石化智彙網3天前

碳達峰、碳中和的目標下，發展清潔能源已經成為實現綠色低碳轉型發展的重要方麵。

《2030年前碳達峰行動方案》提出，“十四五”期間，煤炭消費增長得到嚴格控製，新型電力係統加快構建；“十五五”期間，清潔低碳安全高效的能源體係初步建立。

“雙碳”目標下，未來新能源在能源結構中將會扮演什麼樣的角色？傳統化石能源未來的出路在哪裏？氫能是否會成為能源結構中重要的一環？

中國工程院院士、清華大學化學科學與技術研究院院長金湧表示，化石能源被新能源取代成為發展的大趨勢。可再生能源加上儲電技術，將是人類未來能源的解決方案。

“氫實際上不適合作為能源，而更適合用於製成材料。氫能的說法並不準確，它不是嚴格意義上的二次能源。”金湧認為，碳和氫元素等化石能源要重新規劃利用，氫燃料汽車未來可能不會是主流。

Q：目前我國在實現“雙碳”目標的過程中麵臨哪些挑戰？怎樣實現經濟和“雙碳”目標的同步發展？

金湧： 我國主要麵臨三種挑戰。 第一， 我國二氧化碳排放總量大，占世界排放量的三分之一；第二，我國需要在30年之內降低碳排放，實現碳達峰向碳中和的轉變；第三，在實現“雙碳”目標的同時，經濟也要同步發展。

按照《中國宏觀經濟藍皮書》的預測，2050年，我國人均GDP將超過4萬美元，目前水平是1萬美元左右。在實現碳達峰、碳中和的關鍵期，我國的人均GDP要達到現行水平的4倍。而在能耗方麵，2019年，我國萬元GDP能耗約為0.519噸標準煤，同期主流發達國家的萬元GDP能耗一般維持在0.1-0.2噸標準煤。既要實現碳達峰、碳中和目標，又要保持國民經濟的健康穩定發展，降低萬元GDP能耗是頭等大事。

具體來看，可以從兩方麵入手。

一是技術進步。我們需要考慮所有節能技術的進步，目前大概還有10%—20%的餘量。

二是產業結構轉型。現在全世界的發展趨勢是，低附加值、初級產品、能耗大產值低的產品逐漸退出市場。未來，我國需要發展信息、智能、5G等高附加值低能耗產業。

因此，一方麵需要跨學科發展，化工與生物、物理、信息結合；另一方麵，形成產業間的融合，如視、聽、觸覺技術和量子傳輸技術、人工智能算術和機器人技術等。

Q：未來我國可再生能源在能源結構中會扮演什麼樣的角色？可再生能源的發展又麵臨哪些挑戰？

金湧： 現在的光伏和風電成本快速下降，光伏一度電的成本接近火電甚至更低。另外，來源於太陽的能量是我們現在用能的三千多倍。但是風光電有缺點，不穩定，需要儲能。所以現在全世界的共識：可再生能源加上儲電技術，是人類未來能源的解決方案。

目前可再生能源麵臨的最大困難是儲電。儲電方式有很多，其中可以移動的、最好的儲電方式是鋰電池。目前我國的鋰電池產業發展迅速。

Q：從化學技術的角度看，煤化工行業在綠色轉型中可以做出哪些嚐試？

金湧： 中國的煤炭儲量僅占全世界的12%，而美國占24%，美國的人均煤炭擁有量是我國的8倍。現有的煤變油、煤變烯烴甚至乙二醇可能不會受到廣泛支持，隻有耗能少、碳排放少、收益高的技術才能實現發展。因此，我國需要發展新的技術，提高煤炭利用率。我們可以將生物技術與化工技術結合，減少二氧化碳排放量，契合碳中和要求。

煤炭的分質利用也是一種思想。通過分質，煤炭最終變成兩種產品：半焦和氫氣。氫氣可以作為碳彙處理二氧化碳。經過加熱，半焦也可以成為一種碳彙，生成性質活潑的一氧化碳。一氧化碳可以用來製作酒精，從而用於汽車燃料，甚至塑料、橡膠纖維的使用，實現無機碳向有機碳的轉化。

在40年之內，煤化工可能還會有很多新的技術出現，煤炭由燃料逐漸轉向材料。

Q：如何看待未來石油和天然氣的發展？

金湧： 石油方麵，在傳統的煉化技術下，80%的原油最終變成了汽油、柴油，僅有20%用來製作塑料、橡膠和纖維。到2060年，如果電動車在全國普及，這一比例將會顛倒。另外，目前我國的原油中僅有5%用於製作聚乙烯，未來原油使用用途的變化會將更多的碳固定在物質中。

從碳中和的角度看，天然氣是很好的碳中和原料，應當分離碳和氫元素，分別利用兩種元素。氫是碳彙中的一部分，可以與碳氧化合物反應。碳可以作為還原劑，將二氧化碳還原為用途更廣泛的一氧化碳。類似的做法為目前正麵臨著淘汰風險的高耗能企業提供退出機製，幫助它們改造原有技術，減少碳排放，提高利用率，以降低損失，契合碳中和的目標。

Q：綠氫在未來能源結構中有什麼意義？

金湧： 氫燃料電池實際上是在“燒氫”，並且氫在發電中損失較大。 所以，氫實際上不適合作為能源，而更適合用於製成材料。氫能的說法並不準確，它不是嚴格意義上的二次能源，將來電動車發電的主流趨勢是利用鋰電池等其他類型電池。

未來，如果能夠以低成本電解水，綠氫可以代替煤製氫，最終實現二氧化碳零排放。不排除氫在個別領域可能仍然作為燃料，例如潛艇可以使用氫燃料電池，可以在海底保持電量，但主流的還是將氫用作材料。

目前，很多企業因為國家補貼而發展氫燃料電池，實際上應該大力發展製作綠氫的技術。

Q：在目前的情況下，哪些技術能夠投入商業化使用，助力碳中和？

金湧： 一個技術成為經濟動力，首先需要滿足三個條件：技術成熟、可以盈利，低二氧化碳排放量。 具體來看，技術經曆了小規模的實驗室研究到大規模的化工生產，而在這個過程中，技術人員需要做中間試驗，並說明其在物理、化學計算機控製、經濟等方麵的產業知識。接著將這些材料形成的“軟件包”遞交至設計院，最後賣給企業家，進入市場。

整體而言，滿足第一個條件的難度較大。由於中間試驗不提供產品，隻提供知識，有的企業不願意做，導致很多技術無法實現商業化，因而中間試驗常常成為“死亡穀”。因為中間試驗放棄產品投入的行為是不理智的。現在的金融家、各級領導和企業公司領導應該能夠有智慧辨別不同的科學家，識別市場價值，具有足夠的眼光投入產業化。