金涌院士:“碳中和”不仅是能源问题 更是一个重大转变

2022年7月18日
文章来源:中国网财经
人能不能够效仿自然的办法,减少二氧化碳排放呢?可以。化石能源时代变成可再生能源时代,化石要从燃料变成材料的时代,材料要是循环利用的时代。我们必须要发展能耗非常小…

人能不能够效仿自然的办法,减少二氧化碳排放呢?可以。化石能源时代变成可再生能源时代,化石要从燃料变成材料的时代,材料要是循环利用的时代。我们必须要发展能耗非常小,产值非常高,性能非常高的产业。假如碳中和实现以后,中国就永远的摆脱了我们资源不足的制约。

 碳排放背景下石油的出路在哪?

我觉得最重要的抓手还是因为石油要从燃料变成材料,我们现在已经有这种技术的发展,告诉我们完全可以用光伏或者风电,我们就可以发电,那么这样的话它的成本已经跟火电接近了。假如我们真正能实现用可再生能源发电,而不用火电了,我们电价又可以做得很便宜,那么这样的话很多化石燃料就不会变成燃料用了。

石油也是一样,石油随着大家认为电动车是节能减排的最重要的一个发展方向,那么石油慢慢也会从在汽车里燃烧,推动化石作为能源的时代淡出了。所以第一个大事我想我们石油的方向就是这个,比起其他的产业,它的技术内涵,由于全世界各个大石油公司的努力,实际它的本身的这种节能的空间已不是很大了,它已经做得很好了。现在通过优化技术优化,可以提升的空间也只有10%-20%左右,所以石油化工要想做出巨大的变化是很难的。

我们要把石油能更多的做乙烯,就要提升从源头改变,我们为什么要进口?我们的乙烯都是质量比较偏低的,都是线性低密度,线性低密度乙烯只能做薄膜,那么做高档的高性能的材料,比如双峰聚乙烯,茂金属聚乙烯,超高分子量聚乙烯等等一系列新的高性能的聚乙烯材料,我们不会做,我们需要在材料上下功夫。我觉得石化的初步就是要做高新材料,高性能的、高品质的能够用的高端的,比如说碳纤维等等,从聚丙烯开始的丙烯氢碳化的这种,主要是在高性能材料上,是我们最重要的突破点,而且价格高,品牌多,需求大,所以石化我觉得对将来的贡献,就是提供一些高质量的高附加值的,自然万元GDP能耗就降下来了,所以要从这个角度上着力,是中国最需要的。

 汽车零碳排放最佳方案是什么?

氢是一个非常好的化学元素,氢对于我们做化工的人,觉得是一个非常宝贵的元素,可是氢它并不是一次能源。那么现在国际上大部分是由天然气制氢,现在来讲是全世界的主流,中国因为天然气比较贵,中国用煤制氢是比较便宜的。

中国的制氢产业是非常大的,为什么?中国有非常大的肥料的生产,也就是氨(气),氨气里含氢是三个氢一个氮,还有就是甲醇产量都是千万吨级的,所以通过煤制氢,现在中国是主流,可是煤制氢在价钱上是最便宜的,可是它的二氧化碳排放是很多的,生产一吨氢就需要排11吨的二氧化碳,那么将来氢气要想适应碳中和的需求,要把这部分氢气的制备,不要再用煤做了,假如我们氢能够用电解水的方法来生产,这样做的话就可以大范围的降低我们对二氧化碳排放,可是现在用电解水的方法制氢并不成熟。

我觉得氢气它不应该作为燃料用,做燃料用它会受到很大的制约。假如它用来开汽车,所谓的氢燃料电池车,这样做的话电变成氢,大概能源转化效率就是好了也到不了50%。可是变成氢气,在汽车里通过氢燃料电池再配上电,能量损耗多少呢?也是50%。现在的氢燃料电池的能源转化器里就是50%,假如50%乘以50%,就是25%,假如你从电网里取电,通过制氢,然后再变电,然后开汽车,你的能源转化效率没有开车就(已经)损失掉了75%,再加上氢不好储存,不好运输,不好管束,非常容易渗漏,所以它有一定的问题。

所以就说我们觉得氢气作为动力来用,我估计它在汽车行当里占的比例不会很大,这样的话我觉得氢作为燃料用应该不是它的主流。车假如要做到零排放,零碳排放,我认为最好的出路还是储电,是电池。

人类最终能源靠什么?

