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　　市場(chǎng)上對(duì)“碳達(dá)峰”“碳中和”這兩個(gè)概念存在許多認(rèn)知誤區(qū)和盲點(diǎn)，對(duì)此，全球知名能源專家、澳大利亞國(guó)家工程院外籍院士劉科，在深圳創(chuàng)新發(fā)展研究院舉辦的“院士報(bào)告廳”活動(dòng)上分享了他的觀點(diǎn)。

　　劉科目前擔(dān)任南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長(zhǎng)，曾任通用電氣全球研發(fā)中心首席科學(xué)家、加州理工能源中心董事。2009年回國(guó)后，他作為主要人員參與籌建了國(guó)家能源集團(tuán)北京低碳清潔能源研究院。

　　當(dāng)前對(duì)碳中和的六大誤解

　　中國(guó)每年排放約103億噸二氧化碳（CO2），人均排放7.4噸，一個(gè)三口之家，每年平均排放約22噸。盡管開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能、太陽(yáng)能，提高能源利用效率，以及將CO2轉(zhuǎn)化為化學(xué)品等辦法，或多或少都對(duì)減碳有貢獻(xiàn)，但相對(duì)于天量排放的CO2來(lái)說(shuō)，作用還是相當(dāng)有限的。劉科指出，當(dāng)前市場(chǎng)上對(duì)碳中和的認(rèn)知有限，存在幾個(gè)典型的誤解。

　　第一個(gè)誤解是認(rèn)為風(fēng)能和太陽(yáng)能比火電都便宜了，因此太陽(yáng)能和風(fēng)能完全可以取代火電，實(shí)現(xiàn)碳中和。事實(shí)是每年8760小時(shí)，全國(guó)各地的太陽(yáng)能發(fā)電小時(shí)數(shù)平均在1700小時(shí)左右。也就是說(shuō)，太陽(yáng)能大概在1/5～1/6的時(shí)間段里比火電便宜，而在其他5/6左右的時(shí)間段，如果要儲(chǔ)電，其成本會(huì)遠(yuǎn)高于火電。風(fēng)能也好不到哪里去，平均發(fā)電時(shí)間在2000小時(shí)左右。盡管中國(guó)的風(fēng)能、太陽(yáng)能增量巨大，但總發(fā)電量與煤電相比仍然是小巫見(jiàn)大巫。而且，靠電池儲(chǔ)電來(lái)解決太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電不穩(wěn)定的想法“非常危險(xiǎn)”，因?yàn)閾?jù)估算，全世界5年的電池產(chǎn)能僅能滿足東京全市停電3天的需求。太陽(yáng)能和風(fēng)能需要大力發(fā)展，但在儲(chǔ)電成本仍然很高的當(dāng)前，在可見(jiàn)的未來(lái)無(wú)法取代化石能源發(fā)電。

　　第二個(gè)誤解源于第一個(gè)誤解，即人們誤以為會(huì)有個(gè)“魔術(shù)般”的大規(guī)模儲(chǔ)電技術(shù)。但實(shí)際上，能源行業(yè)沒(méi)有計(jì)算機(jī)行業(yè)的摩爾定律，人類已經(jīng)研發(fā)了100多年，電池的能量密度也并沒(méi)有得到革命性的改進(jìn)，目前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模儲(chǔ)電最便宜的還是100多年前就被發(fā)明的抽水儲(chǔ)能技術(shù)。

　　第三個(gè)誤解是用二氧化碳制成化學(xué)品來(lái)實(shí)現(xiàn)碳中和，然而從規(guī)模上，二氧化碳制成化學(xué)品并不具備減碳價(jià)值。全世界約87%的石油都被燒掉了，約13%的石油生產(chǎn)出了我們所有的石化產(chǎn)品。把平均每個(gè)家庭排放數(shù)十噸的碳轉(zhuǎn)化為化學(xué)品，不僅根本用不了那么多，反而會(huì)帶來(lái)更多的碳排放，所以這種辦法對(duì)減碳的貢獻(xiàn)是相當(dāng)有限的。

　　第四個(gè)誤解是認(rèn)為利用CCUS（碳捕集、利用與封存技術(shù)）能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和。把生產(chǎn)過(guò)程排放的二氧化碳進(jìn)行捕獲提純，再投入到新的生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)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。但是，“碳中和不光是一個(gè)技術(shù)的問(wèn)題，更是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展平衡的綜合性問(wèn)題”，劉科院士強(qiáng)調(diào)，在目前的技術(shù)下成本很高，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)徹底固碳，而且二氧化碳在自然界的捕集難度很大，迄今靠CCUS減低的CO2排放量是非常有限的。

　　第五個(gè)誤解是認(rèn)為通過(guò)提高能效能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和。通過(guò)增加能效能夠顯著降低工業(yè)流程、產(chǎn)品使用中的碳排放，過(guò)去20年中國(guó)能效確實(shí)有顯著提高，但同時(shí)期，碳排放總量不但沒(méi)降低，反而增加很多。因此，提高能效是減碳的重要手段，但只要使用化石能源，提高能效對(duì)碳中和的貢獻(xiàn)也會(huì)非常有限。

