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全球核能专家:未来十五年新一轮大赛道将产生达29-48万亿美元的收益!
来源:岭南论坛 时间:2024-11-10
11月10日上午,岭南影响力·2024在广州中山纪念堂隆重开幕。本次活动由岭南影响力(广东)科技研究中心主办,广州市中山大学校友会承办。
岭南影响力·2024年度活动围绕创新发展、全球布局、能碳管理等主题,探讨高质量发展机遇。世界银行副行长陈广哲、中国科学院院士赵天寿、广开首席产业研究院院长兼首席经济学家连平、厦门大学能源学院创始院长李宁、上海珠池资产管理有限公司董事长路志刚、明尼苏达大学卡尔森管理学院副院长Stephen T Parente等二十多位资深学者、机构专家、商界领袖出席,吸引了华南地区千余名政、产、学、商、融各界精英人士现场参与。
厦门大学能源学院创始院长李宁教授应邀出席并发表了《基于第一性原理解读人类能源使用发展历史,展望世界能源科技创新前景》的主旨演讲,通过对能源的历史结构进行解构和重构,做出了前瞻性的分析和判断。
李宁教授认为,2024年的物理诺奖颁发给一位物理学家和一位计算机学家,课题是利用人工神经网络促成机器学习的基石发现和发明,这是对综合利用物理方法和理论、数学思维和工具,产生巨大影响力成果和思想的一种验证和认可。
李宁教授指出,能量是改变事物状态或做工的能力,源自物质相互作用的基础力。宇宙虽然很大,但只有4种力,与能量相关的定律主要集中在热力学范畴。能量系统会有孤立系统、开放系统,开放系统才能有能源效率的最大化,也是能量转化的进化方向。
不同能量载体的能量密度不同,未来人类可能进入核能时代。地球的一次能源,95%以上来自于核力,小部分来自引力。核力最大的是聚变,聚变辐射出太阳能,太阳能通过光伏转化成电能;太阳能的热能和引力结合,形成水力、风能、潮汐能等;太阳能还可以转化生物质,生物质能经过地球的亿万年的沉积和转化,就是形成了目前主导人类能源利用的化石燃料。核力还有是裂变和衰变。人类对裂变能利用是核电站,还有地热。这些不同的能量载体在能量密度有十万倍、千万倍的差别。人类在不同时代最强的能源是不同的。农业文明时代最强的能源是火力,工业文明时代最强能源是化石燃料,如果进入核能时代,会产生更大的跃迁。
李宁教授认为,未来能源系统聚焦可持续、可扩展、可靠、经济等四项核心需求,很可能会更加去中心化、有韧性,太阳能、风能、地热能等很可能成为主导能源,具备环境兼容,能可持续扩展的特性。能量的转化,一定从高密度、高能级向低能级、低密度转化。转化率高环境影响小的能量转换更利于快速发展。在电动汽车的动力技术路线上,就可以清晰地看到为什么这些年电动车爆发的增长,这是因为转化效率高、结构简单、易扩展、易生产、易扩展。
储能是未来能源发展突破的重要抓手,把能量从电子形式转换成分子形式储存,才能打破现有市场限制。太阳能、风能系统本身不具备储能功能,所以要在发电端储能。不同燃料储能方式在规模、范围、储能时长等方面有巨大的差别,核电站储能与电化学储能、压缩空气煤气储能有着千百倍的区别。现有能源系统的储能功能,若用电化学的方法来替代,都要美国或中国GDP的几倍投资才能完成,成本非常巨大。怎么破解能源转化中的这些关键问题?可以借助制造绿氢的路径找到一些启示,绿氢可以用风光制氢、电解水制氢,把能量从一种电子的形式转化成一种分子的形式,作为一种物质的形式保留下来,它的存储和应用就可以突破原有电力市场,特别是同步电力市场的限制,使得可再生能源、清洁低碳能源的使用范围和影响力会得到巨大的扩张。
李宁教授指出,包容性制度可以创造可持续增长繁荣。随着人工智能的发展,算力的下一个瓶颈就是能源。因为按现存模式和路径继续扩展芯片技术与应用,将在中长期耗尽全球能源供应。可以利用2024年经济学诺奖提出的包容性制度来解决这个问题,因为包容性制度可以创造可持续增长繁荣。通过一种组合激增全排列的形式,超过指数数字增长,进入可持续的指数式增长的复合式增长状态,并保持这种增长态势。预计2040年,新一轮大赛道将产生达29-48万亿美元的收益,其中绝大多数是数字经济和新能源重塑或催生应用。