怎么才能在對經(jīng)濟影響最小的前提下,實現(xiàn)
碳中和?
碳中和的實現(xiàn)路徑有哪些?
本文來自能源科學(xué)家劉科的演講,劉科認(rèn)為很多經(jīng)濟學(xué)家對碳達(dá)峰碳中和的理解存在誤區(qū),缺乏數(shù)字概念。
首先,劉科介紹了目前碳中和的六個認(rèn)知誤區(qū):1、太陽能和風(fēng)能完全可以取代火電實現(xiàn)碳中和;2、儲能技術(shù)進步,風(fēng)能和太陽能就能徹底取代火電;3、可以把二氧化碳轉(zhuǎn)化成各種各樣的化學(xué)品;4、可以大量地捕集和利用二氧化碳;5、通過提高能效就可以實現(xiàn)碳中和;6、認(rèn)為電動車可以降低
碳排放。
其次,他指出目前我國碳中和有以下實現(xiàn)途徑:1、通過煤
化工與可再生能源結(jié)合實現(xiàn)低碳能源系統(tǒng);2、微礦分離技術(shù)可實現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)碳中和;3、實現(xiàn)光伏與農(nóng)業(yè)的綜合發(fā)展;4、峰谷電與熱儲能綜合利用;5、利用可再生能源制甲醇,然后做分布式的發(fā)電。
尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位嘉賓,很高興今天有機會來跟在座的各位分享碳中和相關(guān)的內(nèi)容。
我自己曾在海外工作過二十多年,之前在GE、UTC、??松?美孚等單位工作,2009年回國。回來以后第一份工作就是參與籌建
北京低碳清潔能源研究所(現(xiàn)國家能源集團北京低碳清潔能源研究院),并且擔(dān)任副所長和首席技術(shù)官。再后來,我決定出來做一些自己的事情。當(dāng)時,南方科技大學(xué)前校長陳十一院士邀請我去南方科技大學(xué),就這樣幾年前我就來到了
深圳。
來到南科大后我擔(dān)任了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長和清潔能源研究院院長,因為我一直在研究低碳和能源的事情,所以借著這個時間,今天跟大家講一下碳中和的一些內(nèi)容。
碳中和近期很熱,大家都在談,但真正對這一方面有全面理解的人不多。有一次我碰到一個朋友,他說我們現(xiàn)在專門在研究將來怎么去計量各個單位、各家公司的二氧化碳排放,這是一個大產(chǎn)業(yè)。我說他是勞民傷財。其實一方面,碳中和是一個宏觀的
問題;另一方面,看一個城市,比如深圳的的碳排,只要看一年耗多少萬噸煤炭,耗多少萬噸天然氣,耗多少萬噸油,每一個乘一個系數(shù),再加上耗電量導(dǎo)致的發(fā)電端的碳排放,這個城市二氧化碳的排放的總量就可估算出來了,這樣算出來的碳排放量基本上占實際排放量的92%左右,其它如秸稈,沼氣及垃圾燃燒等只占8%左右。
所以,今天我先給大家談一下一些數(shù)據(jù)和事實。
據(jù)統(tǒng)計,2020年,我們中國二氧化碳排放大約103億噸(報道數(shù)據(jù)是102億噸到108億噸,我選其它文獻(xiàn)中也用的103億噸這個中間的數(shù)字),其中,煤炭、石油、天然氣排放達(dá)到95億噸,另外一部分是各種小的,比如沼氣、生物質(zhì),還有一些其他的排放。所以,約92%的CO2排放是以上煤炭、石油、天然氣這三種化石能源燃燒產(chǎn)生的。衡量任何一家公司、任何一家單位、任何一個系統(tǒng),把這三個算準(zhǔn)就可以了。國家對這三個都有統(tǒng)計數(shù)據(jù),不需要額外再計量CO2排放量。
2020年,中國的總煤耗量大約36億噸,折算成標(biāo)準(zhǔn)煤大約28億噸,每噸標(biāo)準(zhǔn)煤再乘以一個系數(shù)就可以得出,煤炭一年大約排放73.5億噸二氧化碳。2020年,中國的石油消耗7億多噸,折成標(biāo)準(zhǔn)煤約9億噸,排放二氧化碳15.4億噸;天然氣消耗量折成標(biāo)煤是4億噸的樣子,排放二氧化碳6億噸;三個加起來是95億噸。103億噸除以14億人口,人均大概7.4噸,一個三口之家每年平均排放22噸二氧化碳,這是一個天量的數(shù)字。
怎么說呢?如果把二氧化碳轉(zhuǎn)化成一種產(chǎn)品,22噸原料就要生產(chǎn)22噸產(chǎn)品,不管什么產(chǎn)品,哪一個家庭一年能消耗得了22噸這么多呢?
