綠色甲醇:碳中和的另外一條道路

作者: 2022年01月06日 來(lái)源: 瀏覽量:
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以綠色甲醇為原料的能源系統(tǒng)若能大面積推廣,可實(shí)現(xiàn)用如今煤炭和石油經(jīng)濟(jì)不到五分之一的碳排放量,解決中國(guó)的電力、交通和供暖供冷等問(wèn)題。   作者/劉科   來(lái)源/財(cái)經(jīng)雜志   現(xiàn)在風(fēng)能和太陽(yáng)能價(jià)格便宜,然

  以綠色甲醇為原料的能源系統(tǒng)若能大面積推廣,可實(shí)現(xiàn)用如今煤炭和石油經(jīng)濟(jì)不到五分之一的碳排放量,解決中國(guó)的電力、交通和供暖供冷等問(wèn)題。

  作者 / 劉科

  來(lái)源 / 財(cái)經(jīng)雜志

  現(xiàn)在風(fēng)能和太陽(yáng)能價(jià)格便宜,然而到2019年底新冠肺炎疫情發(fā)生之前,經(jīng)40多年發(fā)展的中國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能能夠輸?shù)綎|部的電僅相當(dāng)于1.92億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)電量,約占煤電的12.5%。

  受限于電網(wǎng)穩(wěn)定性的要求,電網(wǎng)僅可輸送有一定量的非穩(wěn)定能源。全年太陽(yáng)能只有20%左右發(fā)電時(shí)間(取決于區(qū)域),另外約80%的時(shí)間怎么辦,需要尋求一種經(jīng)濟(jì)可行\(zhòng)可全域推廣的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。

  電池儲(chǔ)能從1859年到現(xiàn)在研究了上百年,花了上萬(wàn)億元人民幣研發(fā),然而100多年前就存在的抽水蓄能技術(shù),仍然是當(dāng)今技術(shù)成熟度最高、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。抽水蓄能項(xiàng)目的選址對(duì)天然地理位置要求很高,中國(guó)抽水蓄能電站主要分布在華東和華北,占總規(guī)模的60%。電池儲(chǔ)能技術(shù)研究了100多年,至今“全世界一年電池產(chǎn)量?jī)?chǔ)的電不夠東京一天用”,如果一個(gè)技術(shù)研究了100多年,仍競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)很多年前就存在的抽水儲(chǔ)能,在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域就應(yīng)該考慮其他的方向。

  目前,中國(guó)每年的碳排放量是103億噸,除以14億人口數(shù),每個(gè)人平均約7.4噸。一個(gè)三口之家約為22噸,每天都在開(kāi)車(chē)、用電,只要人人都有節(jié)能意識(shí),就可以減少很多碳排放。

  在整個(gè)減碳大背景下,從理論的角度上是可以把二氧化碳轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品。全世界87%的石油被用于燃燒,僅13.3%生產(chǎn)了人類(lèi)使用的所有石化產(chǎn)品。依靠二氧化碳轉(zhuǎn)成其他物質(zhì),如果能盈利則可以推,但對(duì)于整個(gè)碳排放體量來(lái)說(shuō)是杯水車(chē)薪。

  碳捕獲與封存(CCS)和碳捕集利用與封存(CCUS)技術(shù)也備受關(guān)注,但是目前全球運(yùn)行的CCS設(shè)施每年僅可捕集和永久封存約400萬(wàn)噸二氧化碳。如圖1所示,傳統(tǒng)的CCS技術(shù)對(duì)地質(zhì)條件要求較高,需要鹽水層進(jìn)行二氧化碳封存,其適用面較窄,成本較高。

  

 

圖1 碳捕獲與封存(CCS)示意圖

 

  相較于CCS技術(shù),中國(guó)CCUS技術(shù)發(fā)展較快,每年二氧化碳捕集量約為170萬(wàn)噸。但在數(shù)以?xún)|噸計(jì)的碳排放前,CCS與CCUS的作用都是有限的。十幾年前筆者所在的美國(guó)通用電氣公司耗費(fèi)28億美元,建成了630MW凈零排放整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(IGCC火電廠),被稱(chēng)為是愛(ài)迪生創(chuàng)立GE100多年來(lái),GE做的最復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng),但最后也沒(méi)能埋藏二氧化碳;當(dāng)初福島核電站事故尚未發(fā)生,按當(dāng)初的數(shù)據(jù),與其干IGCC或火電廠CCS/CCUS路線,不如直接干核電。

