陽能技術應用于智慧建筑領域。而顏河教授提到的有機光伏材料，以及江億院士的農村屋頂光伏鋪設思路，恰好能解決萬超提到的轉化率低以及建筑體的(采光、通風、美觀等)生動匹配難題。
全新的用電文化，促成真正的能源革命
在此基礎上，江億提倡一種全新的用電文化以實現“荷隨源變”的技術邏輯：相比于過往投入大成本以蓄電儲能的思路解決需求側的用電需求，未來還應進一步鼓勵用戶盡可能多用直接消納，“跟著太陽走，直接消納光電，盡可能少給電力系統(tǒng)調峰增加負擔。”其次，在發(fā)電成本與用戶貢獻上，逐漸引導用戶形成“自助餐”的理解方式：相比于通過技術手段強調用戶貢獻，用戶接受“用戶電價為定額，但用戶用電量存在差異”更有利于在更大范圍內新能源的推廣。上述技術邏輯的應用和用電文化的形成將會促成真正的能源革命：在技術落地的情況下，從建筑到衣服面料等材料均可利用太陽能發(fā)電，用戶也得以從原本依賴于集中式管理到可能的自主分布式管理，從而發(fā)展出高度分布性自適應的能源使用方式。
三、科技企業(yè)如何助力碳中和目標的實現
中國設立長期碳中和目標，無論對于中國還是世界都具有劃時代的積極意義。但作為全球第一排放大國，實現碳中和目標仍然任重道遠，因此亟需多方主體共同參與?？萍计髽I(yè)因其自身社會責任與技術優(yōu)勢，需要運用技術手段幫助自身、用戶以及供應鏈更好地實現碳中和目標。
司曉院長表示，騰訊可以提供實踐的一個場景。用電文化的培養(yǎng)是非常重要的。騰訊在之前不久提出，要把可持續(xù)社會價值的創(chuàng)新作為公司新的戰(zhàn)略方向，也為此先期投入500億，其中很重要的方向之一就是碳中和。碳中和除了騰訊自身建筑物以及比較大的IDC計算部分的碳中和之外，更重要的是，作為是離用戶最近的產品，微信、QQ都是覆蓋上十億的用戶，如何在用電文化乃至能源革命方面起到助力，三位嘉賓也給出了自己的建議。
在未來，科技企業(yè)促進能源革命可以從以下方向努力：
其一是人工智能技術的應用，助力實現“自調節(jié)、自融合、自適應”的能源使用方式。江億認為，人工智能技術一大重要應用場景，就是識別電源側和負荷側的用電規(guī)律，為用戶提供個性化的、優(yōu)化的充放電方案。
萬超也贊同這一觀點，并給出了具體的實踐路徑：以云端、大數據作為學習工具，將建筑里的數據集合起來做相應的AI計算與分析，更深入地學習用戶的用電習慣后，提供優(yōu)化策略，最后下載到本地，實現本地化控制。
其二是企業(yè)內部用電方式的改進。顏河認為，可以將科技企業(yè)耗電量大的計算設備直接放置在光伏發(fā)電較為充裕的位置，降低運輸過程中產生的耗能。同時綜合運用人工智能技術，合理安排計算設備的運轉率：在電量充足的時候充分運轉，在電量有限時采用部分運作的方式。江億提出科技企業(yè)可以首先從辦公大樓的應用場景增加光電、風電等新能源的消納，比如停車場內聯動管理智能停車樁，或是在大樓內率先安裝蓄能電池，提倡電能的使用。
其三是通過科技企業(yè)的影響力，引導用戶逐漸形成新的用電文化。司曉舉例說，比如在社交產品上增加“綠色用電指數”，引導用戶在波峰波谷時更合理用電;或者通過類似于碳積分，如碳足跡的量化計算，讓用戶感知到每一次用電動作對碳中和目標實現的貢獻，比如把閑置的車輛放在智能充電樁上的時候，實際上就是在為智能電網做貢獻。
“和大師聊聊天，給你一個理解世界的角度”——“騰訊對話·Tencent Dialogue，始于2020”，由騰訊研究院、騰訊新聞、騰訊集團市場與公關部、科學探索獎聯合主辦，旨在搭建具有獨到全球視野、行業(yè)觀察視角及頂級學術高度的國內外交流平臺。面向公眾、面向行業(yè)、面向世界、面向未來，努力把公眾關心跟全球視野、企業(yè)視角更好地結合在一起。 凝聚全球合力, 踐行“科技向善”理念，引導技術善用、提升人類福祉。
（免責聲明：本網站內容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網站出現的信息，均僅供參考。本網站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性，但不保證有關資料的準確性及可靠性，讀者在使用前請進一步核實，并對任何自主決定的行為負責。本網站對有關資料所引致的錯誤、不確或遺漏，概不負任何法律責任。
任何單位或個人認為本網站中的網頁或鏈接內容可能涉嫌侵犯其知識產權或存在不實內容時，應及時向本網站提出書面權利通知或不實情況說明，并提供身份證明、權屬證明及詳細侵權或不實情況證明。本網站在收到上述法律文件后，將會依法盡快聯系相關文章源頭核實，溝通刪除相關內容或斷開相關鏈接。 ）
