【無所不能 文|能豆君】今年秋冬，你是不是感覺天空比往年藍了一些？
不需要懷疑。政府與企業在能源轉型上的努力讓藍天得以持續。
今年社科院發佈的《世界能源藍皮書：世界能源發展報告》指出，全球能源正在向高效、清潔、多元化的特徵方向加速轉型推進，全球能源供需格局正進入深刻調整的階段。
在這樣的背景下，無汙染，可再生，智能化這三個方向成為未來能源的發展重點。目前世界範圍內已有許多可以落地的前沿技術。無所不能通過採訪產業、學界的各位專家學者，梳理出能源業內大咖眼中的未來能源，揭秘能源發展的最新走向。
天然氣，能源清潔化的主力軍
隨著《巴黎協定》提出將本世紀全球平均氣溫上升幅度控制在2攝氏度以內的目標，能源的無汙染化成為各個國家、企業都在探尋的轉型方向。“無汙染”最通俗地理解便是“去碳化”，降低二氧化碳、粉塵顆粒排放量，減少對煤炭的依賴。
天然氣作為世界公認的繼煤和石油之後儲存最豐富、易於開採的技術成熟的清潔能源，成為了世界各國和能源企業清潔能源的首選。天然氣燃燒生成H2O+ CO2，燃氣電廠幾乎無粉塵（即PM2.5）排放，SO2排放低，以及經低氮燃燒器和煙氣脫硝裝置後氮氧化物排放也很低，並且CO2排放僅是燃煤電廠一半左右。
當前，全球的天然氣需求持續上升。2017年全球天然氣需求增長3%，是2010年以來增幅最高的一年。對中國來說，2017年我國全年天然氣消費量約2,352億立方米，同比增長17%，增速重回兩位數，增量超過340億立方米，刷新我國天然氣消費增量歷史。
天然氣專家楊建紅稱，到2019年，中國將成為世界上最大的天然氣進口國，引領亞洲新興天然氣市場增長。
天然氣進口，必然涉及遠距離傳輸。在遠距離傳輸中，天然氣管道運輸最為經濟，但缺點在於容易受到地理條件限制。另一種運輸形式——液化天然氣（LNG）才是跨洲貿易的主體。目前 LNG多是在岸上加工完成，由LNG船運輸。相較於LNG，已經有一種更具經濟性的技術被研發了出來——浮式液化天然氣裝置（FLNG）。FLNG通過繫泊系統定位於海上，具有開採、處理、液化、儲存和裝卸天然氣的功能，通過與LNG船搭配使用，實現海上氣田開採和天然氣運輸。
在FLNG技術的開發與應用上，殼牌的Prelude FLNG是目前最大的海上浮式裝置。殼牌專家告訴無所不能記者，通過浮式裝置，天然氣可以直接在海上平臺裝載，被冷卻到零下162攝氏度、成為體積驟縮600倍的液化天然氣，可從浮動設施轉移到特定的運輸工具，方便運輸到世界各國。 與相同規模的岸上LNG工廠相比，FLNG投資減少20%，建設工期縮短25%。
Prelude FLNG
相較於常規天然氣，非常規天然氣市場在未來空間更大。全球緻密氣、煤層氣和頁岩氣 3 類非常規天然氣可採資源量約 920萬億立方米，水合物天然氣可採資源量2,000～3,000萬億立方米，是常規氣的 8 倍以上。儲量雖然豐富，但非常規天然氣開採難度很大。至 2016 年底，非常規氣累積探明可採儲量約16萬億立方米， 探明率不足1%。以水合物天然氣（可燃冰）為例，美國和日本計劃分別在2015年和2018年實現商業化開採，但受制於技術和成本等其他原因，兩國商業化開採可燃冰的時間都已經延遲到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米進行試採天然氣水合物
可燃冰在深海的凍土和淤泥層中均有分佈。一旦技術處理不當，可能引發海底滑坡和更大的災害。低水溫、高水壓和海上惡劣的環境都增加了深水作業開採難度。在深海不僅有可燃冰，更有石油儲備。面對巨量的能源資源，企業們在為深水作業積極探索。
