疫情的消息似乎已经渐渐在欧洲的媒体上销声匿迹,取而代之是俄乌战争所带来的各种新的变化和局势的调整。经历了这次俄乌战争,摆在欧洲面前的头号问题就是能源问题,甚至在某种程度上开始隐隐有超过气候中和的趋势。毕竟离开了能源,无论是工业发展还是日常生活都要受到非常严重的影响,这是非常亟待解决的问题。当然不只是欧洲,世界各国都因为这次的战争收到了波及,能源研究和可持续能源开发利用的相关技术已经提高到了前所未有的高度。在教育部最新公布的高校新的专业名单中,能源相关专业也是赫然在列。其中氢能,可持续能源以及生物质能被列到关键的位置。德国目前也开始了全面的相关研究并且加大了资金投入和人员投入。近期一份关于TUM能源领域教授的采访被学术圈广泛热议,这也对我们未来选择专业和专业方向提供了指导,我们一起来看看。

目前停用俄罗斯的天然气是否现实?

短期内不现实。我们在工业中使用34%的天然气,在家庭中使用38%,在贸易、服务和零售中使用28%。你不能在一夜之间更换它。即使是液态气体也不行。我们在欧洲没有很多液化气终端,在德国我们根本没有。设置它需要几年时间。

核电和煤电能在短期内提供可能吗?

如果现阶段天然气停止,将会对德国产生严重的后果。对于家庭消费者,如果取暖器是天然气,则不能只用煤或核能代替天然气。在工业领域,短期内也不可能转向其他能源,这需要长达三年的准备时间。

目前绝对可以替代的是天然气发电,然而,天然气发电仅占天然气消费量的20%。在这里,我们可以依靠化石燃料并更多地利用煤电。当然,核能也是一种选择,但争议很大。但这绝对是一项短期措施。没有人谈论建造新的核电站,因为它太贵了,而且他们不私下还清。可再生能源在这里相比更便宜。

我们应该如何满足未来的能源需求?

我认为我们应该尝试找到欧洲的解决方案。尤其是长期遭受经济损失的南欧,拥有可以扩展的非常好的太阳能潜力。在北方,我们倾向于使用风能。我们可以通过更好的合作,来实现可再生能源的混合搭配:光伏、风能、水力发电、生物质能、地热能。

未来主要能源将是光伏和风能。我们需要两者,因为它们创造了季节性平衡。光伏在夏天更可用,风能在冬天更多。然后需要技术来消除仍然存在的其他波动。除其他外,氢气起着重要作用。

氢能在能源转型中有什么作用?

所谓的绿色氢是未来的重点,它是利用可再生能源产生的。借助电解获得氢气,其效率为60%至70%。然后我将氢转化为另一种可以更好地利用的能源载体,例如合成气体或燃料。在这个过程中损失了更多的能量。在乘用车中,电动汽车比使用再生氢或合成燃料的效率要高得多,因为它避免了转换损失,而且电动机比内燃机更有效。

另一方面,重型交通或飞机需要高能量密度,而氢或其衍生产品在这方面具有优势。氢气也非常适合作为能量储存器。合成气体或液体燃料可以由氢气生产,并且易于运输。因此,也在讨论在太阳能生产成本较低的阳光充足的地区生产氢气。

技术方面还面临哪些问题?

目前我们已经有很多东西了,我们现在必须开始投入实施。当然,这些技术仍然存在悬而未决的问题。我们有很棒的风力涡轮机,但仍然可以改进风力涡轮机。我们已经有了电解,但存在改进的空间。

我们并不期待突然解决一切问题的巨大飞跃。每一项技术都还有很多发展机会,最重要的是不能低估这一点,这些技术必须在整个系统中协同工作。

目前正在实施哪些项目?

由巴伐利亚研究基金会资助的“电力”项目,可以说是针对这种情况而设计的。我们正在为整个巴伐利亚开发供热规划工具。这也必须与电力规划结合起来,因为未来将有越来越多的热量由电力产生。这意味着我们正在研究如何扩大电网,在哪里建立供暖网络,在哪里使用哪种供暖技术。我们希望到今年年底我们已经有了第一个结果,然后有望被使用。

在耦合智能能源系统中心的实验室中,我们致力于部门耦合。可再生能源产生的电力应输送到所有其他部门,包括供暖和运输部门。我们想了解这里所有重要的交互,这当然也包括基础设施。例如,在可再生电力可用的确切时间为汽车充电或使用热泵。

TUM的ThomasHamacher教授研究如何加速能源转型,这包括能源基础设施的改进和数字化。HartmutSpliethoff教授是能源系统分析,发电厂、储热、制氢和Power-to-X领域的专家,他领导着未来的绿色氢实验室。这两位教授在采访中详细分析了当前德国的能源情况以及未来能源发展的趋势,这对于我们来说提供了未来借鉴的案例同时也是我们未来发展的方向。对于大部分同学来说,能源行业是非常具有前景的行业,同时也是交叉学科领域,无论是化学,计算机,环境工程以及能源工程等不同的专业都可以投身的领域,也是未来发展的核心领域。有兴趣的同学可以持续

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