關(guān)于碳中和,最怕光講概念不講數(shù)字。作為一個科學(xué)家,我今天主要跟大家分享一些數(shù)字。大家都說每天用空調(diào)、開車等等都與碳有關(guān)系,每一個人、每一小步
節(jié)能,都可以為碳中和做出一點貢獻(xiàn),但完成碳中和這個任務(wù)還是非常艱巨的,而且是一個漫長的過程,這也是為什么習(xí)總書記提出到2030才達(dá)峰,2060才中和,而不是現(xiàn)在。
改革開放40年,中國發(fā)生了翻天覆地的變化,相信在習(xí)總書記的領(lǐng)導(dǎo)下,未來40年我們肯定實現(xiàn)碳中和的宏偉目標(biāo);但短期內(nèi)我們還缺不了化石能源。盡管風(fēng)能、太陽能、CO2轉(zhuǎn)化為化學(xué)品、CCS、CCUS,提高能效都會對減碳有些貢獻(xiàn),都值得去鼓勵探索和實施,但對目前天量排放的CO2,近期內(nèi)減低的比例是相當(dāng)有限的。在這種情況下我們怎么才能在對經(jīng)濟影響最小的前提下,實現(xiàn)碳中和?碳中和的現(xiàn)實路徑有哪些,這是我希望跟大家進一步探討的。
01
碳中和的誤區(qū)
碳中和是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要通過多種技術(shù)渠道及各種努力去減碳;每個行業(yè)對自己的減碳路線都有所強調(diào),但對其他行業(yè)的減碳路徑及各種路徑對減碳貢獻(xiàn)的量不是很清晰,大眾對碳中和的挑戰(zhàn)及認(rèn)知有一定局限,存在以下幾個誤區(qū),需要用數(shù)據(jù)來說明:
第一個誤區(qū)是認(rèn)為風(fēng)能和太陽能比火電都便宜了,因此太陽能和風(fēng)能完全可以取代火電實現(xiàn)碳中和。這句話只對了1/5到1/6。因為一年有8760小時,而中國的太陽能每年發(fā)電小時數(shù)因地而異,在1100小時到2000多小時之間不等,超過2000多小時的區(qū)域不多,全國平均大約在1450-1750小時左右。也就是說太陽能大約在1/6–1/5的時間段比火電便宜;而在其他5/6-4/5的時間段,如果要儲電,其成本會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于火電。風(fēng)能每年發(fā)電的時間比太陽能略微長一點,大約是2000小時左右,但電是需要24小時供的,不能說一個電廠一年只供一兩千小時,因為我們用電不能說有太陽有風(fēng)的時候用電,沒太陽、沒風(fēng)的時候就停電。太陽能和風(fēng)能是便宜了,但最大的問題是非穩(wěn)定供電。
不可否認(rèn),中國的風(fēng)能和太陽能發(fā)展了將近四十年確實發(fā)展很大,取得非常大的成績,我們給這個領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家、工程師必須致以崇高的敬意。但是發(fā)展了四十年到今天,盡管風(fēng)能、太陽能增量巨大,可與煤電相比仍然相當(dāng)有限。以2019年為例,全國的風(fēng)能和太陽能加起來發(fā)電總量相當(dāng)于約1.92億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)電量,也就是說,上網(wǎng)的風(fēng)能和太陽能發(fā)電總量大約只能取代煤炭發(fā)電的12.5%左右。
