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當前業內對碳中和的挑戰及認知有限，存在六大誤區和五個現實路徑。7月15日，全國碳市場開市之時，澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學創新創業學院院長劉科在深圳創新發展研究院等單位聯合主辦的科技創新院士報告廳以“碳中和誤區及其現實路徑”為主題演講時表示。

劉科認為，中國每年(nian)排(pai)(pai)放約103億噸二(er)氧化(hua)碳(tan)，人均(jun)排(pai)(pai)放7.4噸，一個三口之家，每年(nian)平均(jun)排(pai)(pai)放22噸二(er)氧化(hua)碳(tan)。盡(jin)管(guan)風能(neng)，太陽能(neng)，二(er)氧化(hua)碳(tan)轉化(hua)為化(hua)學品，CCS（碳(tan)捕(bu)集和儲存技術），CCUS（碳(tan)捕(bu)集、利用與封存技術），提高能(neng)效都會或多或少的對(dui)(dui)減(jian)碳(tan)有些貢獻，都值得去鼓勵，探索和實施；但對(dui)(dui)天量排(pai)(pai)放的二(er)氧化(hua)碳(tan)減(jian)低(di)的比例是相當有限的。

對碳中(zhong)和認知的(de)(de)六大誤區(qu)(qu)第(di)一(yi)個誤區(qu)(qu)是認為風能(neng)(neng)(neng)和太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)比火(huo)電(dian)(dian)(dian)都(dou)便(bian)宜了，因此太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)和風能(neng)(neng)(neng)完(wan)全(quan)可(ke)以取代火(huo)電(dian)(dian)(dian)實(shi)(shi)現碳中(zhong)和。事實(shi)(shi)是每(mei)年(nian)8760小(xiao)時，而太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)每(mei)年(nian)發電(dian)(dian)(dian)小(xiao)時數各(ge)地不同，平均在(zai)1700小(xiao)時左(zuo)右；也(ye)就(jiu)是說太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)大概(gai)在(zai)1/5-1/6的(de)(de)時間(jian)段(duan)比火(huo)電(dian)(dian)(dian)便(bian)宜；而在(zai)其他5/6的(de)(de)時間(jian)段(duan)，如果要儲電(dian)(dian)(dian)，其成本會遠遠高于火(huo)電(dian)(dian)(dian)。盡管中(zhong)國的(de)(de)風能(neng)(neng)(neng)、太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)增量(liang)巨大，但(dan)事實(shi)(shi)上總發電(dian)(dian)(dian)量(liang)與煤電(dian)(dian)(dian)相(xiang)比仍(reng)然是杯水(shui)車薪。而且，電(dian)(dian)(dian)網“靠(kao)電(dian)(dian)(dian)池儲電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)概(gai)念是非常危險的(de)(de)”，據(ju)估算，全(quan)世界5年(nian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池產能(neng)(neng)(neng)僅(jin)能(neng)(neng)(neng)滿足東京全(quan)市停(ting)電(dian)(dian)(dian)3天的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)。太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)和風能(neng)(neng)(neng)需要大力發展(zhan)，但(dan)在(zai)儲電(dian)(dian)(dian)成本仍(reng)然很高的(de)(de)當前，在(zai)可(ke)見的(de)(de)未來無法全(quan)部取代化石(shi)能(neng)(neng)(neng)源發電(dian)(dian)(dian)。

第二(er)個誤區是(shi)人(ren)們以為有個魔術般的(de)(de)大規模(mo)儲電技(ji)術，但實際上能(neng)(neng)源行(xing)業沒有計算(suan)機行(xing)業的(de)(de)摩爾定律(lv)，“人(ren)類(lei)花了100多(duo)(duo)年時(shi)間(jian)的(de)(de)研發，電池的(de)(de)能(neng)(neng)量密度并(bing)沒有得到(dao)革命性的(de)(de)根本的(de)(de)改變”，迄今大規模(mo)GW及的(de)(de)儲電最便宜的(de)(de)還是(shi)100多(duo)(duo)年前就被發明的(de)(de)抽水儲能(neng)(neng)技(ji)術。