  提高能效是降低碳排放確實(shí)可行的路徑,也是減低碳排放成本最低和優(yōu)先實(shí)施的途徑。如圖2所示,經(jīng)過(guò)了100多年的工業(yè)化,到2001年,中國(guó)煤產(chǎn)量?jī)H為13億噸。到2013年,僅13年的時(shí)間就增加至39億噸。12年時(shí)間中國(guó)能源消耗翻了三倍,這個(gè)數(shù)字是驚人的;其主要原因是2001年中國(guó)加入WTO,世界市場(chǎng)對(duì)中國(guó)開(kāi)放了,中國(guó)成為世界工廠,能源消耗猛增。同時(shí),這一時(shí)期大量的房地產(chǎn)及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也刺激了煤炭消費(fèi),鋼筋水泥都需要消耗大量煤炭。

圖2 中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程與原煤產(chǎn)量關(guān)系圖

 

  電動(dòng)車(chē)減碳爭(zhēng)議電動(dòng)車(chē)可以減碳,但前提條件是電網(wǎng)中的電大部分應(yīng)該是非化石能源生產(chǎn)的。如果能源結(jié)構(gòu)不改變,電網(wǎng)中的電仍然大部分是靠煤發(fā)的,表面上是電開(kāi)車(chē),從全生命周期看實(shí)際上是靠煤開(kāi)車(chē),電動(dòng)車(chē)對(duì)減碳的貢獻(xiàn)是非常有限的。

  對(duì)汽車(chē)輪船等交通工具,如圖3所示,對(duì)汽車(chē)、輪船、飛機(jī)等移動(dòng)交通工具而言,能量存儲(chǔ)最重要的是油箱不能無(wú)限大。如果都是1立方米的儲(chǔ)能空間,氫每立方米的能量密度反而是最小的,為3.2千瓦時(shí)/立方米,天然氣只有10千瓦時(shí)/立方米,鉛酸電池90千瓦時(shí)/立方米。

  人類(lèi)花了上百年時(shí)間研發(fā),現(xiàn)在特斯拉、比亞迪做到的電池也就是300千瓦時(shí)/立方米-600千瓦時(shí)/立方米,而汽油是8600千瓦時(shí)/立方米,后面我們要提到的綠色甲醇是4300千瓦時(shí)/立方米。

  人類(lèi)的第一條流水線為什么是1913年福特的汽車(chē)生產(chǎn)線?生產(chǎn)一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)是很貴的,但福特的生產(chǎn)流水線建成以后,一條流水線如果滿(mǎn)產(chǎn),每臺(tái)車(chē)的成本就會(huì)大降。1913年福特的流水線投產(chǎn)后,汽車(chē)價(jià)格從當(dāng)初的4300美元降到300多美元,使當(dāng)時(shí)每一個(gè)美國(guó)的藍(lán)領(lǐng)工人都能買(mǎi)得起汽車(chē)。

  然而,電動(dòng)車(chē)不同,其核心部件是電池,其生產(chǎn)過(guò)程需要各種制造材料,且部分材料如有色、稀貴金屬的儲(chǔ)量及開(kāi)采量有限,生產(chǎn)1萬(wàn)臺(tái)、10萬(wàn)臺(tái),每臺(tái)成本有所下降,但是每個(gè)電池的制備單價(jià)大部分是由材料決定的,不是量越大越便宜;反而是量大到一定程度,市場(chǎng)上材料的供需關(guān)系失衡時(shí),有些金屬材料的價(jià)格會(huì)飛漲。近期,由于各電動(dòng)車(chē)廠擴(kuò)產(chǎn),造電池用的所有金屬價(jià)格都飛漲,就說(shuō)明了這一點(diǎn)。

  此外,電池的回收問(wèn)題還沒(méi)有完全解決。大規(guī)模的使用電動(dòng)車(chē),將來(lái)幾百萬(wàn)個(gè)電池分布在中國(guó)大地。如果不回收的話,電池的隨意丟棄,電池里一些劇毒化學(xué)品將會(huì)污染土壤、污染地下水。

  也有人提出,通過(guò)回收電池作為儲(chǔ)能電站,可以解決廢舊電池問(wèn)題。近期,由于幾起安全事故,發(fā)改委把許多廢舊電池儲(chǔ)能電站項(xiàng)目叫停了,廢舊電池儲(chǔ)能站的大規(guī)模應(yīng)用還存在很多問(wèn)題。