而且,電網(wǎng)靠電池儲電的概念是非常危險的。據(jù)估算,目前全世界電池生產(chǎn)商5年多的電池產(chǎn)能僅能滿足東京全市停電3天的電能。如果說我們有4/5的時間或者5/6的時間要靠電池儲電,這是不可想象的。況且,這個世界也沒有那么多的鈷和鋰,沒法讓我們造那么多的電池。在這種情況下,棄光棄風(fēng)的問題非常嚴(yán)重,因為電網(wǎng)只能容納~15%的非穩(wěn)定電源。風(fēng)能、太陽能發(fā)出來的電,電網(wǎng)沒法全部承受。如果繼續(xù)增加風(fēng)能、太陽能的同時,大規(guī)模儲能問題解決不了,只能廢棄更多。
棄光棄風(fēng)在中國有兩方面的原因,一是技術(shù)因素,就是因為太陽能、風(fēng)能是沒辦法預(yù)測的,電網(wǎng)小于15%可以容納,多于15%容納不了,隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展,這個比例會有所上升,但仍然需要時間;二是機制因素,地方保護主義的存在可能會讓地方出于對當(dāng)?shù)谿DP的考慮,寧可用當(dāng)?shù)氐幕痣?,也因各種原因不用風(fēng)電、光電、水電。機制問題在中央大力推動“碳中和”的背景下是可以解決的,但技術(shù)問題解決依賴于科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展,這個發(fā)展過程是難以預(yù)測的,仍然需要時間。
因此,太陽能和風(fēng)能需要大力發(fā)展,但在儲電成本仍然很高的當(dāng)前,在可見的未來仍然無法完全取代化石能源發(fā)電。
第二個誤區(qū)是人們以為有個魔術(shù)般的大規(guī)模儲電技術(shù),認(rèn)為如果儲能技術(shù)進步,風(fēng)能和太陽能就能徹底取代火電。這個假設(shè)太大了,因為自鉛酸電池發(fā)明至今一百多年來,人類花了數(shù)千億美元的研發(fā)經(jīng)費研究儲能,可從鉛酸電池的90千瓦時/立方米增加到今天特斯拉的260千瓦時/立方米,電池的能量密度并沒有得到革命性的根本的改變。要知道,汽油是8600千瓦時/立方米。同時,迄今大規(guī)模GW(十億瓦特發(fā)電裝機容量)級的儲電最便宜的還是100多年前就被發(fā)明的抽水蓄能技術(shù)。
科學(xué)技術(shù)的突破不是沒有可能,但是只有發(fā)現(xiàn)了才能知道發(fā)現(xiàn)了。今天無法預(yù)測明天的發(fā)現(xiàn)。我經(jīng)常舉一個例子,火藥發(fā)明之后近一千年才有槍的發(fā)明。槍的原理一旦明白后,其實很簡單,但是你要說火藥發(fā)明后就可以預(yù)測很快會發(fā)明槍,那就錯得離譜了。有了火藥后,不能當(dāng)時就假設(shè)我們很快會發(fā)明槍,很快就可以統(tǒng)治世界這個假設(shè)太大了。這只是個比喻,不過能夠很好地提醒我們在制定任何戰(zhàn)略時,千萬不要用尚未發(fā)生的突破和假設(shè)去決定可以做什么事。過去我們的科技水平整體落后于西方,一張白紙可以借鑒已驗證的技術(shù)路線去結(jié)合我國發(fā)展需求描繪科技發(fā)展戰(zhàn)略。但如今很多領(lǐng)域我們已經(jīng)實現(xiàn)并跑甚至是領(lǐng)跑,這種情況下制定戰(zhàn)略一定要充分論證。我們制定戰(zhàn)略一定是以已有的、證明的、現(xiàn)實的技術(shù)路線為基礎(chǔ)。
不同行業(yè)的進步不一樣,計算機行業(yè)有摩爾定律,這么多年確實發(fā)展得很快,但是能源行業(yè)目前還沒找到類似摩爾定律一樣的規(guī)律,“碳中和”必須選擇現(xiàn)實可行的路線來推進。
