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“要有效解決生態(tài)環(huán)境問題、減少二氧化碳排放,并實(shí)現(xiàn)對煤炭等化石資源的逐步替代,發(fā)展可再生能源是根本途徑、不二之選。近期征求意見的《能源法》,將可再生能源列為能源發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域,對其重視達(dá)到前所未有的高度,是符合我國能源可持續(xù)發(fā)展國情的正確方向。大力發(fā)展可再生能源、推動低碳轉(zhuǎn)型,再怎么強(qiáng)調(diào)都不為過?！痹诮邮苡浾卟稍L時(shí),全國政協(xié)委員、中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員李燦反復(fù)提及可再生能源的重要作用。
為何如此重視?李燦表示,首先是減排污染物和二氧化碳的迫切需要?！坝薪y(tǒng)計(jì)表明,去年是有記錄116年以來,全球氣候最干燥、極端天氣頻發(fā)最多的一年,氣候變化已經(jīng)到了非常嚴(yán)峻的程度,成為國際社會普遍關(guān)心的焦點(diǎn)。由于過度依賴化石能源,我國這樣的二氧化碳排放大國更應(yīng)加倍重視可再生能源、加大減排力度?！?br/>
其次,出于對能源資源優(yōu)化利用的現(xiàn)實(shí)需求?！伴L期以來,煤炭在我國能源體系中占據(jù)主導(dǎo)。但從煤炭資源總量和人均占有量來看,我國僅僅是相對富煤,人均占有量排在世界后面,化石能源日漸枯竭是不爭的事實(shí)?！崩顮N稱,化石能源本身不是原罪,簡單一燒了之卻帶來諸多問題。一方面,煤的燃燒過程產(chǎn)生大量硫氧化物和氮氧化物等大氣污染物,更嚴(yán)重的是排放巨量的二氧化碳,對氣候環(huán)境直接造成危害;另一方面,煤炭等化石能源是寶貴的原料資源,由煤炭可制備許多重要的化學(xué)品及材料。
“過去由于我國能源資源短缺,煤更多用于燃燒發(fā)電。如今可再生能源發(fā)展迅速,若繼續(xù)直接把煤燒掉,相當(dāng)于把寶貴的原料資源燒成二氧化碳排放到大氣中去,十分可惜。為實(shí)現(xiàn)煤炭資源高效優(yōu)化利用,少發(fā)電、多轉(zhuǎn)化,把煤作為原料來用是更為合理的路徑。相應(yīng)的,就需要用可再生能源逐步替代燃煤發(fā)電?！崩顮N稱。
第三,隨著技術(shù)提升、成本降低,可再生能源利用在經(jīng)濟(jì)上更加可行。李燦舉例,從發(fā)電來看,風(fēng)、光等可再生能源發(fā)電成本已接近甚至低于火電成本,未來隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新,其成本甚至將遠(yuǎn)低于火電成本。“我不是強(qiáng)調(diào)立刻完全切斷化石能源,而是逐步實(shí)現(xiàn)化石能源與可再生能源的優(yōu)化互補(bǔ),努力實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排。”
第四,在能源轉(zhuǎn)化過程中,一個(gè)非常重要的問題是如何將可再生能源轉(zhuǎn)化為液體燃料。因?yàn)槟壳鞍ㄌ柲茉趦?nèi)的絕大部分可再生能源都用于發(fā)電,而能源需求的另一個(gè)重要難題是需要可儲存、可運(yùn)輸?shù)囊后w燃料。故將太陽能等再生能源轉(zhuǎn)化為液體化學(xué)燃料是一個(gè)巨大而緊迫的挑戰(zhàn),這個(gè)過程也可稱之為“人工光合成”太陽燃料,即由可再生能源轉(zhuǎn)化二氧化碳和水合成的燃料可泛稱為太陽燃料。
李燦告訴記者,由其團(tuán)隊(duì)研發(fā)并實(shí)施的國內(nèi)首個(gè)液態(tài)太陽燃料合成示范工程項(xiàng)目已在蘭州新區(qū)成功開車,這也是全球首個(gè)真正意義上的直接資用太陽能的太陽燃料合成工業(yè)化示范工程,這個(gè)項(xiàng)目的核心技術(shù)就是利用太陽能光伏發(fā)電分解水制氫,氫氣再與二氧化碳反應(yīng)合成甲醇燃料,即可用于替代車用汽、柴油?！澳壳坝捎谖覈鄬Ω幻?煤制甲醇具備成本優(yōu)勢。但在解決煤炭清潔高效利用的同時(shí),卻無法解決煤制甲醇過程必然產(chǎn)生的碳排放問題。因此,利用太陽燃料是真正可持續(xù)的低碳甚至零碳發(fā)展的路徑。”