第三個誤區是用(yong)二氧化碳制成化學品(pin)(pin)，但從規模(mo)上，二氧化碳制成化學品(pin)(pin)并不具備減碳價值。全世界(jie)約(yue)87%的(de)石(shi)油都(dou)被燒(shao)掉(diao)了，約(yue)13%的(de)石(shi)油生產(chan)了我們所有的(de)石(shi)化產(chan)品(pin)(pin)。二氧化碳轉化為(wei)其他化學品(pin)(pin)對減碳的(de)貢(gong)獻是相當有限的(de)。

第四(si)個誤區是(shi)認為利(li)用(yong)CCUS技術(shu)能夠(gou)碳(tan)(tan)中和。把生產(chan)過(guo)程排放(fang)的(de)(de)二(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)進行捕獲提(ti)純，再(zai)投入到新的(de)(de)生產(chan)過(guo)程中進行循(xun)環再(zai)利(li)用(yong)或封存，理(li)論(lun)上能夠(gou)實現二(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)的(de)(de)大(da)(da)規(gui)模捕集，但是(shi)“碳(tan)(tan)中和不(bu)光是(shi)一個技術(shu)的(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)，更是(shi)經濟和社會發展(zhan)平衡(heng)的(de)(de)綜(zong)合性(xing)問(wen)(wen)題(ti)”，劉科院士強調，在目前(qian)的(de)(de)技術(shu)下成(cheng)本很高(gao)，也無(wu)法(fa)實現徹底固碳(tan)(tan)，而且二(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)在自然界的(de)(de)補集難(nan)度也很大(da)(da)，迄今(jin)靠(kao)CCS或CCUS減低的(de)(de)二(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)排放(fang)量是(shi)非常(chang)有限的(de)(de)。

第五個誤區是認(ren)為通過(guo)提(ti)(ti)高(gao)能(neng)效(xiao)(xiao)(xiao)能(neng)夠實(shi)現(xian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)中(zhong)和。通過(guo)增加(jia)能(neng)效(xiao)(xiao)(xiao)能(neng)夠顯(xian)著降(jiang)(jiang)低(di)工業流程、產品(pin)使用中(zhong)的(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)排(pai)(pai)放(fang)，前(qian)20年中(zhong)國(guo)能(neng)效(xiao)(xiao)(xiao)確實(shi)有顯(xian)著提(ti)(ti)高(gao)，但同(tong)時期，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)排(pai)(pai)放(fang)總量不但沒(mei)降(jiang)(jiang)低(di)，而且增加(jia)很多。因此，提(ti)(ti)高(gao)能(neng)效(xiao)(xiao)(xiao)是減碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)重要手段，但只(zhi)要使用化石能(neng)源，提(ti)(ti)高(gao)能(neng)效(xiao)(xiao)(xiao)對碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)中(zhong)和的(de)貢獻(xian)也(ye)是非常有限的(de)，提(ti)(ti)高(gao)能(neng)效(xiao)(xiao)(xiao)確實(shi)是減低(di)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)排(pai)(pai)放(fang)的(de)成本最(zui)低(di)，最(zui)應該優先做(zuo)的(de)。

第六個誤區是(shi)希望(wang)以電(dian)動(dong)車(che)(che)(che)取代燃油(you)車(che)(che)(che)來降低(di)碳排放，但(dan)事實(shi)上電(dian)動(dong)車(che)(che)(che)與燃油(you)車(che)(che)(che)之爭在一(yi)百(bai)年前(qian)就已經開始了。劉科院士(shi)表(biao)示(shi)，“如果能源結構不改(gai)變，如果電(dian)網67%的還是(shi)煤電(dian)，那電(dian)動(dong)車(che)(che)(che)是(shi)在增(zeng)加碳排放，而不是(shi)減少碳排放。只(zhi)有能源結構和(he)電(dian)網里大(da)部分是(shi)可再生能源構成的時(shi)候，電(dian)動(dong)車(che)(che)(che)才(cai)能算得(de)上清(qing)潔能源”。

