南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長(zhǎng)劉科：碳捕集封存難具規(guī)模化減排價(jià)值

大氣網(wǎng)訊:碳達(dá)峰、碳中和目前是能源行業(yè)的焦點(diǎn)話題，引發(fā)了相關(guān)各方的廣泛討論。澳大利亞國(guó)家工程院外籍院士、南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長(zhǎng)劉科認(rèn)為，目前業(yè)內(nèi)外對(duì)于碳減排還存在幾大誤區(qū)，并在接受記者采訪時(shí)發(fā)表了他的看法。

新能源成本較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)仍將高于化石能源發(fā)電

“首先要有量的概念?！眲⒖票硎?，我國(guó)每年約排放103億噸二氧化碳，人均排放7.4噸。以一個(gè)三口之家來(lái)算，年均排放量約22億噸。“現(xiàn)有減排手段或多或少有所貢獻(xiàn)，但面對(duì)海量排放，單一手段均存在一定局限。”

劉科認(rèn)為，大力發(fā)展風(fēng)、光等可再生能源十分關(guān)鍵，但其在短期內(nèi)尚無(wú)法取代化石能源。

“常有人說(shuō)，光伏發(fā)電、風(fēng)電已經(jīng)比煤電便宜了。這句話沒錯(cuò)，但在當(dāng)前情況下，我認(rèn)為只說(shuō)對(duì)了1/6-1/5。光伏發(fā)電、風(fēng)電年發(fā)電小時(shí)數(shù)各地不同，平均下來(lái)分別在1700小時(shí)、2000小時(shí)。對(duì)比全年8760小時(shí)，其他4/5左右的時(shí)間段需配套儲(chǔ)能才行。一旦大規(guī)模儲(chǔ)電，總成本遠(yuǎn)高于煤電?！眲⒖票硎?，近年來(lái)，我國(guó)光伏發(fā)電、風(fēng)電增量巨大，截至去年總發(fā)電量折合約1.92億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相比耗煤量22億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的煤電仍是杯水車薪。

此外，若有超過(guò)15%的非穩(wěn)定能源接入，電網(wǎng)即面臨大規(guī)模停電等風(fēng)險(xiǎn)?！半娋W(wǎng)靠電池儲(chǔ)電的概念非常危險(xiǎn)。據(jù)估算，全世界未來(lái)5年多的電池產(chǎn)能，僅能滿足東京全市停電3天的電能需求。”劉科稱。

那么，何時(shí)能夠依靠?jī)?chǔ)能？“人們總以為有個(gè)魔術(shù)般的大規(guī)模儲(chǔ)電技術(shù)。事實(shí)上，迄今為止唯一能夠達(dá)到吉瓦級(jí)、最便宜的大規(guī)模儲(chǔ)電設(shè)施仍是古老的抽水蓄能電站?！眲⒖品Q，經(jīng)過(guò)100多年研發(fā)，電池能量密度仍未取得革命性改變。以1859年發(fā)明的鉛酸電池為例，其能量密度僅從最初90kWh/m3提升至當(dāng)前最高260kWh/m3。手機(jī)、電腦、電動(dòng)汽車等小規(guī)模應(yīng)用尚可，面對(duì)一個(gè)大型風(fēng)電場(chǎng)、一座大型光伏電站，儲(chǔ)電成本依然居高不下?！耙粌?chǔ)一放，成本就達(dá)到火電的2-3倍。抽水蓄能電站雖然經(jīng)濟(jì)可行，卻受到地理位置等約束。在今后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，風(fēng)、光等新能源成本仍將高于化石能源發(fā)電?！?/p>

二氧化碳收集、轉(zhuǎn)化等工藝流程會(huì)消耗更多能源

除了源頭減碳，部分觀點(diǎn)認(rèn)為，二氧化碳捕集封存、制備化學(xué)品等“尾部”減排方式也是利器。在劉科看來(lái)，這些方式盡管能夠減碳，但是仍然存在難以規(guī)?；l(fā)展的問題。

劉科提出，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)大規(guī)模減排，但面臨著高成本難題，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)徹底固碳。封存后的二氧化碳，在一定程度上仍會(huì)釋放出來(lái)，且自然界的二氧化碳捕集難度更大。