　　第六個(gè)誤解是希望以電動(dòng)車(chē)取代燃油車(chē)來(lái)降低碳排放，但劉科表示，“如果能源結(jié)構(gòu)不改變，67%的電力還是煤電，那電動(dòng)車(chē)就是在增加碳排放，而不是減少碳排放。只有電網(wǎng)里大部分是可再生能源電的時(shí)候，電動(dòng)車(chē)才算得上清潔能源車(chē)”。

　　汽車(chē)行業(yè)的碳中和方案

　　說(shuō)到電動(dòng)車(chē)，劉科認(rèn)為，利用甲醇制氫的技術(shù)，或許是讓電動(dòng)車(chē)真正清潔化的可取路徑。

　　電動(dòng)車(chē)100年前就出現(xiàn)了，過(guò)去100年它為什么未能戰(zhàn)勝燃油車(chē)？

　　在劉科看來(lái)，這一方面是能量密度和基礎(chǔ)設(shè)施的問(wèn)題，液體燃料的能量密度遠(yuǎn)高于鉛酸電池，同時(shí)方便輸送，人類已建成遍布全球各地的液體燃料加注設(shè)施；另一方面是量產(chǎn)成本與污染的問(wèn)題，制造鉛酸電池需要用到的材料不僅昂貴，其中的重金屬（鎳、鈷、鉛、鎘等）還容易造成環(huán)境污染，而電池回收利用依然是個(gè)難題。

　　這兩點(diǎn)也是劉科不看好目前主流電動(dòng)車(chē)的原因，“現(xiàn)在資本市場(chǎng)很熱，但實(shí)際上能不能掙錢(qián)，（電動(dòng)車(chē)企業(yè)）冷暖自知?！眲⒖普f(shuō)。

　　劉科認(rèn)為，氫燃料電池汽車(chē)是一個(gè)值得研究的方向，“發(fā)電效率高，能降低對(duì)石油的依賴，排放為水蒸氣，而且大規(guī)模量產(chǎn)后成本能下來(lái)”。但氫能也存在儲(chǔ)運(yùn)成本高、安全隱患大、基礎(chǔ)設(shè)施投資大等問(wèn)題。

　　對(duì)此，劉科推薦甲醇制氫技術(shù)路線，因?yàn)榧状际欠浅：玫囊后w儲(chǔ)氫、運(yùn)氫載體。他說(shuō)，中國(guó)產(chǎn)煤，也有成熟的煤制甲醇技術(shù)，用甲醇制氫，就能有效減少碳排放。甲醇還可以用天然氣來(lái)制，頁(yè)巖氣革命讓世界發(fā)現(xiàn)了100多年用不完的天然氣，“有100多年用不完的天然氣，就有100多年用不完的甲醇?！眲⒖普f(shuō)，未來(lái)我們也可以用太陽(yáng)能制甲醇，這樣生產(chǎn)的甲醇就完全是綠色甲醇了。

　　用甲醇等液體燃料供給氫能，可以解決電動(dòng)車(chē)充電及燃料電池加氫站建設(shè)的痛點(diǎn)。當(dāng)前，甲醇加注站已經(jīng)在全國(guó)多個(gè)省市示范成功，現(xiàn)有加油站也可以通過(guò)簡(jiǎn)單改造實(shí)現(xiàn)加甲醇功能。醇水溶液的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)也較為成熟。同時(shí)，地下停車(chē)場(chǎng)也可以自行搭建甲醇?xì)淠馨l(fā)電系統(tǒng)，無(wú)需電網(wǎng)擴(kuò)容，就可以實(shí)時(shí)發(fā)電供給充電樁電力。

　　未來(lái)碳中和路徑

　　關(guān)于未來(lái)如何實(shí)現(xiàn)碳中和，劉科提出幾條現(xiàn)實(shí)路徑：

　　一是通過(guò)現(xiàn)有煤化工與可再生能源結(jié)合，建成低碳能源系統(tǒng)。一方面是讓現(xiàn)有的煤化工實(shí)現(xiàn)零碳排放，另一方面是通過(guò)太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能電解水制備綠氫和氧氣，大大降低煤制甲醇的CO2排放。

　　二是推廣煤炭領(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(kāi)，制備低成本類液體燃料+土壤改良劑，從源頭解決煤污染、濫用化肥及土壤生態(tài)問(wèn)題，同時(shí)低成本生產(chǎn)甲醇、氫氣等高附加值化學(xué)品。

　　三是實(shí)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(shí)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。

　　四是峰谷電與熱儲(chǔ)能綜合利用。利用分布式儲(chǔ)熱模塊，在谷電時(shí)段把煤電以熱的形式儲(chǔ)存下來(lái)，再在需要時(shí)用于供熱或空調(diào)，可大大降低CO2排放，實(shí)現(xiàn)真正的煤改電。再配合屋頂光伏戰(zhàn)略及縣域經(jīng)濟(jì)，進(jìn)一步減少電能消耗。

　　五是利用可再生能源制甲醇，然后做分布式的發(fā)電。可以使用甲醇?xì)淠芊植际侥茉刺娲磺惺褂貌裼蜋C(jī)的場(chǎng)景，和光伏、風(fēng)能等不穩(wěn)定可再生能源多能互補(bǔ)。