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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(ren)為，中國每(mei)年排放(fang)(fang)約103億噸(dun)二(er)(er)(er)(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)(tan)(tan)，人均(jun)排放(fang)(fang)7.4噸(dun)，一個(ge)三(san)口之家，每(mei)年平均(jun)排放(fang)(fang)22噸(dun)二(er)(er)(er)(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)(tan)(tan)。盡管(guan)風能，太陽能，二(er)(er)(er)(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)(tan)(tan)轉化(hua)為化(hua)學品，CCS（碳(tan)(tan)(tan)(tan)捕集和(he)儲存(cun)(cun)技術(shu)），CCUS（碳(tan)(tan)(tan)(tan)捕集、利用與封(feng)存(cun)(cun)技術(shu)），提高能效都(dou)會或(huo)多或(huo)少的(de)對(dui)減(jian)碳(tan)(tan)(tan)(tan)有些貢(gong)獻(xian)，都(dou)值得去(qu)鼓勵(li)，探索和(he)實施；但對(dui)天量排放(fang)(fang)的(de)二(er)(er)(er)(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)(tan)(tan)減(jian)低的(de)比例是相當(dang)有限的(de)。

對(dui)碳(tan)中和(he)認知的(de)(de)六大(da)誤區第(di)一個誤區是(shi)認為風能(neng)(neng)和(he)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)比(bi)火(huo)(huo)電(dian)都(dou)便(bian)宜了(le)，因此太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)和(he)風能(neng)(neng)完全(quan)可以(yi)取代火(huo)(huo)電(dian)實(shi)現碳(tan)中和(he)。事實(shi)是(shi)每年8760小時，而(er)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)每年發(fa)電(dian)小時數(shu)各地不同，平(ping)均在(zai)1700小時左右；也就(jiu)是(shi)說太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)大(da)概(gai)在(zai)1/5-1/6的(de)(de)時間(jian)段(duan)比(bi)火(huo)(huo)電(dian)便(bian)宜；而(er)在(zai)其他5/6的(de)(de)時間(jian)段(duan)，如果要儲(chu)(chu)電(dian)，其成本(ben)會遠遠高(gao)于火(huo)(huo)電(dian)。盡管中國(guo)的(de)(de)風能(neng)(neng)、太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)增量巨(ju)大(da)，但(dan)(dan)事實(shi)上總發(fa)電(dian)量與煤(mei)電(dian)相比(bi)仍(reng)(reng)然是(shi)杯(bei)水車(che)薪。而(er)且，電(dian)網“靠電(dian)池儲(chu)(chu)電(dian)的(de)(de)概(gai)念是(shi)非常危險(xian)的(de)(de)”，據(ju)估算，全(quan)世界5年的(de)(de)電(dian)池產(chan)能(neng)(neng)僅能(neng)(neng)滿足東京全(quan)市(shi)停電(dian)3天的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)和(he)風能(neng)(neng)需要大(da)力發(fa)展，但(dan)(dan)在(zai)儲(chu)(chu)電(dian)成本(ben)仍(reng)(reng)然很(hen)高(gao)的(de)(de)當前，在(zai)可見的(de)(de)未來(lai)無(wu)法全(quan)部(bu)取代化石能(neng)(neng)源發(fa)電(dian)。

第二個(ge)誤區是人們以為有(you)個(ge)魔術(shu)般的(de)(de)(de)大規模儲電(dian)技術(shu)，但實際上能源行(xing)業沒(mei)有(you)計算機行(xing)業的(de)(de)(de)摩爾定律，“人類(lei)花了100多(duo)年時間的(de)(de)(de)研(yan)發，電(dian)池的(de)(de)(de)能量(liang)密度并沒(mei)有(you)得到革(ge)命(ming)性的(de)(de)(de)根本的(de)(de)(de)改變”，迄今大規模GW及(ji)的(de)(de)(de)儲電(dian)最(zui)便宜(yi)的(de)(de)(de)還是100多(duo)年前就被發明的(de)(de)(de)抽水儲能技術(shu)。

