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劉科院士:電網67%是煤電,電動車是在增加碳排放

記者|葛振偉

全國碳市場于7月16日正式開市,7月15日,澳洲國家工程院外籍院士、南方科技大學創新創業學院院長劉克在深圳"科技創新院士講堂"做了關于"碳中和誤區及其現實路徑"的專題演講。

<h4>目前關于碳中和的六個神話</h4>

劉克院士指出,目前行業對碳中和的挑戰和認識有限,存在幾個誤區:

誤區1:人們認為風能和太陽能比火電便宜,是以太陽能和風能完全取代火力發電,實作碳中和。事實上,每年有8760小時,太陽能發電小時數因地而異,平均約為1700小時;也就是說,太陽能大約是1/5-1/6的時間段比火電便宜;而在其他5/6時間段内,如果要儲存電力,成本會比火電高得多。

誤區二:人們以為有神奇的大規模儲能技術,但實際上,能源行業并沒有計算機行業的摩爾定律。"人類花了100多年的研發時間,電池的能量密度還沒有發生革命性的變化和根本性的改變",到目前為止,最便宜的大規模GW和電力存儲是100多年前發明的抽水儲能技術。

誤區三:由二氧化碳制成的化學物質,但從規模上講,由二氧化碳制成的化學物質不具有碳減排的價值。世界上大約87%的石油被燃燒,大約13%的石油生産我們所有的石化産品。二氧化碳對其他化學品對碳減排的貢獻是相當有限的。

誤區4:人們認為,使用CCUS(碳捕獲,利用和儲存技術)技術可以實作碳中和。生産過程中排放的二氧化碳被捕獲和淨化,然後投入到新的生産過程中進行回收或儲存,理論上可以實作二氧化碳的大規模捕集,但"碳中和不僅是一個技術問題,更是經濟社會發展平衡的綜合問題",劉克院士強調,在目前的技術條件下, 成本非常高,不可能實作完全的碳封存,自然界中二氧化碳的回收也非常困難。到目前為止,CCS或CCUS減少的二氧化碳排放量非常有限。

誤區5:碳中和可以通過提高能源效率來實作。通過提高能源效率,可以顯著減少工業過程和産品使用中的碳排放,中國的能源效率在前20年确實有了顯著的提高,但在同一時期,碳排放總量并沒有減少,反而增加了很多。是以,提高能源效率是碳減排的重要手段,但隻要使用化石能源,能源效率對碳中和的貢獻也非常有限,提高能源效率确實是減少碳排放的最低成本,應該是最優先考慮的。

誤區六:我希望用電動汽車代替燃油車,以減少碳排放,但實際上,電動車和燃油車之間的争鬥始于一百年前。劉克院士說,"如果能源結構不改變,如果67%的電網仍然是煤電,那麼電動汽車正在增加碳排放,而不是減少碳排放。隻有當能源結構和電網主要由可再生能源組成時,電動汽車才能被認為是清潔能源。

<h4>未來如何實作碳中和?</h4>

劉克院士提出了實作碳中和的幾條現實路徑:

第一條路徑是通過現有煤化工和可再生能源的結合,實作低碳能源體系。一方面,現有的煤化工行業可以實作淨零碳排放,另一方面,它是通過電解水制備的,用于太陽能,風能和核能,合成氣不被水蒸氣轉化,大大減少了煤制甲醇的CO2排放量。

第二條途徑是在煤炭領域使用碳中和技術——微礦分離技術。在煤炭燃燒之前,分離出含有污染物的可燃物和礦物,制備低成本的液體燃料+土壤改良劑,從源頭上解決煤污染、化肥濫用和土壤生态問題,低成本生産甲醇、氫氣等高附加值化學品。

第三條路徑是實作光伏與農業的全面發展,将光伏與農業、畜牧業、水資源利用、沙漠治理相結合,實作光伏與沙漠治理相結合,光伏與農業聯合減碳。

第四條路徑是綜合利用峰谷電和熱能儲存,火電廠半夜不能停下,半夜從12點到早上6點,雖然火電廠還在排放大量的二氧化碳, 但産生的電力沒有被使用;使用分布式儲熱子產品,在谷地用電期間以熱的形式儲存電力,然後在需要供暖或空調的情況下,可以大大減少二氧化碳的排放,實作真正的煤改電,然後與屋頂光伏戰略和縣級經濟相結合,進一步降低用電量。

第五條路徑是利用可再生能源生産甲醇,再做分布式發電。甲醇氫氣分布式能源可用于替代所有使用柴油發動機的場景,并補充光伏和風能等不穩定可再生能源的多能源。