有一個笑話是,比爾·蓋茨跟波音公司總裁講,假如飛機行業(yè)的技術(shù)進步跟計算機一樣快,那現(xiàn)在人人都可以不用開車,改為開私人飛機了。波音公司的總裁說,假如我的技術(shù)跟你一樣的話,這個世界就沒人敢坐飛機了,因為那個年代計算機動不動就死機。所以說,大家不要認(rèn)為某一個行業(yè)發(fā)展很快,其他所有行業(yè)就都一樣能夠快速發(fā)展。能源行業(yè)本身就是一個不斷地砸錢但技術(shù)進步緩慢的行業(yè)。未來儲能技術(shù)肯定會有新發(fā)明與突破,我們鼓勵儲能技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展,但制定戰(zhàn)略時,要以今天已經(jīng)被大規(guī)模證明的技術(shù)為基礎(chǔ),沒證明技術(shù)突破不能先假設(shè)這個技術(shù)肯定會有突破。
第三個誤區(qū),有些人認(rèn)為我們可以把二氧化碳轉(zhuǎn)化成各種各樣的化學(xué)品,比如保鮮膜、化妝品等等。這些要能轉(zhuǎn)化、能賺錢,可以去干,但是這些沒法從根本上解決二氧化碳的問題。粗略估算,一個三口之家一年平均排放碳22噸,但什么產(chǎn)品一個家庭一年也消耗不了20多噸。
另一方面,據(jù)估算全世界只有大約13%的石油就生產(chǎn)了我們所有的
石化產(chǎn)品,剩下的大約87%的石油都是被燒掉的。如果把全世界的化學(xué)品都用二氧化碳來造,也只是解決13%的石油排碳的碳中和問題。所以說,從規(guī)模上二氧化碳制成化學(xué)品并不具備減碳價值。二氧化碳轉(zhuǎn)化為其他化學(xué)品對減碳的貢獻(xiàn)是相當(dāng)有限的。
所以說,把二氧化碳轉(zhuǎn)化成任何化學(xué)品,如果能賺錢那可以去干,但掙不了錢就別打著“碳中和”的概念來拿國家的補貼。講這個話我可能會得罪很多人,但我們科學(xué)家要講事實,拿數(shù)字說話。我也參加過很多關(guān)于碳中和的
論壇,很多時候甚至有些經(jīng)濟學(xué)家在講的時候,沒有數(shù)字的概念,只有一個粗概,說這樣可以減碳、那樣可以減碳,但是對減多少沒有概念。這個也不能怪他們,隔行如隔山。
第四個誤區(qū),是說可以大量地捕集和利用二氧化碳。利用CCUS(碳捕集、利用與封存技術(shù))技術(shù),把生產(chǎn)過程排放的二氧化碳進行捕獲提純,再投入到新的生產(chǎn)過程中進行循環(huán)再利用或封存。理論上能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳的大規(guī)模捕集?,F(xiàn)在大家說在電廠把二氧化碳分離,分離完以后打到地下可以做驅(qū)油和埋藏等等其他的作用。我看到一個數(shù)字,近年,中國整個二氧化碳驅(qū)油消耗量大概是每年幾百萬噸CO2耗量,與我們一年的排放是103億噸CO2總量是非常有限的。而且驅(qū)油這個階段是一部分二氧化碳進到地里,還有一部分會跟著油出來,它不是一個完全的埋藏。
把碳打到地下埋藏,我回國前在GE曾經(jīng)研究過這個事情。把煤和水、氧轉(zhuǎn)成氫氣和二氧化碳,氫氣燃燒發(fā)電產(chǎn)生水蒸氣,二氧化碳就打到地底下。當(dāng)時我們做了示范工程,前后花了28億美元,有上百名博士參與,用了7年的時間建成了630MW的IGCC火電廠,一度時間曾經(jīng)計劃把這個每天耗6000多噸煤的IGCC電廠產(chǎn)生的CO2分離后全部打到地下埋藏,這個技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)凈零排放,但是不具備經(jīng)濟性,最后決定只發(fā)電,不埋藏CO2。
