在理想状态下，乌克兰战事引发的能源短缺可能会像警钟一般，促使人们加速向可再生能源转型。然而事实是，究竟绿色能源能否填补能源缺口，仍没有答案和线索。因此欧洲急切地寻找各种替代能源，甚至包括污染比较严重的能源。在可预见的未来，发电行业很可能出现不同的发展轨迹，而阀门则由于追求更高的发电效率而将显得更加重要。
作者：James Chater
艰难的选择
发生在乌克兰的战事至今仍未结束。“要援助乌克兰还是要取暖”？我的一个朋友就是这样诙谐地调侃全球——尤其是欧洲——目前面临的窘境。我们究竟有多大的决心，为了遏制俄罗斯而停止进口俄罗斯天然气？这个问题不仅对经济有巨大的影响，还会影响未来能源消费的模式。
假设欧洲维持目前的决意不变，就不会再获得俄罗斯的管道天然气了，而且由此产生的短缺仅有一部分能通过LNG得到替代。因此大家不得不做出一些艰难的决定。例如德国虽然承诺停用核电，但目前仍在运营着最后的三座核电站，将来也不得不更多依赖污染较大的褐煤。此外还有若干欧洲国家也在开始使用煤炭，以便填补能源缺口。
这种事情没有万能钥匙可以解决。每种能源都有各自的优缺点。（表1）
水力
水电仍是占比最大的可再生能源电力，预计到2040年将增长50%。主要的增长份额来自亚洲，全球最大的水电项目三峡大坝发电站就是在亚洲。国际能源署（IEA）预测，由于风电和太阳能发电的增长，水电在可再生能源电力中的比例，将在2024年跌落到50%以下。
太阳能
太阳能和风能都是增长最快的可再生能源，这主要是因为它们的价格近年来一路下跌，而且安装相对简单。2022年的价格曾经上涨，打破了长期保持的规律。但和化石能相比，它们仍具有价格竞争力，因为化石能的价格也上涨了。然而，太阳能和风能都极易受天气影响（风和太阳不是每天都有），所以只有在储电能力充足的情况下，才能实现有效地发电。（见“能源储存”文本框）
太阳能光伏发电的增长速度一直都很可观，预计到2022年，它在可再生能源发电容量增幅中的比例将达60%（2）。光伏发电的设施安装比较灵活，可以和原有的地上设施相匹配：装在屋顶上或将其本身用作屋顶、浮在水面、作为贴面……技术的不断进步推动了效率的提高，例如将钙钛矿太阳能电池和绒面硅太阳能电池相结合，就可以实现29.2%的光电转换效率。在众多规模壮观的光伏发电项目中，比较突出的包括计划中的1100兆瓦（MW）项目。位于巴西的阿苏港（PortAçu）及其它若干地点，由中国企业财团承建。聚光太阳能发电（CSP）是另一种太阳能发电技术，在项目的选址上受到的牵绊较多，市场规模远小于光伏发电。它采用的技术需要更高的成本投入，但优点是集能量捕捉与储存于一身。通常以熔盐为能量传递介质。西班牙和美国是该领域的领跑者。目前最大规模的CSP项目是位于阿联酋的Noor Energy 1。
风能
风能在可再生能源“明星”中排名第二，2021-26期间的新建陆基装机容量将比2015-20增加26%。随着涡轮翼片尺寸不断加大（中国的明阳智慧能源刚刚创下了直径242米的记录），产业规模也在不断扩大。自2015年以来，中国新建的陆基风电装机容量，几乎占了全球新建总量的一半。欧洲和美国分别是第二和第三。
海上风电的产业规模较小一些，但预计将出现快速增长。和陆基相比，海上风电至少有两大优势：风力相对稳定、容易与潮汐能/海浪能协同利用、容易与海水脱盐项目配套。例如德西尼布（TechnipFMC）与澳洲Bombora公司合作的项目，就是将海浪和风能发电整合在一起。海基风电还有一个选择就是浮式风电装置，它的优势是能在深水海域发电，未来有可能吸引更多投资。目前大部分此类项目都是在欧洲，集中在北海和爱尔兰海域（挪威国家能源公司Equinor与SSE可再生能源公司签约共同开发的Dogger Bank风电场；BP公司的Morgan项目和Mona项目（总共3吉瓦）；Norfolk海上风电场项目），但是海上风电的投资目前仅分布在美国（计划2030年前完成30吉瓦装机容量）、越南、中国台湾地区、韩国和日本。