  鑒于此,電動(dòng)車(chē)是可以發(fā)展的,但是從生產(chǎn)之日起必須考慮電池回收問(wèn)題。電動(dòng)車(chē)是很好的技術(shù),在城市大家只是上下班開(kāi)車(chē)使用非常好。電動(dòng)車(chē)發(fā)展到一定規(guī)模,各種金屬價(jià)格仍然合理才是比較科學(xué)的,其增長(zhǎng)速度要和材料的價(jià)格及能源結(jié)構(gòu)的改善匹配,才能健康發(fā)展。

  中國(guó)目前每年的汽車(chē)產(chǎn)能約2900萬(wàn)輛,今年電動(dòng)車(chē)的產(chǎn)能已近300萬(wàn)輛,這已導(dǎo)致近期各種金屬價(jià)格飛漲;電動(dòng)車(chē)?yán)^續(xù)盲目擴(kuò)大產(chǎn)能對(duì)整個(gè)行業(yè)不一定是好事。

  筆者認(rèn)為,除非短期內(nèi)有技術(shù)的重大突破,電動(dòng)車(chē)的第一個(gè)約束因素是各種金屬材料的價(jià)格;第二個(gè)約束因素是發(fā)展到一定規(guī)模后,電網(wǎng)包括小區(qū)電網(wǎng)的改造都需要和電動(dòng)車(chē)的發(fā)展速度匹配;目前資本市場(chǎng)對(duì)電動(dòng)車(chē)這一行業(yè)的估值可能已經(jīng)偏高。

 

 

圖3 燃料質(zhì)量能量密度與體積能量密度關(guān)系圖

 

  綠色甲醇,另一條道路中國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迅速,煤制甲醇的產(chǎn)能達(dá)到了9000萬(wàn)噸/年,主要聚集在西北地區(qū),約占汽油產(chǎn)能的四分之一。甲醇是含氫量高達(dá)12.5%的液體,可以通過(guò)成熟的重整技術(shù)制成氫氣。甲醇在常溫常壓下是液體,安全等級(jí)和汽油相近,并且在零下93攝氏度也不會(huì)結(jié)冰。

  因其具有以上優(yōu)點(diǎn),甲醇可以通過(guò)罐車(chē)、管道高效率的輸送。在中國(guó)西氣東輸管道已經(jīng)建成,成本中比例較大的土地費(fèi)用已經(jīng)支付,相同的能量密度下,甲醇只需要一條直徑為天然氣輸氣管六分之一的管道即可長(zhǎng)距離輸送。在相同管徑下,輸入甲醇的總能量是天然氣的36倍,且輸送成本遠(yuǎn)低于氣體輸送。

  如圖4所示,中國(guó)現(xiàn)有的甲醇生產(chǎn)主要依賴(lài)煤炭,生產(chǎn)1噸產(chǎn)品需要排放3.5噸-4.0噸二氧化碳。主要的排放來(lái)源是制氧用的高能耗空分裝置和調(diào)節(jié)CO和氫氣比例的水氣變換單元。

 

圖4 傳統(tǒng)的煤制甲醇工藝路線

 

  結(jié)合上文提到,因?yàn)轱L(fēng)能和太陽(yáng)能成本已經(jīng)相當(dāng)?shù)土耍S多人認(rèn)為可以用西部的可再生電能去電解水制氫、制氧,把氧氣排空,把氫氣拉到東部來(lái)開(kāi)車(chē)。這一愿景很美妙,但氫氣既不好儲(chǔ)存,也不易運(yùn)輸,罐車(chē)運(yùn)輸氫氣超過(guò)一定量,一些隧道都不能過(guò)。

  甲醇是良好的儲(chǔ)氫載體,將風(fēng)能和太陽(yáng)能以液體的綠色甲醇形式存儲(chǔ),可解決氫氣儲(chǔ)運(yùn)的問(wèn)題。如果利用西部地區(qū)已建成的煤化工廠,接受來(lái)自于可再生能源的氧氣和氫氣,即可使甲醇的生產(chǎn)向綠色傾斜。

  如圖5所示,我們團(tuán)隊(duì)提出的綠色甲醇制備路線,主要特征在于,使用太陽(yáng)能和風(fēng)能電解水產(chǎn)生綠氫和綠氧,精簡(jiǎn)掉了空分和水氣變換工藝單元,傳統(tǒng)甲醇生產(chǎn)設(shè)施只需進(jìn)行改造翻新即可用于制取綠色甲醇。這里,綠色甲醇指的是,在生產(chǎn)過(guò)程將太陽(yáng)能和風(fēng)能這類(lèi)綠電以甲醇化學(xué)能的方式儲(chǔ)存下來(lái),而且甲醇生產(chǎn)工藝及公用工程基本不排放二氧化碳。

