包信和：“綠氫”是實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 2021-06-02
在我國(guó)，能源稟賦決定了煤炭在能源結(jié)構(gòu)中一直占主導(dǎo)地位，化石能源的使用是溫室氣體的主要來(lái)源，那么未來(lái)清潔能源的出路在何方？
“實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)意味著必須徹底顛覆從工業(yè)革命建立起來(lái)的以化石能源為主導(dǎo)的能源體系，重構(gòu)以非化石能源為主體的世界能源新結(jié)構(gòu)。”中國(guó)科學(xué)院院士包信和在5月30日舉辦的中科院學(xué)部第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)上說(shuō)。
包信和認(rèn)為，清潔煤化工的未來(lái)發(fā)展之路，勢(shì)必要摒棄“野蠻”的氧助氣化過(guò)程，必須采用高效的催化劑和智慧的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。在綠氫的幫助下，對(duì)煤炭分子進(jìn)行精準(zhǔn)剪裁，獲得需要的化學(xué)產(chǎn)品，最終實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的“分子煉煤”。
在二氧化碳轉(zhuǎn)化和資源化利用方面，包信和指出，有效的二氧化碳利用途徑必須滿足兩個(gè)重要條件：一是有持續(xù)的可再生能源供給，二是能從非碳資源獲得氫氣。而氫能在未來(lái)能源構(gòu)架中將與電力一起居于核心位置，氫能的發(fā)展是碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
根據(jù)制取氫能所輸入的能量來(lái)源不同，氫可以被分為不同種類。輸入的能量源于可再生能源，如光、風(fēng)等發(fā)電用于電解水, 這樣獲得的氫稱之為“綠氫”。
“只有綠氫才是碳中和的關(guān)鍵，也只有綠氫會(huì)成為未來(lái)潔可持續(xù)能 源的核心。”包信和說(shuō)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在世界上每年消耗的氫氣在5000萬(wàn)噸左右，其中96%來(lái)自化石能源，僅4%來(lái)自電解水，而且所用的電也并非全部來(lái)自可再生能源。包信和強(qiáng)調(diào)，在碳中和背景下，科技創(chuàng)新和資本投入要重點(diǎn)關(guān)注水電解，尤其要大力發(fā)展可再生能源驅(qū)動(dòng)的大規(guī)模水電解制氫。
包信和指出，氫作為能源使用，要解決的另一個(gè)問(wèn)題是儲(chǔ)存和輸運(yùn)。現(xiàn)今較常用的方法是高壓瓶?jī)?chǔ)氫，這種傳統(tǒng)方法經(jīng)濟(jì)、適用、便于操作。今年5月，我國(guó)第一款 70 Mpa 塑料內(nèi)膽復(fù)合氣瓶已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)收，未來(lái)的批量生產(chǎn)將為我國(guó)氫燃料電池汽車的規(guī)模化提供很好的支撐。
“原理上說(shuō)，只要是用碳作為能源和作為還原劑的地方，最終都能用氫進(jìn)行替代，從而降低二氧化碳的排放。這就需要我們大膽顛覆現(xiàn)有的生產(chǎn)模式和范式，創(chuàng)新技術(shù)，在鋼鐵冶金、水泥建材生產(chǎn)、煤的直接煉制和化工過(guò)程中不斷革新。”包信和建議。