這個示范具有環(huán)境方面的意義,并且工廠在美國運行至今,我們做完這個項目以后,才發(fā)現(xiàn)即使不分離埋藏CO2,這已經(jīng)是GE創(chuàng)立以來最復(fù)雜的一套工業(yè)系統(tǒng)。別看GE生產(chǎn)了全世界~80%的飛機發(fā)動機、及大量的大型醫(yī)療器械如核磁共振、CT等,包括三峽水利工程的設(shè)備和青藏線的火車頭等等,但是,這一630MW的近零排放的IGCC火電廠是GE自愛迪生創(chuàng)立通用電氣以來100多年以來建設(shè)的最復(fù)雜的一套工業(yè)系統(tǒng),在先進性、環(huán)保性方面具有優(yōu)勢,不過這個成本太高了。
我回國之前和曾和原GE核能的總經(jīng)理交流,他在一次公開演講中也提到GE今后會通過煤炭零污染的火電廠解決二氧化碳的問題,但是講完就下來跟我說,別看我在會上那么講,真正要去做還不如干核能,核能比零污染火電廠便宜多了。當(dāng)然,那會兒福島核電站事故還沒有發(fā)生,核能可以做。法國現(xiàn)在60%多將近70%就是核能,做了幾十年了。但是福島核電站泄露事故之后,全世界都在提高核能的安全系數(shù),這個安全系數(shù)到后期每提高一點,成本就增加很多。核能是減碳很重要的base load發(fā)電技術(shù),但人們能否接受因其高成本而導(dǎo)致的高電價需要討論。
因此,碳中和的事不光是一個技術(shù)的問題,更是經(jīng)濟和社會平衡發(fā)展的綜合性問題?,F(xiàn)在在電廠把二氧化碳分離,分離完以后打到地下可以做驅(qū)油和埋藏這條路,在可以驅(qū)油的地方可以改,還有一些經(jīng)濟效益,我國
新疆等地已經(jīng)有類似的二氧化碳驅(qū)油工程。這塊的成本主要是把二氧化碳在鍋爐尾氣中分離出來的成本,我們算過,假設(shè)打到地下的CO2的成本為30美元一噸,其中20美元是把二氧化碳從整個尾氣里面分離出來成為純二氧化碳,5美元是輸送到埋藏點,另外5美元是把它壓縮到地底下。分離是核心,成本也最大。在目前的技術(shù)手段下,靠CCUS利用來處理的成本很高,作用也是有限的,當(dāng)然這方面的成本通過研發(fā)也可以降一些,經(jīng)濟上能否有競爭力,取決于未來碳稅的價格。
實際上,我剛剛講的每一件事,比如風(fēng)能、太陽能、CO2轉(zhuǎn)化、CCS、CCUS都對碳中和有貢獻(xiàn),我們每一個都應(yīng)該去投入研發(fā)、去實施,但是目前的技術(shù)水平在量上對碳中和的貢獻(xiàn)是有限的。當(dāng)然,這不是說讓大家不去做,我們每一個人能應(yīng)該竭盡全力去推動以上減碳的技術(shù)進步,都努力去做,畢竟積少成多。
第五個誤區(qū)是認(rèn)為通過提高能效可以顯著降低工業(yè)流程、產(chǎn)品使用中的碳排放,就可以實現(xiàn)碳中和。能效永遠(yuǎn)要提高,提高能效是世界上成本最低的減碳路線。但是我經(jīng)常問一句話,加入WTO這二十年來,我們國家的能效提高了還是降低了?我們能效提高了很多。但是碳排放的總量是增加了還是減少了?由于我國經(jīng)濟和生產(chǎn)水平的飛速發(fā)展,前10年我們碳排放增加得更多。我記得2000年中國的石油消耗大概是2點幾億噸,2010年大概是4億噸,到去年是近7.5億噸。2000年中國的煤炭消耗是13.8億噸,2020年近40億噸。并且在新增的諸多工業(yè)門類中,已經(jīng)很大程度地提高了能效、減少了排放。
我是做能源的,從能源的數(shù)據(jù)變化可以看到整個社會的變化。我們加入WTO之前有一個很重要的數(shù)字,中國的煤產(chǎn)量大概是13億噸,基本上自產(chǎn)自銷,出口有一點,但很少。結(jié)果到2013年短短13年的時間從約13億噸飆升到約39億噸,這是一個天量,當(dāng)然也伴隨著碳排放。這該怎么解讀?唯一的解讀是加入WTO,世界的