甲醇可能是最好的儲氫載體

前100年電動(dong)車(che)為什么未能戰(zhan)勝燃(ran)(ran)油車(che)？在劉科院士指出，一(yi)方面是(shi)(shi)能量(liang)密度和基礎設(she)施的問題(ti)，比如液(ye)體(ti)燃(ran)(ran)料能量(liang)密度遠高(gao)于氣體(ti)，同(tong)時，“液(ye)體(ti)能源有個非(fei)常好的特(te)點(dian)，陸上可(ke)以管路(lu)輸送，海(hai)上可(ke)以非(fei)常便宜地(di)跨海(hai)輸送”，而且人(ren)類已建成遍布(bu)全(quan)球(qiu)各地(di)的液(ye)體(ti)燃(ran)(ran)料加注(zhu)設(she)施。另一(yi)方面是(shi)(shi)量(liang)產成本與污(wu)染的問題(ti)，主要是(shi)(shi)電池中使用(yong)的重金(jin)屬（鎳、鈷、鉛、鎘等(deng)）易造成生態污(wu)染，而電池回收(shou)技術還(huan)有待進一(yi)步發展。

劉(liu)科院士認為氫(qing)能(neng)(neng)的優勢(shi)明顯，“發電效率高(gao)，能(neng)(neng)降(jiang)低對石油的依賴，排放為水蒸氣，而(er)且大(da)規(gui)模(mo)量產燃料(liao)電池后成本能(neng)(neng)下來”。但氫(qing)能(neng)(neng)也存在儲氫(qing)運氫(qing)成本高(gao)、安全(quan)隱患大(da)、基礎(chu)設施投資(zi)高(gao)昂等(deng)問題。

氫(qing)(qing)(qing)能(neng)汽車為(wei)什么沒有產業化(hua)？劉科(ke)院(yuan)士指出，最(zui)根本的原因是氫(qing)(qing)(qing)氣不適合于作為(wei)大(da)眾(zhong)你我共有的能(neng)源(yuan)載體。“制氫(qing)(qing)(qing)容易，但儲氫(qing)(qing)(qing)、運氫(qing)(qing)(qing)有難(nan)度”。

劉科(ke)院(yuan)士(shi)認為，甲(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)(chun)是非常(chang)好的液體儲氫、運(yun)氫載體。為什么提出甲(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)(chun)這條線路(lu)？他表示，甲(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)(chun)可以(yi)從煤、天(tian)(tian)然氣來制，未(wei)(wei)來可以(yi)用太陽(yang)能(neng)催化(hua)二氧化(hua)碳(tan)和水來制甲(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)(chun)，就變成綠(lv)色的甲(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)(chun)。中國現在(zai)甲(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)(chun)產能(neng)全世界(jie)最高(gao)，大概(gai)8000多萬(wan)噸，按噸位來講接近汽(qi)油1/4的量。另(ling)外，頁巖氣革命(ming)讓(rang)世界(jie)發現了100多年用不(bu)完(wan)(wan)的天(tian)(tian)然氣。“有(you)100多年用不(bu)完(wan)(wan)的天(tian)(tian)然氣，就有(you)100多年用不(bu)完(wan)(wan)的甲(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)(chun)。”他指出，未(wei)(wei)來我們也可以(yi)用太陽(yang)能(neng)制甲(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)(chun)，這樣生產的甲(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)(chun)就完(wan)(wan)全是綠(lv)色甲(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)(chun)了。