圖5 綠色甲醇工藝路線

 

  有煤、有太陽(yáng)、有風(fēng)的西部多數(shù)位于海拔1500米的地區(qū),西氣東輸?shù)墓芫€已經(jīng)建成,而修管線最貴的是征地和立項(xiàng);如果西氣東輸?shù)墓芫€已經(jīng)有了,根據(jù)圖3的質(zhì)量能量密度與體積能量密度關(guān)系圖,甲醇每立方米體積能量密度是4300千瓦時(shí)/立方米,天然氣每立方米只有10千瓦時(shí);用西氣東輸六分之一的管徑的小管子就可輸送與西氣東輸同樣的能量。

  此外,東西部的海拔差,液體可以自動(dòng)流到東部沿海城市。在“雙碳”的要求下,今后既然儲(chǔ)電成本尚高,還存在一定的瓶頸,那可以把多余的、便宜的風(fēng)能太陽(yáng)能電解水制氫制氧,僅利用一點(diǎn)點(diǎn)碳,把太陽(yáng)能風(fēng)能轉(zhuǎn)成綠色的液體進(jìn)行利用,液體是人類(lèi)最好的能源載體。

  綠色甲醇無(wú)論在任何場(chǎng)景應(yīng)用,都將是綠色,無(wú)碳排放的。如圖6所示,甲醇汽車(chē)使用甲醇路線。第一,甲醇內(nèi)燃機(jī)就已經(jīng)成了綠色能源。吉利等生產(chǎn)的甲醇內(nèi)燃機(jī)車(chē)技術(shù)已相當(dāng)成熟,今天西安、貴陽(yáng)等十幾個(gè)城市的公共汽車(chē)、營(yíng)運(yùn)車(chē)都使用甲醇作為燃料,開(kāi)了好幾年,沒(méi)有任何問(wèn)題。第二,可以做綠色甲醇-電混合動(dòng)力,就如比亞迪的唐DM-i,油電混合動(dòng)力百公里油耗為5升左右。而使用綠色甲醇-電混合動(dòng)力的話,汽車(chē)的碳排放就大幅度降低。第三,當(dāng)燃料電池成本足夠便宜了,車(chē)上裝綠色甲醇,通過(guò)車(chē)載甲醇在線制氫,氫氣通過(guò)燃料電池發(fā)電,電再為車(chē)輛提供動(dòng)力,1升甲醇制氫氣是1升液氫的兩倍。

圖6 汽車(chē)上甲醇使用路線

  如圖7所示,為甲醇加注站的示意圖,通過(guò)把現(xiàn)有液體基礎(chǔ)設(shè)施加油站改造成綠色甲醇加注站,可以支持內(nèi)燃機(jī)車(chē)、電動(dòng)車(chē)、氫燃料電池車(chē)三代汽車(chē)的發(fā)展。

  人類(lèi)不應(yīng)該急于把已建成的液體設(shè)施扔掉,加氫站的占地面積比現(xiàn)在中石化的加油站占地面積大。而使用甲醇作為運(yùn)輸工具的燃料,可很好地利用現(xiàn)有的燃料加注設(shè)備。舉個(gè)例子,現(xiàn)有加油站一個(gè)罐可先改造為是綠色甲醇儲(chǔ)罐,其他五個(gè)罐仍是汽油,再過(guò)幾年根據(jù)需求可以逐漸替代相關(guān)油罐為綠色甲醇儲(chǔ)罐,基礎(chǔ)設(shè)施得到緩慢發(fā)展,同一套甲醇裝置在現(xiàn)在可以使用內(nèi)燃機(jī)等成熟技術(shù),并且可以進(jìn)一步發(fā)展為插電式混動(dòng)模式,在未來(lái)還能夠支撐氫能與燃料電池等三代汽車(chē)的發(fā)展。

 

圖 7 甲醇加注站示意圖

 

  甲醇制氫給燃料電池發(fā)電不僅能夠用于車(chē)輛,還是一種分布式能源技術(shù),我們團(tuán)隊(duì)在分布式發(fā)電上也已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多年。如圖8所示,為分布式能源技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景。廣東有多個(gè)山頂?shù)?G基站就是以甲醇-水重整制氫發(fā)電作為供能系統(tǒng),給基站供電了好幾年,非常穩(wěn)定。