市場向中國開放了。當(dāng)然,這一期間我們大量的房地產(chǎn)建設(shè)也是一個因素。煤的耗量表示電的耗量,電的耗量表示工業(yè)化的程度。這期間能效肯定提高了很多,但是單憑能效也難以解決碳中和的問題。因此,提高能效是減碳的重要手段,但只要仍然在使用化石能源,提高能效對碳中和的貢獻(xiàn)也是非常有限的,提高能效確實是成本最低的減低碳排放的方式,也是最應(yīng)該優(yōu)先做的,但是有一個現(xiàn)實的考量就是不能光靠能效提高就能夠達(dá)到碳中和。
第六個誤區(qū)是認(rèn)為電動車可以降低碳排放。前段時間,我在網(wǎng)易公開課上講《電動車和氫能的歷史與未來》,全國大概有十幾萬人觀看,很多領(lǐng)導(dǎo)看完以后跟我討論這個問題:為什么我們要發(fā)展電動車?很簡單,主要是因為中國的石油不夠,我們石油73%靠進口;還有就是霧霾等環(huán)境問題。
我們石油不夠,寄望于我們已建成的超強的發(fā)電能力,這樣發(fā)展電動車是有好處的。一年8760小時,但我們已建成的火電廠太多,為了讓大家都有飯吃,很多火電廠實際發(fā)電每年不到4千小時,這是資產(chǎn)的巨大浪費。而且畢竟電動車可以讓局部的污染降下來,比如東部地區(qū)的用電很多是在西部內(nèi)蒙、新疆等地發(fā)的,污染在西部排放,不在東部地區(qū)排放。但是,在全生命周期的碳排放分析看來,電動車考慮到電池生產(chǎn)過程中的排放,如果電網(wǎng)里的電大部分仍然是火電,電動車對減碳及全球氣候變化影響非常有限。
為什么靠電動車不能完全解決碳中和的問題?只有中國的能源結(jié)構(gòu)徹底改變以后,電動車才能算得上清潔能源,也才有可能做到碳中和。如果能源結(jié)構(gòu)不改變,如果電網(wǎng)主要還是煤電,那電動車的擴張對減少碳排放的貢獻(xiàn)非常有限,這個你們?nèi)ニ阋幌戮椭懒?。只有能源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)里大部分是可再生能源構(gòu)成的時候,電動車才能算得上清潔能源。
大家老在談一個問題,說假設(shè)馬六甲海峽封了以后我們能源安全的問題怎么解決?但是這個東西你要仔細(xì)考慮,靠電網(wǎng)是解決不了的。因為電網(wǎng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中是最脆弱的東西。石油可以到處分布儲藏在數(shù)萬個點,一個油庫損毀,其他的還可以用。但一個城市的電網(wǎng)只要配電中心一旦毀壞,很容易引起大面積停電。
有的時候,能源
政策和碳排放的政策不能因為假設(shè)戰(zhàn)爭發(fā)生,別人打我,就不顧成本干一些高成本東西。第一,傳統(tǒng)模式的戰(zhàn)爭發(fā)生是小概率事件;第二,真正到戰(zhàn)時,很多問題是靠一個國家的制海權(quán)、制空權(quán)等綜合能力去決定的,而不是說靠電動車就能夠解決問題的。
02
實現(xiàn)碳中和的路徑
這樣,我們就可以談碳中和的幾個現(xiàn)實路徑。
第一是通過現(xiàn)有煤化工與可再生能源結(jié)合實現(xiàn)低碳能源系統(tǒng)。一方面可以讓現(xiàn)有的煤制甲醇實現(xiàn)近零碳排放,另一方面是通過太陽能、風(fēng)能、核能電解水制備綠氫和氧氣,合成氣不經(jīng)水汽變換,這樣讓煤制甲醇廠不在排放CO2;再用甲醇取代汽柴油開車,或甲醇和水在線制氫發(fā)電推動燃料電池汽車或作為電動車的充電寶;這樣可大大降低
交通運輸業(yè)的CO2排放,也可以部分解決中國石油不夠的問題。
因為太陽能風(fēng)能電解水既可以生產(chǎn)制備甲醇需要的氫氣,又可以生產(chǎn)煤氣化制甲醇需要的氧氣;而且我們的微礦分離技術(shù)可以用廉價的劣質(zhì)煤結(jié)合太陽能一起制甲醇,成本上在碳中和的背景下也會有競爭力。這樣把中國強大的太陽能風(fēng)能發(fā)電能力釋放出來,把風(fēng)能和太陽能以甲醇液體的形式儲存下來;是值得去探索的另外一條儲能戰(zhàn)略,讓太陽能,風(fēng)能能夠大力發(fā)展減碳。
