海內外院士共話碳中和——重構能源系統(tǒng) 攻克減碳難題

“不管是洪災，還有火災，都是必須快速采取行動來結束的氣候變化的悲劇。”大屏幕上，諾貝爾獎得主、美國藝術科學院院士、美國加州大學伯克利分校教授丹尼爾·科曼（Dan Kammen），通過視頻連線發(fā)出呼吁。

 

9月6日，主題為“碳中和愿景下能源轉型與創(chuàng)新”的2021全球綠色發(fā)展高峰論壇在成都開幕。作為第十九屆中國西部海外高新科技人才洽談會系列活動之一，本次論壇集聚了海內外共8名院士，圍繞重構能源系統(tǒng)、攻克減碳難題等碳中和熱點議題，展開了深入交流探討。

 

關鍵詞：轉型

 

構建清潔、低碳、安全、高效的能源體系

 

“四川大學、重慶大學、清華大學、華北電力大學，還有相關的一些企業(yè)……”丹尼爾·科曼說，過去的幾年中，他和中國多個機構開展項目合作，實施清潔能源轉型戰(zhàn)略。不過，合作資源是有限的，但全球減排的任務卻很重。

 

據(jù)他研究，過去六年，地球兩極溫度升高超過2度。減輕溫室氣體排放，丹尼爾·科曼認為，必須進行創(chuàng)新，建立模型，從經濟、節(jié)能、碳定價等多方面努力。

 

“在中國的每家實驗室，都可以建立一個低碳電力系統(tǒng)的模型，挑戰(zhàn)在于怎么樣真正實現(xiàn)這些模型。”丹尼爾·科曼建議，一方面要在太陽能、風能、電能等技術上創(chuàng)新突破，另一方面，要探索推廣更多支持發(fā)展清潔能源的政策，比如深圳投放的電動出租車。此外，還要加強區(qū)域合作和相關立法，這需要全社會力量共同參與。

 

美國能源經濟學會院士、斯坦福大學教授詹姆士·斯維尼（James Sweeney），與丹尼爾·科曼的觀點類似。在他看來，實現(xiàn)碳中和，需要重構一個可持續(xù)的脫碳能源系統(tǒng)，形成“能源政策三角”。

 

換句話說，這個系統(tǒng)需要做到三點：一是經濟，這個能源系統(tǒng)必須符合經濟發(fā)展規(guī)律，確保有充足的能源資源可以獲利；二是安全，要考慮網絡安全、國內國外安全、物理安全，這是基礎特征；三是環(huán)境，能源系統(tǒng)必須是綠色的、環(huán)保的。

 

在能源系統(tǒng)上做文章，中國科學院院士、中國電力科學研究院名譽院長周孝信認為，碳達峰、碳中和目標實施路徑有兩條，即落實兩個構建：構建清潔低碳安全高效的能源體系，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

 

具體怎么做？他提出五點建議：大力開發(fā)利用可再生能源，發(fā)展核能、生物質能、地熱能等非化石能源綜合利用；積極推動煤電靈活性轉型；持續(xù)推進終端用能的電氣化；加強電力電子和儲能等關鍵技術創(chuàng)新；完善能源轉型各項政策，堅持市場化改革方向。

 

“我們電力系統(tǒng)，特別是電網系統(tǒng)，對于信息化、數(shù)字化這個步伐走得沒有其他行業(yè)來的步伐大。”中國工程院院士、南方電網公司專家委員會主任委員李立浧提出，實施泛電氣化，用電力來制氫、制甲醇，代替化石能源。而這就需要提升電力系統(tǒng)的數(shù)字化、信息化和智能化，建設透明電網。

 

關鍵詞：創(chuàng)新

 

攻克少碳、用碳、零碳排放的技術

 

技術創(chuàng)新，是院士們熱議的另一個關鍵詞。

 

“碳中和現(xiàn)在成為國家戰(zhàn)略，我覺得應該以技術為王。”中國工程院院士、深圳大學深地科學與綠色研究能源研究院院長謝和平強調，要發(fā)展碳中和技術，包括少碳的技術、用碳的技術，以及怎么攻克零碳排放能源的技術。

 

以二氧化碳能源化、資源化利用為例，謝和平說，其團隊早在2014年就成功實現(xiàn)，通過將二氧化碳和堿性的礦物一起反應，把熱轉化為發(fā)電，目前已做到了千瓦級的中試裝置。

 

德國地球科學與巖土工程院院士、德國克勞斯塔爾工業(yè)大學教授侯正猛，則更關注碳中和關鍵技術的瓶頸——如何大規(guī)模儲存可再生能源。

 

針對可再生能源具有隨機性、間歇性、波動性的特點，侯正猛提出了ENSYSCO智能綠色能源系統(tǒng)，采用人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等數(shù)字技術，把能源的生產、儲運、使用智慧性的耦合在一起。他表示，大規(guī)模地下蓄能技術包括地熱蓄能、礦井抽水蓄能、壓縮空氣氫氣蓄能和人造甲烷儲能，儲量大、儲存時間長、安全有效、單位成本低，還有利于地面環(huán)境保護。

 

在電力儲存技術方面，中國科學院院士、西安交大教授管曉宏表示，傳統(tǒng)的一次能源轉成電能接入電網，目前還沒有找到大規(guī)模經濟的儲存電力技術，所以棄風、棄光、棄水的現(xiàn)象非常嚴重。而氫能具有清潔、可再生、能源密度高的優(yōu)點，氫能燃料電池是一個較好的儲存方向，氫能制備和儲運技術正處于技術革命的前夜。

 

“目前能夠利用的碳的存量只占排放量的0.2%。”歐洲科學院院士、香港大學浙江研究院執(zhí)行院長郭正曉說，二氧化碳可利用的潛力大概有10億噸，在建筑材料、甲醇制備等方面大有可為，但需要科技創(chuàng)新和政策、資金等多方面支持。