刘科：煤炭石油能源如何“由黑转白”？

主持人杨宇东：刘院长曾经在媒体上提出，可以用如今煤炭和石油经济约20%的碳排放总量，来解决中国的交通电力供暖以及石油短缺问题，为实现碳中和做出一定的贡献。煤炭石油“从黑到白”的转换，您认为具体会怎么实现呢？

 

刘科：近年有一个很重要的事件发生——中国的太阳能风能，尤其是太阳能价格变得比较便宜了。

 

以我了解到的一家央企为例，该企业挂单价为每度电1毛4分2一度电，其中还包括了三分钱的资源税，它的成本其实是1毛1分2一度电。近期我跟一位华为的高管交流，得知华为现在在沙特要搞1.3G瓦的太阳能电厂。1.3G瓦什么概念？我记得20多年前我在纽约，整个纽约州的用电只有30g瓦，包括纽约市的相当于烧煤的话，它一天每天13,000吨煤。

 

这个量很大了，那么因为中东日照时间长，另外中东的资本成本便宜，他们甚至可以说做到一度电1美分。不到7分钱人民币，这个是个很大的进步。这个是在10年前我们做能源的时候，包括我自己不可想象的价格，既然太阳能很便宜了，现在怎么充分利用它？太阳能再便宜，却摆脱不了一个核心：一年只有20%左右的时间能够发电，那80%左右没有太阳的时候怎么办？

 

目前你要么靠核电，要么靠火电，要么靠天然气。天然气全世界没有这么多，如果暂停新能源供应，火电就容易价格失衡，结果欧洲天然气价格今年暴涨7倍、8倍，是出奇的涨，消费者受不了。

 

所以核心的问题是当百分之80%左右没有太阳没有风能的时候，我们怎么提供能源，这就是今年一直提及的概念——储能。但是储能靠电池储，现在目前来讲技术还没到那一步，在比尔.盖茨这本书里边引用了一个数字，说全世界现在一年生产的电池量还不到东京一天用，此外，电池储能现在成本还是比较贵，为什么比较贵？

 

我用反证法，比如现在我们发电我才1毛1分多钱一度电，今天珠三角的谷电3毛钱，峰电1块3，前段甚至到1块7，要是发电才1毛多，储一个电3毛到1块7，说明现在储电的成本还比较高。

 

因此我国提出，有太阳能等新能源的时候，尽量用新能源。

 

科学角度来说，甲醇和氢气反应的温度290度，如果在电场就是沸热了，因此，发电厂的距离也值得考究。如果电厂建到几千公里以外的话，电可以输过来，单热是不可能输过来的，如果在附近发电，电力和热力都可以利用起来。

 

因此在这样的前提下，今天的煤炭或者石油经济和我描述的绿色甲醇经济就值得关注了。

 

先普及一下绿色甲醇的概念：

 

比如在西部用太阳能和风能产生滤电，电解水制氢制氧，那么纯氧也很宝贵。氢能的值是把氢气输过来，氧气就放空了，那氧气我们可以用来它气化城市垃圾、气化生物质，甚至气化少量的煤，这样就生产叫做绿色的甲醇，产出来液体就是绿色的，那么液体的绿色从东部西部的海拔都是1500米，中国西气东输的管线已经有了，那么天然气每立方米只有10千瓦时，绿色甲醇的每立方米是4300千瓦，这背后的意义是什么呢？

 

如果我们采用西气东输，不管多小的管道线都可以输送同样的能量，修管线最贵是征地、立项，当一个大管线也有了，在边上再绑一根小管线，这个成本是很低的。而且甲醇零下70度不结冰，那就有的必须要保温，因此当这根管子从西部修好了，1500米海拔1.5公里的高度自动就流到东部了。

 

流到东部以后，如果这个甲醇是绿色的，我就拿李书福，吉利的甲醇汽车为例，都是绿色能源，同时我在你所在城市发电，290度变氢气，氢气发电，80度发电的效率是燃烧发电的一倍，如今的煤炭经济的效率就可以理解了。煤炭经济现在烧煤在西部一个火电厂，顶多40%的效率，输的过程中损失后只有百分之三十几输到你所在的城市，60%多都是以热的形式浪费掉，因为电可以输过来，热输过来就冷了，就浪费掉了，只有百分之三十几的效率。

 

而如果使用绿色甲醇了，我用西部便宜的太阳能、便宜的风能，再加一些便宜点的劣质媒或者一些城市垃圾，液体等。当从远方输送过来时，管线、水往低处流，甲醇跟酒精一样在流动的过程中不需要能量，流到城市发电的效率是原来的2-3倍，而且同时290度余热就可以冬天在北方，山东、北京、天津那地方可以供暖，夏天一个热泵就可以治冷，这样综合能效就是原来煤炭经济的至少5倍以上，这样就用原来煤炭经济排放不到20%的碳排放，就可以解决大家的交通、供暖、供电甚至供暖的问题。