李燦進(jìn)一步表示,對于可再生能源電解水制氫,不少人的認(rèn)識還停留在過去低效率、高成本等傳統(tǒng)觀念。實(shí)際上,隨著可再生能源發(fā)電成本逐年降低和電解水制氫技術(shù)的快速進(jìn)步,其能量轉(zhuǎn)換效率大幅提升,制氫成本顯著降低?！斑^去,電解水裝置效率只有百分之五六十,相當(dāng)于接近一半的電能被浪費(fèi),只有一半多一點(diǎn)的電轉(zhuǎn)化為氫。就蘭州新區(qū)項(xiàng)目而言,所發(fā)展的規(guī)?；娊馑茪浼夹g(shù)的能量轉(zhuǎn)化效率可提高15-20%以上,達(dá)到目前國際上綜合技術(shù)指標(biāo)最高水平。在此基礎(chǔ)上,電解水制氫的成本顯著下降?，F(xiàn)在可接近天然氣制氫成本,若采用棄光、棄風(fēng)、棄水的電能,制氫成本可以接近煤制氫的成本,更重要的是可以實(shí)現(xiàn)制氫過程的零碳排放。”
“之所以不提倡煤制氫,是出于煤炭資源的優(yōu)化利用和二氧化碳減排兩個(gè)方面的考慮。”李燦認(rèn)為,一窩蜂上馬煤制氫的行為并不理智,也不是未來正確的方向?，F(xiàn)階段,氫能產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期,需要少量化石能源制氫的催生與帶動?！鞍l(fā)展氫能的初衷在于減排污染物和二氧化碳,氫燃料電池本身是一項(xiàng)清潔技術(shù)。但從煤制氫生產(chǎn)、儲運(yùn)、利用的全過程來看,并沒有減少碳排放,只是將碳排放由全過程的末端轉(zhuǎn)移到前端。從發(fā)展氫燃料電池車的初心看,最終還是要發(fā)展可再生能源制氫?！?br/>
李燦透露,在規(guī)?；铣商柸剂系幕A(chǔ)上,目前還在嘗試推進(jìn)可再生能源與煤化工結(jié)合,發(fā)展“零碳排放的煤化工”。“煤可以制油、制氣、制甲醇等等。但在生產(chǎn)過程中,煤的碳原子利用率其實(shí)很低,其中只有1/3-1/2的煤碳原子轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,另外2/3-1/2-的煤碳原子燒成二氧化碳排出去了。比如煤制甲醇,需要2-3個(gè)碳原子,而甲醇本身只需要煤炭提供1個(gè)碳原子,其余的碳原子被轉(zhuǎn)化為二氧化碳白白浪費(fèi)了,碳原子利用的經(jīng)濟(jì)效率不到50%?！傲闾寂欧诺拿夯ぁ本褪且獙?shí)現(xiàn)化石資源優(yōu)化利用,為綠色生產(chǎn)提供一套新思路。通過可再生能源實(shí)現(xiàn)零碳排放制氫,與煤化工過程結(jié)合,把所有的煤碳原子都經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,而不是以二氧化碳排放,這樣可以大幅節(jié)約煤炭資源,為子孫后代保留下寶貴的化石資源。
“值得一提的是,我國很多風(fēng)、光等可再生能源多分布于西部地區(qū),發(fā)展可再生能源及其轉(zhuǎn)化技術(shù)可形成新興產(chǎn)業(yè),為西部地區(qū)帶來就業(yè)機(jī)會,為上下游關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)帶來新的機(jī)遇。發(fā)展新能源可為西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)增加造血功能,有望助力解決經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的產(chǎn)業(yè)升級、轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,為實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略提供基礎(chǔ)。”李燦表示。
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