  因?yàn)樵谏巾斏希ㄟ^(guò)市電拉線到基站成本高昂。四臺(tái)2.5千瓦的綠色甲醇分布式供能系統(tǒng)就足夠滿(mǎn)足一座5G基站的用電需求。每隔幾個(gè)月拉半車(chē)甲醇就可滿(mǎn)足其用電需求。

  這個(gè)設(shè)備發(fā)電只要甲醇和水。工作原理是甲醇和水在200多攝氏度產(chǎn)生氫氣,氫氣在80攝氏度和空氣通過(guò)燃料電池發(fā)電。它的發(fā)電效率就比內(nèi)燃機(jī)燃燒發(fā)電效率高2倍-3倍,而且反應(yīng)器中200多攝氏度的余熱冬天可以供暖,夏天通過(guò)熱泵可以制冷。一個(gè)2.5千瓦的單臺(tái)機(jī)器就可以滿(mǎn)足一個(gè)普通的別墅的供電、供暖、制冷需要。

  比較一下,這種分布式能源系統(tǒng)和今天中國(guó)的煤炭經(jīng)濟(jì)的碳排放,目前西部建一個(gè)火電廠,發(fā)電率約為40%,100萬(wàn)大卡的煤只發(fā)40多萬(wàn)大卡的電,在輸送的過(guò)程中再損失一些,只有30多萬(wàn)大卡電送到東部沿海城市的用戶(hù)端,其中60多萬(wàn)大卡以熱的形式耗散掉。

  電可以通過(guò)電網(wǎng)遠(yuǎn)距離輸送,熱不可能遠(yuǎn)距離輸送。而綠色甲醇液體可以通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)姆绞?,高效地運(yùn)輸過(guò)來(lái)。在房子邊上用燃料電池分布式發(fā)電,不僅發(fā)電效率高,而且甲醇制氫290度的余熱能夠?qū)崿F(xiàn)冬天供暖、夏天通過(guò)熱泵制冷。

  因此,假設(shè)采用綠色甲醇分布式能源系統(tǒng),排放不到今天煤炭/石油經(jīng)濟(jì)五分之一的碳,就可能解決中國(guó)的電力、交通和供暖供冷等問(wèn)題。尤其是用綠色甲醇取代石油的話,可有利于解決中國(guó)能源安全問(wèn)題。

  美元和黃金早就脫鉤,美元的支撐就是石油。今天用風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源制的甲醇可能略微比煤制甲醇貴一點(diǎn),但也貴不到哪兒去,且煤炭可用劣質(zhì)煤來(lái)做作為相關(guān)原料,進(jìn)一步的降低成本。

  因此,綠色甲醇每百萬(wàn)大卡的成本不會(huì)超過(guò)汽油,利用中國(guó)已經(jīng)便宜的太陽(yáng)能和大量的生物質(zhì)、城市垃圾(約80%是生物質(zhì))及劣質(zhì)煤制成的綠色甲醇,不僅可以大大減低碳排放,而且不需要進(jìn)口,可打破石油美元的壟斷。

  

圖8 分布式能源技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景

 

  為了使得綠色甲醇的生產(chǎn)變得可承受,在已有技術(shù)條件下需要降低成本。近幾年我團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了如圖9所示的微礦分離技術(shù),在燃燒前把煤在水里磨細(xì),把可燃的不可燃的分開(kāi),煤里可燃的就是光合作用形成的,不可燃的是來(lái)源于遠(yuǎn)古大地的礦物質(zhì),可用于治理板結(jié)的土地、鹽堿地及沙漠。

  因此,我們提出煤炭工業(yè)的第一個(gè)碳中和概念。傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電,將煤炭直接燒后產(chǎn)生大量的灰渣及排放二氧化碳,因此今天火電廠粉煤灰成災(zāi)。目前看來(lái),人類(lèi)自工業(yè)革命300多年來(lái),使用煤炭的方式是錯(cuò)誤的;不管什么煤,一把火燒掉。正確的方式應(yīng)該是把煤中可燃與不可燃的組分在燃燒前先分開(kāi),來(lái)自于遠(yuǎn)古大地的礦物質(zhì)應(yīng)該把它分離出來(lái)后,該還回土地的礦物質(zhì)部分與有機(jī)質(zhì)及農(nóng)業(yè)菌一起制成有機(jī)肥及土壤改良劑。

