海內(nèi)外院士共話碳中和——重構(gòu)能源系統(tǒng) 攻克減碳難題

“不管是洪災(zāi)，還有火災(zāi)，都是必須快速采取行動(dòng)來(lái)結(jié)束的氣候變化的悲劇。”大屏幕上，諾貝爾獎(jiǎng)得主、美國(guó)藝術(shù)科學(xué)院院士、美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校教授丹尼爾·科曼（Dan Kammen），通過(guò)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(zhuǎn)型與創(chuàng)新”的2021全球綠色發(fā)展高峰論壇在成都開(kāi)幕。作為第十九屆中國(guó)西部海外高新科技人才洽談會(huì)系列活動(dòng)之一，本次論壇集聚了海內(nèi)外共8名院士，圍繞重構(gòu)能源系統(tǒng)、攻克減碳難題等碳中和熱點(diǎn)議題，展開(kāi)了深入交流探討。

 

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)型

 

構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的能源體系

 

“四川大學(xué)、重慶大學(xué)、清華大學(xué)、華北電力大學(xué)，還有相關(guān)的一些企業(yè)……”丹尼爾·科曼說(shuō)，過(guò)去的幾年中，他和中國(guó)多個(gè)機(jī)構(gòu)開(kāi)展項(xiàng)目合作，實(shí)施清潔能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。不過(guò)，合作資源是有限的，但全球減排的任務(wù)卻很重。

 

據(jù)他研究，過(guò)去六年，地球兩極溫度升高超過(guò)2度。減輕溫室氣體排放，丹尼爾·科曼認(rèn)為，必須進(jìn)行創(chuàng)新，建立模型，從經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、碳定價(jià)等多方面努力。

 

“在中國(guó)的每家實(shí)驗(yàn)室，都可以建立一個(gè)低碳電力系統(tǒng)的模型，挑戰(zhàn)在于怎么樣真正實(shí)現(xiàn)這些模型。”丹尼爾·科曼建議，一方面要在太陽(yáng)能、風(fēng)能、電能等技術(shù)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(dòng)出租車。此外，還要加強(qiáng)區(qū)域合作和相關(guān)立法，這需要全社會(huì)力量共同參與。

 

美國(guó)能源經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)院士、斯坦福大學(xué)教授詹姆士·斯維尼（James Sweeney），與丹尼爾·科曼的觀點(diǎn)類似。在他看來(lái)，實(shí)現(xiàn)碳中和，需要重構(gòu)一個(gè)可持續(xù)的脫碳能源系統(tǒng)，形成“能源政策三角”。

 

換句話說(shuō)，這個(gè)系統(tǒng)需要做到三點(diǎn)：一是經(jīng)濟(jì)，這個(gè)能源系統(tǒng)必須符合經(jīng)濟(jì)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(wǎng)絡(luò)安全、國(guó)內(nèi)國(guó)外安全、物理安全，這是基礎(chǔ)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(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電力科學(xué)研究院名譽(yù)院長(zhǎng)周孝信認(rèn)為，碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)實(shí)施路徑有兩條，即落實(shí)兩個(gè)構(gòu)建：構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，構(gòu)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(diǎn)建議：大力開(kāi)發(fā)利用可再生能源，發(fā)展核能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿确腔茉淳C合利用；積極推動(dòng)煤電靈活性轉(zhuǎn)型；持續(xù)推進(jìn)終端用能的電氣化；加強(qiáng)電力電子和儲(chǔ)能等關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新；完善能源轉(zhuǎn)型各項(xiàng)政策，堅(jiān)持市場(chǎng)化改革方向。

 

“我們電力系統(tǒng)，特別是電網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)于信息化、數(shù)字化這個(gè)步伐走得沒(méi)有其他行業(yè)來(lái)的步伐大。”中國(guó)工程院院士、南方電網(wǎng)公司專家委員會(huì)主任委員李立浧提出，實(shí)施泛電氣化，用電力來(lái)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(shè)透明電網(wǎng)。

 

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新

 

攻克少碳、用碳、零碳排放的技術(shù)

 

技術(shù)創(chuàng)新，是院士們熱議的另一個(gè)關(guān)鍵詞。

 

“碳中和現(xiàn)在成為國(guó)家戰(zhàn)略，我覺(jué)得應(yīng)該以技術(shù)為王。”中國(guó)工程院院士、深圳大學(xué)深地科學(xué)與綠色研究能源研究院院長(zhǎng)謝和平強(qiáng)調(diào)，要發(fā)展碳中和技術(shù)，包括少碳的技術(shù)、用碳的技術(shù)，以及怎么攻克零碳排放能源的技術(shù)。

 

以二氧化碳能源化、資源化利用為例，謝和平說(shuō)，其團(tuán)隊(duì)早在2014年就成功實(shí)現(xiàn)，通過(guò)將二氧化碳和堿性的礦物一起反應(yīng)，把熱轉(zhuǎn)化為發(fā)電，目前已做到了千瓦級(jí)的中試裝置。

 

德國(guó)地球科學(xué)與巖土工程院院士、德國(guó)克勞斯塔爾工業(yè)大學(xué)教授侯正猛，則更關(guān)注碳中和關(guān)鍵技術(shù)的瓶頸——如何大規(guī)模儲(chǔ)存可再生能源。

 

針對(duì)可再生能源具有隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性的特點(diǎn)，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(shù)，把能源的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、使用智慧性的耦合在一起。他表示，大規(guī)模地下蓄能技術(shù)包括地?zé)嵝钅?、礦井抽水蓄能、壓縮空氣氫氣蓄能和人造甲烷儲(chǔ)能，儲(chǔ)量大、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)、安全有效、單位成本低，還有利于地面環(huán)境保護(hù)。

 

在電力儲(chǔ)存技術(shù)方面，中國(guó)科學(xué)院院士、西安交大教授管曉宏表示，傳統(tǒng)的一次能源轉(zhuǎn)成電能接入電網(wǎng)，目前還沒(méi)有找到大規(guī)模經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)存電力技術(shù)，所以棄風(fēng)、棄光、棄水的現(xiàn)象非常嚴(yán)重。而氫能具有清潔、可再生、能源密度高的優(yōu)點(diǎn)，氫能燃料電池是一個(gè)較好的儲(chǔ)存方向，氫能制備和儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)正處于技術(shù)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(xué)院院士、香港大學(xué)浙江研究院執(zhí)行院長(zhǎng)郭正曉說(shuō)，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。