以殼牌為例，針對低水溫難題，通過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。當海下油氣田的壓力不足以將其推向上方的平臺時，殼牌通過遙控潛艇在海床上安裝了6臺1,500馬力的電動泵，在石油抽至到地面之前得以將天然氣從中分離出來，很好地解決了這些問題。
目前，天然氣在交通運輸和居民供暖用電等方面發揮作用。交通方面，天然氣以CNG、LNG形式作為燃料；建築方面，天然氣冷熱電三聯供，提供低碳電力。在全新技術的驅動下，以天然氣為代表的清潔能源必將在未來的發揮越來越大的作用。
氫燃料車，可再生能源的明星應用
與無汙染相伴，“可再生”是新能源的另一個重要特性。一般可再生資源是指那些經過使用、消耗後，仍能在一定週期內重複形成的、或具有自我更新的與復原的特性，可持續被利用的一類自然資源或非自然資源。
在可再生能源這個範疇中，氫能無疑是當下的焦點明星，是目前最有前景的可再生能源之一。氫是宇宙中分佈最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的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，將是地球上所有化石燃料熱量的9,000 倍。
氫可由化石能源轉化或者裂解而來，也可以由電力和水轉化而來。現有的氫電解設施，其電解槽可以在幾秒鐘內達到高達6兆瓦的最大容量，使其非常適用於可再生能源發電系統的快速變化的輸出。同時，氫的燃燒效率非常高，只要在汽油中加入4%的氫氣，就可使內燃機節油40%。氫燃燒的產物為水，是世界上最乾淨的能源。
氫燃料排放產物為水
目前最有前景的應用場景在於用於汽車的燃料電池技術發電，因其使用過程中不產生汙染物，比電力易儲存等特點而備受青睞。 特別是以豐田、本田為代表的日本汽車企業對氫燃料的努力研發，讓氫燃料車的前景進一步被世界所認可。
殼牌在北美啟動了零排放氫燃料電池貨運項目。通過建立區域內加氫站網絡，服務該地區的氫燃料貨運卡車，實現當地貨運卡車零碳排放的目標。同時，該基礎設施的佈局很好地結合了當地地理環境，覆蓋了港口與內地。
但氫燃料在商業應用上還存在諸多難點。
一方面在於氫氣供應網絡難以建設。殼牌專家指出，氫燃料電池車一個難點在於氫燃料電池車輛需要有相關基礎設施為其提供氫氣供應網絡，才能更好地實現批量應用。而由於加氫站等基礎設施的不完全，許多應用產品很難投入大批量的生產使用。加氫站需要壓縮機、高壓儲氫瓶和氫氣加註機等諸多核心設備。而這些設備需要極高的技術要求。國家信息中心信息化和產業發展部汽車產業處處長李偉利指出，這些設備對於中國來說都還在外採階段。
另一方面，氫燃料電池成本高企。李偉利向記者表達了類似觀點。他指出，氫燃料車目前的電池燃料成本還太高，離大規模商業化還有距離。在目前的應用上，氫能主要集中在物流車和大巴車，小型汽車應用較少。 “我們在用液電處理氫和氧，但是最終還要把它聚變，再化學反應…….是不是能到那樣的社會，現在都不好說，部分城市和區域是可行的。日本規劃了兩個目標，一個基礎場景也得到2050年才能成，即使技術進步的也要到2040年才有大規模應用的可能。”
北汽新能源的氫燃料客車
數字化軟件助力能源智能優化
未來的能源系統普遍被認為是以電力系統為核心或者紐帶的能源系統，是一個綜合的能源系統。這一系統的發展趨勢就是智能化。