  

圖9 微礦分離技術(shù)及產(chǎn)品

 

  如果10所示,為團(tuán)隊(duì)研發(fā)的微礦土壤改良劑及其施用作物圖。微礦土壤改良劑可用于治理板結(jié)的土壤,鹽堿地及沙漠,可以通過(guò)促進(jìn)植物生長(zhǎng)的方式將燃煤排放的二氧化碳重新存儲(chǔ)回來(lái),這樣也可以做到降低碳排放。

  在西部,通過(guò)太陽(yáng)能和沙漠治理結(jié)合形式,在太陽(yáng)能板下種植固沙植物,進(jìn)而太陽(yáng)能板發(fā)了電,而同時(shí)太陽(yáng)能板底下的植物也能良好地生長(zhǎng)起來(lái)、綠了起來(lái)。由此可知,碳中和是整個(gè)大的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整問(wèn)題。原料成本降低時(shí),能夠讓加入可再生能源后的甲醇生產(chǎn)變得具有競(jìng)爭(zhēng)力。

  零碳概念不科學(xué)國(guó)內(nèi)不同地方都提出要建“零碳產(chǎn)業(yè)園”。這個(gè)世界上的二氧化碳不能太多,但沒(méi)有二氧化碳也不行,我們呼吸的氧氣和吃的食品都需要二氧化碳光合作用生成。因此,生態(tài)環(huán)境需要有一定量的二氧化碳。把今天的煤炭/石油經(jīng)濟(jì)改為綠色甲醇經(jīng)濟(jì),可減碳近80%,這樣中國(guó)的碳中和問(wèn)題就基本可以解決了,而且成本是可控的,不像儲(chǔ)電那么貴。

  即使綠色甲醇的制備需要生物質(zhì)、城市垃圾或煤中的一點(diǎn)碳,但總體可實(shí)現(xiàn)碳中和,因此即使這樣制備的甲醇中有點(diǎn)碳,也可以稱(chēng)之為綠色能源。減碳的目的是為了阻止全球氣候變暖,是要把二氧化碳排放降低到一定水平而不是追求“零碳”,零碳做不到,也沒(méi)必要。

  碳中和需要各種清潔能源技術(shù)尤其是各種儲(chǔ)能技術(shù)齊頭并進(jìn)。太陽(yáng)能、風(fēng)能便宜了,應(yīng)大力發(fā)展,但實(shí)現(xiàn)碳中和的核心是各種儲(chǔ)能技術(shù)保證在沒(méi)太陽(yáng)、沒(méi)風(fēng)時(shí)也有電力供應(yīng)。除過(guò)發(fā)展核能及水電等穩(wěn)定的非碳電力,凡有地理?xiàng)l件做抽水儲(chǔ)能或有巖洞做壓縮空氣儲(chǔ)能的,都是很好的選項(xiàng)。在沒(méi)有這些地理?xiàng)l件時(shí),把太陽(yáng)能、風(fēng)能等非碳排放電力以綠色甲醇液體的形式儲(chǔ)存下來(lái)。

  由此,綠色甲醇可以作為綠色能源降低對(duì)外石油進(jìn)口依賴(lài)度;可通過(guò)分布式綠色甲醇燃料電池發(fā)電,不僅發(fā)電效率高,而且熱電聯(lián)供使得綜合能效大幅度提高,充分利用中國(guó)低成本的太陽(yáng)能、風(fēng)能為人們提供綠色的交通燃料;也可在沒(méi)風(fēng)、沒(méi)太陽(yáng)時(shí)長(zhǎng)期保證人們的供電、供暖及空調(diào)等需求。

  推動(dòng)碳中和是全社會(huì)共同的事業(yè),需要社會(huì)體系進(jìn)行創(chuàng)新與變革,同時(shí)更需要政產(chǎn)學(xué)研良性互動(dòng),真正把政產(chǎn)學(xué)研鏈接到一起的。在這個(gè)過(guò)程中最缺兩類(lèi)人:具有企業(yè)家精神的科學(xué)家和具有科學(xué)素養(yǎng)的企業(yè)家,我們希望與具有企業(yè)家精神的科學(xué)家和具有科學(xué)素養(yǎng)的企業(yè)家,共同推動(dòng)碳中和的進(jìn)步,實(shí)現(xiàn)我們的碳中和。

  (劉科 南方科技大學(xué)清潔能源研究院院長(zhǎng)、澳大利亞國(guó)家工程院外籍院士)

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