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长包信:本轮能源革命已经不是资源属性的革命,而是制造属性的革命

中国电力网
2024-02-22
 来源:睿见Economy
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  “亚布力中国企业家论坛第24届年会”于2024年2月21日-23日召开,中国科学院院士、中国科学技术大学校长包信和出席并演讲

  包信和表示,本轮能源革命、工业革命有一个很大的特点。以前都讲从高碳到低碳,而这一次的工业革命要从低碳到无碳。随之而来的改变是,本轮能源革命已经不是资源属性的革命,而是变成了制造属性的革命,涉及材料制造等等领域。

  谈及碳排放与气候变暖,包信和很生动的比喻说,二氧化碳排放就像给地球盖了一个被子,热量散发不出去,最终导致地球温升。

  在他看来,对中国人来讲,双碳目标是一场硬仗。

  “为什么是硬仗呢?欧洲一九八几年就碳达峰了,2050年碳中和时间很长,70多年时间,美国二零零几年就碳达峰,但是我们2030年才要达到碳达峰,而且中国的碳排放大概占到全球的1/4左右,量非常大”。

  还有一个重要原因是,国际上谈碳达峰、碳中和的国家,基本上人均GDP都已经达到2万到3万美元左右,已经成长到非常强壮的阶段了。但中国碳达峰、碳中和的时候,人均GDP大概只有1万美元左右,“我们都是年轻人,正要吃饭的时候,说你要少吃饭,对我们来说实际上是一个很大的挑战”,包信和说。

  包信和强调,化石能源是我们的宝藏,可再生能源是核心,氢能源是关键,而富碳效应可以起到兜底的作用。

  谈及可再生能源,包信和介绍说,太阳能资源在全国范围之内是比较大的,我国的太阳能资源很高。把太阳能转换器可以把太阳能转化成电,“从最初转化效率大概6%点几,到现在精硅可以达到26%、30%几甚至更高”。

  不过,在他看来,太阳能最终发展的趋势是叠层。要用不同的材料把太阳能中不同的能量全部用起来,使得发电效率提高到更高的水平。“未来哪一天,我们能够把高和低的都能用上,能量肯定效率很高”。

  “大家都知道,高空当中的太阳能电池效率很高,达到30%几,现在有些高峰达到40%几,低谷的时候就是30%几。世界上最高的实验室里面做出来的太阳能的发电效率到了68%。大家可以想像,我们现在是26%,假如哪一天能达到50%,这个世界完全就有一个很大的变化”,他说。

  至于叠层,他介绍说有很多方法,“现在做的比较多的是钙钛矿跟其它东西的叠层,太阳能跟精硅叠层是做得最多的。今天上午,我在飞机上看到中国人做出来的现在可以达到33%的转化效率,未来的叠层机会是非常大的”。

  包信和总结说,现在太阳能的光谱非常丰富,从高能到低能,最终把这些叠起来,把这些光全部都能用上,最终才能达到一个比较好的转化效率。

  而氢能方面,由于燃烧以后的最终副产物是水,而水经过处理以后,又可以变成氢,是能够循环的,所以氢能研究非常火热。

  不过,包信和强调,“大家不要忘记一件事情,到底水怎么变的氢?假如水通过化石能源,通过煤油气变成氢,我们就叫灰氢。假设这些变化当中,把二氧化碳处理掉,我们就把它叫做蓝氢。最终实际上要通过可再生能源,太阳能、风能这些东西发的电,把它变成氢才把它变成绿氢”。

  “我们以前一直这样讲,自然界当中并没有氢能,氢能是我们可再生能源的搬运工。也就是说你搞氢能一定要有一次能源,没有一次能源是不能搞氢能这件事情”,他说。

  因此,最关键的问题就是怎么从一次能源变成氢。

  包信和介绍说,现在制氢的方法非常重要,也很多,用的最多的制氢的方法就是从煤产氢来,氢每公斤的价格是10元左右,但排放大量的二氧化碳。“现在大家想到的是电解水方法制氢,假如用电来制氢,大概是40到50块钱左右一公斤的氢,当然经济账是不合适的。大家可以看到,中国也好,世界也好,现在大量的氢,95%以上都是从化石能源制来的,就是灰氢,只有5%以下才是真正的从可再生能源制出来的氢”。

  除此之外,还可以用电制氢。他介绍说,现在业界正在研究,阴离子交换膜的电解槽和氧离子传递的高温膜的水解方法制氢。

  “我自己认为,最终可能做到折纸导电,世界上都在攻关,但是进步不是非常大,这个东西能够克服前面我讲的很多方法的弱点,它有很多优点,我们国内也在做这件事”。

  对于制氢,他总结说,第一,电解水的效率要提高,降低投资。第二,关键的问题是电价。从效率提高方面来讲,最终比较可行的方法、廉价的方法应该是固体的氧化物或者是碱性膜的方法。“现在有一个估计,当电价降低到2毛钱左右,在现有的条件下大概可以做到17块钱左右或者更低一点一公斤氢”。

  “说氢怎么贵怎么便宜,首先要看电价,没有这个电价是做不到便宜的氢”,他说。

  包信和说,未来碳达峰、碳中和之路有很多路可以走,有很多商业的机会,民营企业、国有企业都有很多机会做事情。

  来源:睿见Economy



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