華北電力大學教授、能源互聯網專家曾鳴向無所不能記者表示，所謂能源智能化就是通過一系列物理信息技術，來支撐、實現對原來的能源系統的優化。既有系統設計時規劃層面優化，也有運行層面的優化。在優化成本的同時，努力提高能源的使用效率。
青域基金合夥人林霆告訴無所不能記者，過去以及現有的諸多能源形式都是孤立地在發展，但未來能源的趨勢一定是通過能源互聯網的連接和控制，通過物聯網的網絡基礎來實現清潔能源的綜合使用。
具體來說，目前智能化的技術包括了雲、物聯網、數據分析、機器學習、人工智能、自動化、智能終端、增強現實等技術，它們共同組成了一個錯綜複雜的生態系統。
以云為例，現今，業務驅動使雲成為數字化轉型的核心技術之一，行業雲成為了當前雲計算領域的焦點。IDC（國際數據公司）在2017的報告中顯示，電力公司中有23.7%使用了私有云，18%使用了公有云。整個電力行業正準備利用雲計算來部署SaaS應用，並且將在未來的兩三年內，啟用雲來存儲數據。與“雲計算”一樣，“雲能源”同樣強調消費者主權、系統的服務功能，各類資源通過雲整合和雲管理，按照用戶需求提供服務，增加便利和效率、降低成本。
除了雲技術，物聯網也是一種熱門應用。智能電網的應用以電力物聯網為代表。其核心是使用新一代的無線技術來採集各種智能終端的數據，然後進行傳輸，並在統一的平臺上處理和分析，實現電力業務數字化和運營效率的提升。如智能抄表取代傳統的人工抄表，減少運維成本。
再如遠景的EnOS™平臺，被業內理解為一個面向泛能源行業的“安卓系統+APP Store”。目前已接入超過5,000萬臺設備，年數據處理量高達48PB，連接全球超過100GW的能源終端。主要應用於風電、太陽能、傳統電廠、儲能、園區與配網、電動汽車等六大領域，同時可以滿足第三方軟件公司平臺上定製開發適用各種未來能源物聯網場景的應用軟件，實現對分佈在全球、跨越發電端和用電端的能源資產實現實時匹配供需，幫助大型企業管理“分佈式”的能源資產。
EnOS™智能物聯網平臺的全球資產概況
即使是在潤滑油這樣的傳統的細分領域中，也已經有相應的數字化產品開發了出來。作為線上線下一站式數字化技術服務平臺和全行業數字化應用，“殼智匯”提供給工業客戶數字化、智能化、定製化的設備潤滑管理服務，可以為終端客戶建立完善的設備檔案，及時更新設備維保進度和客戶服務報告。
當然，智能化在技術上的瓶頸依然存在。曾鳴表示，目前智能化在技術上的瓶頸主要是看信息物理技術能否有突破。 以能源互聯網為例，當下網絡通信在電網設備上的覆蓋率不足仍是能源互聯網、智能電網發展的一大隱憂。到目前為止，全球大部分電網設備還處於無網絡連接狀態，不能實現實時監控與檢測，只有少量用於必要日常操作的網絡連接。此外，缺少配套政策支持，缺少明確的行業標準，以及ICT在能源領域的應用尚處於“拓荒期”等因素，均對能源互聯網的進一步發展構成掣肘。
如果說資源是過去能源安全的命脈，現在看來，技術將佔據越來越重要的地位，正在成為能源安全的新命脈。能源作為驅動城市發展的動力，在智能化之後，聯動人們在消費的方方面面的信息化實踐，能更好的在城市體系中協同發展。
當今世界正在第三次能源轉型的路徑上穩步推進。以技術專家與先進企業為代表的各方力量正努力以無汙染、可再生、智能化為具體方向，落實推進先進技術，確保社會可持續發展。在可見的未來，人們將在一個更加高效、安全與清潔的城市能源系統中自在生活。
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