第三個誤區是(shi)(shi)用二氧化(hua)(hua)碳(tan)制成(cheng)化(hua)(hua)學(xue)品，但(dan)從規模(mo)上，二氧化(hua)(hua)碳(tan)制成(cheng)化(hua)(hua)學(xue)品并不具備減碳(tan)價值。全(quan)世界約87%的(de)石(shi)油(you)都被燒掉了(le)，約13%的(de)石(shi)油(you)生(sheng)產了(le)我們所有的(de)石(shi)化(hua)(hua)產品。二氧化(hua)(hua)碳(tan)轉化(hua)(hua)為其他化(hua)(hua)學(xue)品對減碳(tan)的(de)貢獻是(shi)(shi)相當有限的(de)。

第四(si)個誤區是(shi)認(ren)為利(li)用CCUS技(ji)術能(neng)夠(gou)碳中(zhong)和。把生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)(cheng)排(pai)放(fang)(fang)的(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化(hua)(hua)碳進(jin)行(xing)捕獲(huo)提純，再(zai)投(tou)入到新(xin)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)進(jin)行(xing)循環再(zai)利(li)用或(huo)封存，理論(lun)上能(neng)夠(gou)實(shi)現二氧(yang)化(hua)(hua)碳的(de)(de)(de)(de)大規模(mo)捕集(ji)，但(dan)是(shi)“碳中(zhong)和不(bu)光(guang)是(shi)一個技(ji)術的(de)(de)(de)(de)問題，更(geng)是(shi)經(jing)濟和社會發(fa)展平衡的(de)(de)(de)(de)綜合性(xing)問題”，劉科院士強調，在目(mu)前的(de)(de)(de)(de)技(ji)術下成本(ben)很(hen)高，也無法實(shi)現徹底固碳，而且二氧(yang)化(hua)(hua)碳在自然界的(de)(de)(de)(de)補(bu)集(ji)難度也很(hen)大，迄今(jin)靠CCS或(huo)CCUS減低(di)的(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化(hua)(hua)碳排(pai)放(fang)(fang)量(liang)是(shi)非(fei)常有限的(de)(de)(de)(de)。

第五個誤區是認(ren)為通(tong)過提高(gao)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)(neng)夠實現碳(tan)(tan)中(zhong)和。通(tong)過增加(jia)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)(xiao)能(neng)(neng)(neng)夠顯(xian)著(zhu)降(jiang)低工業流程、產品(pin)使用(yong)中(zhong)的(de)碳(tan)(tan)排(pai)放，前20年(nian)中(zhong)國(guo)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)(xiao)確實有(you)顯(xian)著(zhu)提高(gao)，但(dan)同時(shi)期，碳(tan)(tan)排(pai)放總量不但(dan)沒降(jiang)低，而且增加(jia)很(hen)多。因此，提高(gao)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)(xiao)是減碳(tan)(tan)的(de)重(zhong)要手(shou)段(duan)，但(dan)只要使用(yong)化石(shi)能(neng)(neng)(neng)源，提高(gao)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)(xiao)對(dui)碳(tan)(tan)中(zhong)和的(de)貢獻也是非常有(you)限的(de)，提高(gao)能(neng)(neng)(neng)效(xiao)(xiao)確實是減低碳(tan)(tan)排(pai)放的(de)成本最低，最應該(gai)優先做(zuo)的(de)。

第六個誤區是(shi)希望以電(dian)(dian)(dian)動(dong)車(che)(che)(che)取(qu)代燃油車(che)(che)(che)來降(jiang)低碳(tan)排(pai)放，但事實上電(dian)(dian)(dian)動(dong)車(che)(che)(che)與燃油車(che)(che)(che)之爭在一百年前就已經開始了。劉科院(yuan)士(shi)表(biao)示，“如果(guo)能(neng)源(yuan)結構不改變，如果(guo)電(dian)(dian)(dian)網67%的還是(shi)煤電(dian)(dian)(dian)，那電(dian)(dian)(dian)動(dong)車(che)(che)(che)是(shi)在增加碳(tan)排(pai)放，而不是(shi)減少碳(tan)排(pai)放。只有能(neng)源(yuan)結構和電(dian)(dian)(dian)網里大部分是(shi)可再生能(neng)源(yuan)構成的時候，電(dian)(dian)(dian)動(dong)車(che)(che)(che)才能(neng)算得上清潔能(neng)源(yuan)”。