将来假如我们的电全部是用光电和风电生产的话,会出现不稳定,夜里没有阳光发不了电,一看云彩过来以后,发电效率很低,所以它是不稳定的。这种非化石能源的可再生的能源发电不稳定,一定要电池来保护。可再生能源加上储电才能上电网,过去由于储电能力不够,我们就出现了弃风弃光的(情况),没法上网的问题。

那么储电需要建很大的储电装置,假如说有一辆车都是电动车,它的电池都可以同时作为稳定电网的储电的机制,我们就省了很多钱了,我们就不必要建那么多大的储电工厂,所以这个是又有另外一个外加的好处。将要组织国家倡导在电动车足够量的时候,我们可以改变思路,为将来的整个的零电网供应很大的支撑,可以省很多的钱。那么国外也有这样的尝试,国内也有这种想法。将来的这种用电来驱动,我们有假如很便宜的绿电的话,我们就全部电气化的路是一定走成的。

人类最终能源靠什么?靠的是可再生发电,叫光伏、风电等等不用化石能源的发电,加上储电组成智能电网,就可以实现零碳电力系统。这样的话我们就少收了几十亿吨煤,就减少了大量的二氧化碳排放。用可再生能源代替化石能源,就是说我们将来是化石能源时代变成可再生能源时代,我们化石要从燃料变成材料的时代,材料要是循环利用的时代。

“碳中和”仅仅是能源问题?

还有一个更重要的要实现碳中和的一个重要的方向,大家绝对不能忽视,我们要在2060年我们要碳排放,净碳排放要做到0,可是同时我们还要做另外一个事儿,就是我们要达到发达国家水平。假如我们碳中和和经济发展同步实现的话,对我们的压力也更大了。我们必须要发展那些能耗非常小,产值非常高,性能非常高的产业,所以我们这种高耗能低产值的企业就会被高附加值、高质量、高性能的产业代替。

所以这个就是一个最重大的转变,也就是说我们在40年之内一定要实现从一个工业化社会,转变成一个智能化社会,我们生产的东西少,质量高,价格高,二氧化碳排放少,碳中和就提出来更难的事儿,这就不(只)是我们化工(行业)的事儿,而(是)全社会的努力做到这一点。我们化工人就要生产,比如说我们石油化工要生产那种性能非常高的,高强度、高质量、高耐磨、高耐热等等高新的材料,价格高,制造高能性能的产品,因为高性能的高价值的产品,前提条件必须有高性能的材料,我们化工人就应该支撑高科技的发展,给提供高性能的材料,这个是我们更重大的任务。

实现中国从工业化社会变成一个智能化社会,这个是我们所有化工人应该做的,所以碳中和绝对不是一个简单的能源问题、一个材料问题,它是个全面的一个生态文明建设总体的一个思路。也就是说有人提出来说今后40年,无论你从研究、开发、设计、生产、销售、废弃、重新利用,生产环节的整个的结构,都要以碳中和作为重大的考量。就是说我们不只是要求我们的工业产品性能好,价值高,耗能少,而且要求它少二氧化碳排放,它生产过程、使用过程、废弃过程都是二氧化碳排放最少的,要全生命周期的考量这个问题。

所以就说摆在我们面前的任务非常宏伟,假如碳中和实现以后,中国就永远的摆脱了我们资源不足的制约。我们现在石油进口(依存度)已经70%多了,天然气已经50%多了,我们发展会受到这种能源不足,甚至一些资源不足的制约。假如我们实现了碳中和,那真是我们是实现了中国的可持续的高速的发展,任何都不能阻碍我们前进了,所以碳中和的价值是非常大的。

(关于煤的清洁化利用)二氧化碳的问题,这个是一个最难的,最彻底的解决就是关掉火电,可是关掉火电会有很大的经济代价,国家的政策要在40年之内逐渐的淘汰火电,因为一个电厂它的生命周期也就40多年,假如我们有序的,从现在起不再建火电站了,我们逐渐的按照它的年龄逐渐淘汰,然后大量建的用可再生能源替代,这样的话就减少了二氧化碳排放。

 为什么说“碳中和”不能一蹴而就?

我们人能不能够效仿自然的办法减少二氧化碳排放呢?可以。

我们接了一个题目,就是怎么把天上的二氧化碳或者是电厂排的二氧化碳,把它变成石头。它不到天上去了,变成石头,这个过程我们就用废弃的比如说混凝土,当然混凝土量要小,因为世界排二氧化碳太多,都是几百亿吨,我们要找一个更大的量的硅酸盐,就是我说的橄榄石、蛇纹石,它们储量有多少万亿吨,把这些碳酸盐和氯化胺反应,变成氯化物,氨气排出来了,这个氯化物在氨盐水里有氨,再加上碳酸盐的情况之下,通过通进二氧化碳就可以变成碳酸盐,就把二氧化碳储存下来了。

我们可以完全通过这个就可以把气体二氧化碳变成固体的碳酸钙、碳酸盐,那么这个就是效仿地球初期的地质的变化,在实验室里我们已经做成了。

当然现在经济上可能还不合算,可是假如碳税很高的时候,也许这个本来不可能、在经济上不合算的,就变成合算了,所以这是一个储备技术,当然我们还有很多的技术,所以我们现在搞化工的人视野很宽,不只是石油了。各种行当,化石还有各种的先进材料,甚至于农业,我们也很关注,因为农业跟化工关系非常的密切,比如说肥料、农药、薄膜、土壤改良等等,所以我就希望我还在力所能及的情况底下,在不同领域折腾,就起一个催化剂的作用,一起能给国家做点事。我的能力有限,好在我们的年轻老师这一代非常聪明,非常有事业心,他们完全值得信赖。