電(dian)(dian)動車和(he)燃料(liao)電(dian)(dian)池最(zui)大(da)的(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)(ti)在于基礎設施(shi)的(de)(de)土地成(cheng)本問(wen)(wen)題(ti)(ti)和(he)冬(dong)天續航問(wen)(wen)題(ti)(ti)，而(er)甲醇(chun)等液體燃料(liao)供給氫能，則可(ke)(ke)以解決電(dian)(dian)動車充電(dian)(dian)及燃料(liao)電(dian)(dian)池加氫站(zhan)(zhan)(zhan)建設的(de)(de)痛點。當前，甲醇(chun)加注站(zhan)(zhan)(zhan)已經(jing)在全國多個省市示范成(cheng)功，現(xian)有加油站(zhan)(zhan)(zhan)也可(ke)(ke)以通(tong)過(guo)簡單改造即可(ke)(ke)完成(cheng)，儲(chu)運(yun)基本成(cheng)熟；醇(chun)水溶液的(de)(de)儲(chu)運(yun)，相當于儲(chu)運(yun)64wt%的(de)(de)酒精，相關技術(shu)更(geng)為成(cheng)熟；同時(shi)，地下(xia)停車場(chang)也可(ke)(ke)以自行(xing)搭建甲醇(chun)氫能發電(dian)(dian)系統，無需電(dian)(dian)網(wang)擴容，就可(ke)(ke)以實時(shi)發電(dian)(dian)供給充電(dian)(dian)樁電(dian)(dian)力。

碳中和的五個現實路徑

第一個路徑是(shi)通(tong)過(guo)(guo)現(xian)有(you)(you)煤化(hua)工與可再生能(neng)源結合實現(xian)低(di)碳(tan)能(neng)源系統(tong)。一方(fang)(fang)面可以讓(rang)現(xian)有(you)(you)的(de)煤化(hua)工實現(xian)凈零碳(tan)排放，另一方(fang)(fang)面是(shi)通(tong)過(guo)(guo)太(tai)陽能(neng)、風(feng)能(neng)、核能(neng)電解水制備綠氫和氧氣(qi)，合成氣(qi)不(bu)經水汽變換(huan)，大(da)大(da)降低(di)煤制甲醇的(de)二氧化(hua)碳(tan)排放。

第二個路(lu)徑是利用煤炭(tan)領(ling)域(yu)的碳(tan)中(zhong)和技術——微礦分離技術。在煤燃燒前(qian)，把可燃物及含污染物的礦物質分離開，制備低成本(ben)類液體燃料+土壤(rang)改良劑(ji)，源(yuan)頭解決煤污染、濫(lan)用化肥及土壤(rang)生態問題，同時低成本(ben)生產甲(jia)醇、氫(qing)氣(qi)等高附(fu)加(jia)值化學品(pin)。

第三個路徑是(shi)實現(xian)光伏與農業(ye)(ye)的(de)綜合發(fa)展，將光伏與農業(ye)(ye)、畜牧(mu)業(ye)(ye)、水(shui)資源利用(yong)及沙漠治(zhi)理并舉(ju)，實現(xian)光伏和(he)沙漠治(zhi)理結合，及光伏和(he)農業(ye)(ye)聯合減碳(tan)。

第四個(ge)路(lu)徑(jing)是(shi)峰(feng)谷電(dian)(dian)與熱(re)儲(chu)(chu)能綜合(he)利(li)用(yong)，火電(dian)(dian)廠(chang)就是(shi)半(ban)夜也不(bu)能停(ting)，在(zai)半(ban)夜12點到早(zao)晨(chen)6點這個(ge)區間(jian)，火電(dian)(dian)廠(chang)盡管(guan)還在(zai)排(pai)放大量二氧化碳，但發的(de)電(dian)(dian)沒(mei)人用(yong)；利(li)用(yong)分(fen)布式(shi)儲(chu)(chu)熱(re)模塊，在(zai)谷電(dian)(dian)時段把(ba)電(dian)(dian)以(yi)熱(re)的(de)形(xing)式(shi)儲(chu)(chu)下來，再在(zai)需要時用(yong)于供熱(re)或空(kong)調，可大大降(jiang)低二氧化碳排(pai)放，實現真正的(de)煤改電(dian)(dian)，再配合(he)屋頂光伏戰(zhan)略及縣域經(jing)濟，進(jin)一步減(jian)少電(dian)(dian)能消耗(hao)。

第五個路徑(jing)是(shi)利用(yong)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)制甲(jia)醇(chun)，然(ran)后做分布式的(de)發電(dian)。可(ke)以使用(yong)甲(jia)醇(chun)氫能(neng)分布式能(neng)源(yuan)替代一(yi)切使用(yong)柴油機的(de)場景，和光伏、風能(neng)等不(bu)穩(wen)定可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)多能(neng)互補。