第二是利用煤炭領(lǐng)域的碳中和技術(shù)——微礦分離技術(shù)。在煤燃燒前,把可燃物及含污染物的礦物質(zhì)分離開,制備低成本類液體燃料+土壤改良劑,源頭解決煤污染、濫用化肥及土壤生態(tài)問題,同時低成本生產(chǎn)甲醇、氫氣等高附加值化學(xué)品。
因為傳統(tǒng)的煤炭使用方式燃燒二氧化碳排放產(chǎn)生的灰渣有10%的碳,不光是浪費能源而且現(xiàn)在變成了固廢,整個
內(nèi)蒙古的電廠粉煤灰成災(zāi)。通過分離之后,該做燃料就做燃料,該做土壤做土壤,分流以后,這邊釋放二氧化碳,更多的森林長起來把二氧化碳吸回來,這樣做了完全可以達(dá)到碳中和。
當(dāng)CSF產(chǎn)量達(dá)到25萬噸時,我們每年碳排放大約69.5萬噸,根據(jù)治理的面積大約可以吸回來20.8萬噸,在施用SRA條件下,可以吸回來48.7萬噸、61.9萬噸,甚至74.9萬噸。
這是比較現(xiàn)實的碳中和的路徑,而且不需要那么高的成本,適當(dāng)花一點錢就可以做到的。
第三,實現(xiàn)光伏與農(nóng)業(yè)的綜合發(fā)展,將光伏與農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、水資源利用及沙漠治理并舉,實現(xiàn)光伏和沙漠治理結(jié)合,及光伏和農(nóng)業(yè)聯(lián)合減碳。
西部缺水,水一澆就漏下去了,因此,我們可以采用非常保水的材料。但是西部再保水,大太陽曬還是長不出來,怎么辦?有了太陽能板,底下的揮發(fā)減少了,就可以種東西。太陽能有一個最大的好處,就是要定期沖這個板,有了發(fā)電,大家可以花一點錢拿PVC管子接點黃河水過去,每幾周給光伏板沖水,同時,水資源寶貴,沖過的水我們還可以用來給農(nóng)作物做滴灌。這樣,發(fā)電的同時還可以把底下全部變成綠色,變好了再把太陽能板搬個幾百米,一片片土地可以治理出來。
第四,峰谷電與熱儲能綜合利用?;痣姀S是半夜也不能停的。現(xiàn)在中國的火電廠在半夜12點到早上的6點電這個區(qū)間,盡管還在排放大量CO2,但發(fā)的電沒人用,是浪費掉的。怎么辦?電不好儲存,可以用熱的形式儲存下來,利用分布式儲熱模塊,在谷電時段把電以熱的形式儲下來,再在需要時用于供熱或空調(diào),這樣可以讓1/4甚至是1/3的時間的電不至被浪費,可大大降低CO2排放,實現(xiàn)真正的煤改電,再配合屋頂光伏戰(zhàn)略及縣域經(jīng)濟,進一步減少電能消耗。能量不僅僅是電能,國內(nèi)儲能領(lǐng)域?qū)τ趦﹄婈P(guān)注較多,但實際上大多數(shù)的能量從消費端來看都是用在了熱能領(lǐng)域,儲熱技術(shù)也是需要我們?nèi)リP(guān)注和發(fā)展的。
第五,利用可再生能源制甲醇,然后做分布式的發(fā)電??梢允褂眉状?xì)淠芊植际侥茉刺娲磺惺褂貌裼蜋C的場景,和光伏、風(fēng)能等不穩(wěn)定可再生能源多能互補。用甲醇液體作為太陽能及風(fēng)能的載體,甲醇和水制氫再發(fā)電取代柴油發(fā)電機做分布式熱電聯(lián)供,結(jié)合屋頂光伏及儲熱及熱泵技術(shù)在廣大農(nóng)村取代燃煤,不僅低碳,環(huán)保而且可以減碳。
最后提一下結(jié)論與展望,在“碳達(dá)峰、碳中和”的時代背景下,需要對一些誤區(qū)進行澄清,同時認(rèn)清技術(shù)的發(fā)展邏輯,找尋現(xiàn)實發(fā)展路徑,我在這里總結(jié)了以上的碳中和可能的幾個現(xiàn)實路徑供大家參考。
謝謝大家!