可再生能源和天然气是互补关系-北极星火力发电网

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可再生能源和天然气应是互补的协作关系，而不是你死我活的敌对关系。在可再生能源所依赖的风力、光照强度达不到供电需求时，电气混合的清洁能源能够满足现代社会的能源需求。

首先，在电网中，天然气和可再生能源已经在功能上相辅相成。由于风能和太阳能属于间歇性能源，在使用期间必须有后备电源来补偿风能和太阳能不足时的供能。总体来说，候补电源最好由天然气提供，因为天然气在调度上最具灵活性。

燃气轮机能够根据不同的能源需求快速进行开、关转换。大型的锅炉型系统——燃煤电机或核电设备都无法如此灵活地运行，仅开机就需要数小时，在此期间，能量白白流失。大型锅炉型设备只有在持续运行中才能达到最佳效果，因此很难与间歇性能源配合工作。

其次，天然气中含有甲烷，而甲烷本身就是可再生的，它能够被大量加工，并且使用效果与化石能源无异。可再生甲烷能够从很多物质中提取出来，比如生物质、垃圾、废水、农业废料等。很多生物甲烷的最佳原料是生活废物，转换技术已经非常成熟。相比乙醇和生物柴油，生物甲烷的另一个特点在于，它的产量更为巨大，更具实用性。

第三，天然气电力具有将多余电量转化为甲烷，并将其储存在管道设施中的潜力。在电解作用下，利用电将水分解成氢和氧——氢工业用途广泛，可为电池提供燃料，也可用于制造生物甲烷。德国目前正在进行试验，考察天然气管道中到底能够直接注入多少甲烷。

尽管目前天然气电力还没有达到商业规模，但相关技术已十分成熟。太阳能和风能的储能是业界亟待解决的难题，相较之下，天然气储能灵活得多——既易于管道运输，又便于储存在油罐中，还能转化成其它产品。

天然气基础设施使得燃料电池能够生产电力，并且这个过程毫无污染物排放。质子交换膜（ProtonExchangeMembrane）燃料电池使用纯净氢气作为燃料，这个技术能被运用在电动汽车上。固体氧化物（SolidOxide）燃料使用甲烷作为燃料，但最好用于产生固定动力。

氢燃料电池拥有广阔的前景，但分离氢和储存纯净氢仍然存在巨大挑战。氢非常微小，并且容易挥发，它不仅会从钢管道中溢出，还会与钢发生反应，导致后者变得易碎。因此，运输氢气的管道必须是不锈钢质地的，并且每一个连接点都需要接受高强度焊接测试，管道阀门也必须使用特殊材料。相对于天然气现在使用的镀锌钢管，储存和运输氢气是一个更为昂贵和复杂的工程。

工业生产氢气通常使用天然气，因为这比电解分离氢的成本要低得多。这样，天然气广泛推广了氢气和燃料电池的使用。

当人们考虑煤炭和石油的替代能源时，碳氢氧化物和甲烷是最清洁的燃料。可再生能源发电可以替代燃煤电厂，但无法有效替代汽车、货轮和大马力机器设备需要的汽油。而天然气正好可以替代柴油、石油、船用燃料油，并能转化成液体燃料，比如飞机燃料。而在所有碳氢化合物中，甲烷是碳含量最少的，因此使用天然气十分利于减排。

甲烷是所有碳氢化合物中含量最丰富的，被称作“万能战士”——它可以用来供暖、供电、给运输工具提供动力。通过费舍尔（Fischer-Tropsch）处理过程，甲烷可以被转化成为完全清洁的汽油和航空燃料。

此外，甲烷还是制造塑料、化学制品和废料的重要原材料。如果回收利用的塑料能够被还原成甲烷，那么将促进人们实现“零废料”的目标。

天然气资源分布非常广泛，页岩革命的爆发更是进一步提高了天然气的应用潜力。如果可燃冰能够进入市场，那么天然气的使用将更加广泛，届时，煤炭和石油被天然气替代将指日可待。

此外，天然气的运输也拥有无与伦比的安全性。数十年来，LNG一直由大型船只运输，从没出现过事故。尽管甲烷的燃烧也产生碳排，但远少于其它化石燃料。甲烷本身是一种温室气体，因此使其物尽其用是减少温室效应的有效方法。

总之，作为可再生能源之外的替补能源，清洁、高效、用途广泛的天然气应用潜力巨大。事实上，风能和太阳能这类间歇性能源需有效储能，以确保电网在任何时间都保持供电状态，但目前的储能技术还无法满足这一要求。因此，天然气已成为能源结构中不可或缺的一员。可再生能源的倡导者应该普遍认识到天然气和可再生能源之间的和谐共存关系，并加以妥善利用，以确保人类的能源供应。

（艾德-道奇来源：TheEnergyCollective，文章有删节、标题有改动）

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