甲醇可能是最好的儲氫載體

前(qian)100年電(dian)動車為什么未能(neng)戰勝燃(ran)油車？在(zai)劉科院(yuan)士(shi)指(zhi)出，一方面(mian)是(shi)(shi)能(neng)量密(mi)度和基(ji)礎設施的問題(ti)，比如(ru)液(ye)體(ti)燃(ran)料能(neng)量密(mi)度遠高于(yu)氣體(ti)，同時，“液(ye)體(ti)能(neng)源(yuan)有個(ge)非(fei)常好的特點，陸上可以管路輸(shu)送(song)，海(hai)上可以非(fei)常便宜地跨海(hai)輸(shu)送(song)”，而且人類已(yi)建成遍布全球(qiu)各地的液(ye)體(ti)燃(ran)料加注設施。另一方面(mian)是(shi)(shi)量產(chan)成本(ben)與(yu)污(wu)染的問題(ti)，主要是(shi)(shi)電(dian)池中使用(yong)的重金屬（鎳、鈷、鉛、鎘等）易造成生態污(wu)染，而電(dian)池回收(shou)技術還有待進一步發展(zhan)。

劉科院士認為(wei)氫(qing)能的優勢明顯，“發電(dian)效率高(gao)(gao)(gao)，能降低(di)對石(shi)油(you)的依賴，排放為(wei)水蒸(zheng)氣，而且大(da)規(gui)模量產燃料電(dian)池后成本(ben)能下(xia)來(lai)”。但氫(qing)能也存在儲氫(qing)運氫(qing)成本(ben)高(gao)(gao)(gao)、安全(quan)隱患大(da)、基礎設(she)施投資高(gao)(gao)(gao)昂等問題。

氫(qing)(qing)能(neng)汽車為什么沒有產業化？劉科院(yuan)士指出，最根本的原(yuan)因是氫(qing)(qing)氣不適合于(yu)作為大(da)眾你我共有的能(neng)源載體。“制氫(qing)(qing)容易，但儲氫(qing)(qing)、運氫(qing)(qing)有難(nan)度”。

劉科院士認為，甲(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)是非常好的(de)(de)液體儲氫、運氫載體。為什么(me)提出甲(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)這(zhe)條線路？他表示，甲(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)可以(yi)從煤、天(tian)然氣(qi)來(lai)制，未來(lai)可以(yi)用太陽(yang)能催(cui)化(hua)二氧化(hua)碳(tan)和水(shui)來(lai)制甲(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)，就變成綠(lv)色的(de)(de)甲(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)。中國現(xian)在甲(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)產能全世(shi)界(jie)(jie)最高，大概8000多(duo)萬噸(dun)，按噸(dun)位(wei)來(lai)講接近汽油1/4的(de)(de)量。另(ling)外，頁巖氣(qi)革命讓世(shi)界(jie)(jie)發現(xian)了100多(duo)年用不完(wan)(wan)的(de)(de)天(tian)然氣(qi)。“有100多(duo)年用不完(wan)(wan)的(de)(de)天(tian)然氣(qi)，就有100多(duo)年用不完(wan)(wan)的(de)(de)甲(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)。”他指出，未來(lai)我們也可以(yi)用太陽(yang)能制甲(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)，這(zhe)樣生產的(de)(de)甲(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)就完(wan)(wan)全是綠(lv)色甲(jia)(jia)(jia)(jia)醇(chun)(chun)了。