“碳中和不光是一項(xiàng)技術(shù)難題，更是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展平衡的綜合性問題?！眲⒖票硎?，在現(xiàn)有條件下，二氧化碳最有價(jià)值的用途是驅(qū)油。未來(lái)20年，驅(qū)油消耗的二氧化碳量預(yù)計(jì)有60萬(wàn)噸?！俺酥?，有些企業(yè)在積極嘗試二氧化碳制備化學(xué)品。我們要看到，全世界約87%的石油都被燒掉了，僅僅13%的石油就生產(chǎn)了我們需要的所有化學(xué)品。這些二氧化碳即使全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)品，也只能解決13%的石油燃燒排放問題。由于二氧化碳分子非常穩(wěn)定，收集、轉(zhuǎn)化等工藝流程反而消耗更多能源，減碳貢獻(xiàn)相當(dāng)有限?！?/p>

劉科還稱，提高能效能夠顯著降低工業(yè)流程排放，是目前成本最低、最應(yīng)優(yōu)先推廣的減碳手段，但實(shí)際效果卻受到制約。“過(guò)去20年，我國(guó)整體能效明顯提高，二氧化碳排放量卻不降反升。這是為何？事實(shí)上，只要繼續(xù)使用化石能源，該方式對(duì)碳中和的貢獻(xiàn)也是非常有限的。不同方式到底能夠減多少碳、經(jīng)濟(jì)成本有多少，這是亟需弄清楚的問題?！?/p>

當(dāng)前大規(guī)模使用電動(dòng)汽車并不能減少碳排放

劉科認(rèn)為，對(duì)于電動(dòng)汽車的認(rèn)識(shí)也存在誤區(qū)?！鞍讶加蛙嚫臑殡妱?dòng)車就能降低排放，這句話是有前提的。只有電網(wǎng)里的電能大部分來(lái)自可再生能源發(fā)電，電動(dòng)車才算得上是清潔能源車，否則大量使用電動(dòng)車不是減少而是增加了碳排放?！?/p>

燃油車未被取代的原因不止于此。早在100年前，二者之爭(zhēng)已經(jīng)開始，電動(dòng)車為何遲遲未能“戰(zhàn)勝”燃油車？劉科認(rèn)為，主要原因在于電池能量密度、電池回收技術(shù)、電動(dòng)車制造成本等。

“一方面，電池能量密度雖在增加，相比液體燃料依然相差數(shù)倍。液體燃料還有便于運(yùn)輸?shù)葍?yōu)勢(shì)，陸路、海運(yùn)方便又便宜，已建成的汽柴油加注設(shè)施遍布各地。這也是為何全世界產(chǎn)油國(guó)數(shù)量有限，燃油車卻能遍布全球。另一方面，電動(dòng)車自身面臨現(xiàn)實(shí)難題。生產(chǎn)一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)很貴，一旦研發(fā)定型，流水線生產(chǎn)的成本呈幾何級(jí)下降。但制造電池所需的材料不但昂貴，其中的鎳、鈷、鎘等重金屬還易帶來(lái)環(huán)境污染?！眲⒖普f(shuō)，我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)量由2016年的51.7萬(wàn)輛升至2018年第一季度的79.4萬(wàn)輛，僅28萬(wàn)輛的增量，期間鈷價(jià)翻了4倍、鋰價(jià)翻了1倍?！敖陬愃魄闆r再次出現(xiàn)。若按當(dāng)前的貴金屬價(jià)格，除非提高車輛售價(jià)，否則沒有一家電動(dòng)車廠可以掙錢。哪怕在金屬價(jià)格持續(xù)攀升的基礎(chǔ)上，仍無(wú)一家公司可以靠回收電池賺錢，說(shuō)明電池回收利用問題也未從根本上解決。電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)值得鼓勵(lì)和發(fā)展，但在這些問題上還需要謹(jǐn)慎一些?！?/p>

原標(biāo)題:南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長(zhǎng)劉科：碳捕集封存難具規(guī)?；瘻p排價(jià)值