能源储存
太阳能和风能都是断续形态的能量。必须采用专门的技术才可以投入实际应用，即在发电能力存在冗余时储存电能，在耗电量超过供电能力时，释放出储存的电能。最古老的能源储存形式出现在水电行业：将水用泵输送到高处，需要时开闸放水并冲击涡轮机发电。有些储存设施是利用重力储存能源，此外还可以利用压缩空气和低温空气等。发展速度最快的储电设备要数锂电池，可以应用于电动汽车。但锂电池价格贵且笨重，有可能起火燃烧。它主要的供应源头在中国，可能受到地缘政治的影响。因此科学界正在寻找替代的材料，但尚未获得比较杰出的成果。氢储能也是发展较快的储能技术。如果是利用可再生能源发电，然后用电解法制氢，那就属于“绿色”的产业链。氢气可以用压缩气体或液态两种方式储存和运输。
海浪和潮汐能
海浪和潮汐的能量也可以被捕捉并发电，它们都可以归类为“月球引力”能。有许多种不同技术可以选择但成本较高，使该领域的发展速度逊于太阳能和风能发电。全球首座商业运营的海浪能发电站要到2023年才能联网发电，位于葡萄牙波瓦-迪瓦尔津(Póvoa de Varzim)滨海海域。预计2023-24期间相关市场将会加速发展，2021-2028年的增幅为33.2%。除了葡萄牙，智利、英国、美国、澳大利亚和韩国也都在设法开发海浪和潮汐能。
地热
地热能也可以发电，虽然因成本原因发展较慢，但前景相当广阔。地热能的优点包括稳定、可以实现热电联产（如英国康沃尔郡的Eden项目）。目前为止，相关项目仅仅存在于那些地下热源靠近地表的地区。但麻省理工学院的一个新项目有望改变这种局面。麻省理工的衍生公司Quaise Energy计划采用融化钻孔技术，向地下钻进12英里。项目完成后，预计将能方便地获得几乎取之不尽的热能。
生物燃料
生物燃料属于成熟的能源，不仅有许多升级换代后的化石能发电站在用生物质燃料发电，新建项目也是多得不计其数。对于生物质发电，目前存在一些争议（表1）。尽管对环境有不利影响，但发电产业结构中就是有它的一席之地。现在出现了一种太阳能生物燃料技术，它的原理是模仿光合作用产生生物燃料，这种发电技术在一定程度上能降低对环境的影响。
阀门
可再生能源的多元化为阀门制造商提供了巨大商机。有些领域，如生物燃料和氢气，增长速度很快。Vogt Valves阀门公司在意大利贝加莫市塞纳特镇建造了一座工厂，专门生产深冷阀门。该公司不久前新开发了C-330系列波纹管密封截止阀，专门适用于液氢应用场合。今年7月，萨姆森阀门（Samson）给因斯布鲁克Völs地区附近的一座绿氢工厂提供了一批阀门产品。壳牌和法国GTT公司正在建造一艘液氢运输船，这体现出了液氢产业的发展速度非常快。赛科阀门公司（Circor）的高压阀门技术、控制阀和泵机等产品，都是为氢经济圈中的各种应用场合制造的。许多公司在为聚光太阳能发电厂（CSP）提供阀门。OHL Gutermuth为全球规模最大的迪拜CSP发电厂提供了阀门，同时也在参与上海电气集团的一个项目。
无论是核电站还是聚光太阳能发电厂（CSP），都需要能够承受熔盐工况的阀门产品。熔盐储存系统通常包括一座高温储罐和一座低温储罐，以及一系列泵机和阀门。这些阀门必须能承受极端高温和强腐蚀环境。而且对于核电工况中的阀门而言，还要能承受放射性物质。美国的Sandia实验室正在测试相关仪器装置。Valcor最近设计了一种新型双通道敞开式电磁阀，可以承受熔融态放射性物质。