電(dian)動(dong)車(che)和燃料電(dian)池最大(da)的問(wen)題在于基(ji)礎設施的土地(di)成本(ben)(ben)問(wen)題和冬天續航(hang)問(wen)題，而甲(jia)醇等液(ye)體燃料供給(gei)氫(qing)能，則可(ke)以(yi)解決電(dian)動(dong)車(che)充(chong)電(dian)及(ji)燃料電(dian)池加(jia)氫(qing)站建(jian)設的痛點。當前(qian)，甲(jia)醇加(jia)注(zhu)站已(yi)經在全國多個(ge)省市示(shi)范(fan)成功，現有加(jia)油(you)站也(ye)可(ke)以(yi)通過簡單改(gai)造即可(ke)完成，儲(chu)(chu)運(yun)(yun)(yun)基(ji)本(ben)(ben)成熟；醇水溶液(ye)的儲(chu)(chu)運(yun)(yun)(yun)，相當于儲(chu)(chu)運(yun)(yun)(yun)64wt%的酒(jiu)精，相關技術更(geng)為(wei)成熟；同時，地(di)下停車(che)場也(ye)可(ke)以(yi)自(zi)行搭建(jian)甲(jia)醇氫(qing)能發(fa)電(dian)系統，無需電(dian)網擴容(rong)，就可(ke)以(yi)實時發(fa)電(dian)供給(gei)充(chong)電(dian)樁電(dian)力。

碳中和的五個現實路徑

第一(yi)個(ge)路徑是(shi)(shi)通過現有煤(mei)(mei)化(hua)(hua)工與可(ke)再生能源結合實(shi)現低(di)碳(tan)(tan)能源系統(tong)。一(yi)方(fang)面(mian)(mian)可(ke)以讓現有的(de)煤(mei)(mei)化(hua)(hua)工實(shi)現凈零碳(tan)(tan)排(pai)放，另一(yi)方(fang)面(mian)(mian)是(shi)(shi)通過太陽能、風(feng)能、核能電解水制(zhi)備綠氫(qing)和氧氣(qi)(qi)，合成氣(qi)(qi)不(bu)經水汽變換，大大降低(di)煤(mei)(mei)制(zhi)甲醇的(de)二氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)排(pai)放。

第二(er)個(ge)路徑是利用煤(mei)炭領域的碳(tan)中和技術——微(wei)礦分離技術。在(zai)煤(mei)燃(ran)(ran)燒前，把可(ke)燃(ran)(ran)物及含污染物的礦物質分離開，制備低成本類液體燃(ran)(ran)料+土壤改良劑，源頭(tou)解決煤(mei)污染、濫用化(hua)肥及土壤生態問(wen)題，同時低成本生產甲醇、氫氣等(deng)高附加值化(hua)學(xue)品。

第三個(ge)路徑(jing)是實現光(guang)伏(fu)(fu)與農業(ye)的綜(zong)合(he)發展(zhan)，將(jiang)光(guang)伏(fu)(fu)與農業(ye)、畜(chu)牧業(ye)、水資源利用及沙漠治(zhi)理并舉，實現光(guang)伏(fu)(fu)和沙漠治(zhi)理結合(he)，及光(guang)伏(fu)(fu)和農業(ye)聯(lian)合(he)減碳。

第四個路徑是峰谷(gu)電(dian)與熱儲(chu)(chu)能(neng)綜(zong)合利用，火電(dian)廠(chang)就是半夜也不(bu)能(neng)停(ting)，在半夜12點到早晨6點這個區間，火電(dian)廠(chang)盡管還在排放大(da)量二氧化碳，但發的(de)電(dian)沒人(ren)用；利用分布式儲(chu)(chu)熱模塊，在谷(gu)電(dian)時段把電(dian)以熱的(de)形式儲(chu)(chu)下來(lai)，再(zai)在需要時用于供(gong)熱或空(kong)調，可大(da)大(da)降低(di)二氧化碳排放，實現真正的(de)煤改電(dian)，再(zai)配合屋頂光伏戰略(lve)及縣(xian)域經濟，進一步減少(shao)電(dian)能(neng)消耗。

第五(wu)個路徑是利用(yong)可(ke)再生能(neng)(neng)源(yuan)制甲醇，然后做分(fen)布(bu)(bu)式的(de)發電(dian)。可(ke)以使(shi)(shi)用(yong)甲醇氫(qing)能(neng)(neng)分(fen)布(bu)(bu)式能(neng)(neng)源(yuan)替代一切使(shi)(shi)用(yong)柴油(you)機的(de)場(chang)景，和光伏、風能(neng)(neng)等(deng)不穩定可(ke)再生能(neng)(neng)源(yuan)多能(neng)(neng)互補。