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碳中和路径和方向

发布时间:2021-07-09 来源:西部大开发杂志 人气:
   
  刘科  南方科技大学创新创业学院院长、澳大利亚工程院外籍院士
 
  首先纠正几个关于碳中和的普遍误区。
 
  一是通过增加能效不能显著降低工业流程、产品使用中的碳排放。二是利用CO2制成各种化学品,能够减少碳排放,但解决不了根本问题。全世界87%的石油被用来生产汽油、柴油、煤油、燃料油,最终被烧掉。13%的石油生产了所有化学品。从规模上看,CO2制成化学品不具备减碳价值。三是碳捕集、利用与封存技术(CCUS)把生产过程排放的CO2进行捕集、提纯,投入到新的生产过程中进行循环再利用或封存,理论上能够实现CO2大规模减排,但没有哪个方法可以彻底解决碳中和的问题,这是个非常艰巨的任务。四是风能和太阳能不能完全实现碳中和。目前唯一能够大规模储能的设施只有古老的抽水储能,但抽水储能严重受地理位置约束。太阳能制氢也是如此,储存难度略低于风能太阳能,但储运成本极高。
 
  风能、太阳能要大规模发展,就要把电用液体的形式储存。液体是人类用作燃料、储能、交通的首选。便于长期储存,便于海运及管道运输,运输成本低廉,单位生产成本随产量降低,加注设施以及遍布世界各地。假设中国油价为7元/升,从休斯顿炼油厂船运到深圳,每升运输成本只要不到7分钱。这就是液体的优势,也是世界任何一个角落都可以开车的根本原因。
 
  因此,风能、太阳能电催化将水和CO2转化为液体甲醇,实现储电。甲醇作为氢的载体,是真正意义上的“碳中和”。石油也可以作为生产绿色液体燃料的原料。这样保留了人类耗巨资修建的液体加注基础设施。只有将低碳的电转化成液体,可再生能源才能得到大规模发展,才能解决能源领域87%碳排放的问题。
 
  太阳能和沙漠治理结合,是碳中和的潜在路线。通过土壤改良、土地复垦增加绿色植被,可以长久、稳定、可持续的减碳。沙漠治理与可再生能源并举,综合利用太阳能、水资源,实现土地复垦。要对核能形成科学、正确的认识,安全发展核能发电及核能与其他能源系统耦合发电。
 
  在煤炭燃烧前,将可燃、不可燃成分分离。不可燃成分很多是土壤所需矿物质,可以作为土壤改良剂改良沙漠,改善化肥施用造成的土地损坏,增加光合作用。这是煤炭工业一个可行的碳中和方向。同时降低了煤炭污染,可燃成分可以以高热值液体悬浊液形式燃烧,被称为“黑色牛奶”。液体燃料在锅炉里燃烧比天然气更清洁,可以气化为甲醇,做轮船、汽车燃料,也可以通过长距离管道运输。
 
  可以将土壤改良剂与大规模太阳能、沙漠治理结合,增加植物覆盖面积,增加光合作用,从而达到降碳的目的。通过盐碱地改良、沙漠治理,改善土壤结构,这样,中西部可以与东部地区进行土地置换,释放更多产能。
责任编辑:刘玉

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