 

以上是我描述的一个愿景，有一个前提条件，就是碳中和碳税必须足够高，如果碳税很便宜的话，大家继续就用煤炭制甲醇继续进入化石能源。如果碳税真正像高到欧洲这个程度，我刚才描述的一种方案，如今已经具备经济性，因为如果不要说是1毛多钱的太阳能，2毛钱甚至3毛钱一度电的太阳能，我现在制出来的液体跟今天的汽油等热之下成本也差不多了，在这种情况下我们又何必持续进口石油呢？

 

因此我觉得慢慢要利用中国便宜的风能、太阳能，把握风能、太阳能。当有太阳能的时候，尽量通过电网来输电，没有风没有太阳能的时候，将难以利用的能源转成绿色液体，用今天已有的绿色液体的基础设施，就像汽油基础设施、加油站、输油管线罐车等将其利用起来，运用绿色液体输送到千家万户，开车发电、供暖、制冷。

 

因此将来汽车方面，我不认为电动车对北上广深城市适配性是完美的，因为我不认为现在人类很快会把已有的积了几万亿液体的基础设施全扔掉，再到处建设充电站和加氢站，氢能加氢站的建设不是那么容易，同时加氢站的确需要很大的社会资源和各方面安全性的考量。

 

这种基础设施的建设永远对新能源汽车是“鸡和蛋，蛋和鸡”的问题。所以我想的就是利用绿色液体，用已有的液体设施，一套绿色甲醇可以供未来的三代汽车，第一代汽车，今天李书福的甲醇汽车厂。

 

第二代将来我的畅想是绿色甲醇混合动力。第三代如果燃料电池真正便宜了，我倾向于绿色甲醇动力。车上甲醇和水反应制氢，氢通过燃料电池80度发电，80度发电的效率就是内燃机燃烧1000多度，发电效率2~3倍。这样可以实现一代基础设施绿色液体供三代汽车使用，同时可以家庭的用电、供电、供暖、供暖。

 

主持人：一个非常好的愿景问题，但今天您也谈到一个限制，就是说碳税的问题，我们也不能说光等着碳税的矛盾冲突之后，再去发展这么一个技术路线和实现这么一个愿景。刘院长关于这一块您还有没有进一步的建议。

 

刘科：希望国家有适当的支持政策。

 

从近几年数据来看，我国推动电动车的发展，耗资已经上万亿了。而在我看来，如果降低碳税的收费，可能能源问题能得到一部分的缓解。

 

从目前情况来看，当前煤制甲醇，每吨甲醇要排放3.5—4吨的二氧化碳，而如果碳税标准有所降低，煤制甲醇就有畅想的余地了，太阳能也并非不可替代了，只有碳税到一定程度，大家可能就不用维持甲醇了，那会儿太阳能治甲醇的技术就有竞争力了。

 

至少我觉得国内现在作为一个储备技术开始示范起来，那么未来我相信假如这个世界上要实现碳中和，碳税在世界会慢慢趋于平衡的，你不可能说是现在像欧洲的碳税是90欧元，我们现在50人民币，对吧？

 

从发展的角度来讲的话，我相信未来是可以实现的，大家提前布局，也能进一步提升中国的竞争力。

 

当然，美元跟黄金现已脱钩，现在支持美元的重要因素是石油，目前我国每年需要进口2000多亿美金石油，如果能利用中国价格更合适的太阳能、风能，加上我们充分的生物质技术（城市垃圾80%是生物质），再加一点煤炭资源能制出一类液体，等热值的成本及跟汽油就接近，甚至比它低一点的话，我们就没有进口石油的必要了，也就掌握了能源的主动性。

 

我们国家有一个特殊的国情——我们石油天然气储备量依然有待提升，因此我们能源供给主要靠煤化工，如今中国已经有了9000万吨的煤制甲醇的产能。

 

9000万的什么概念呢？几乎是汽油产能的1/4了。同时，我们还有了另一种大量的产能：甲醇制烯烃，有的烯烃、乙烯丙烯所有的石油化学品都可以治出来了，这表示你凡是原来拿石油制的，我都可以拿煤来制，但是今天如果油价便宜了以后的话，用煤炭制就没有的竞争优势。

 

另一方面，如果碳税上升了，我国的优势也将会不在明显，但是我们中国石油和天然气产能的漏洞，如果能用价格更低廉的太阳能去替代、如果可以使用绿色甲醇，我们将打通一条绿色石化产品的道路，这个也是解决中国石油不够的另外一个重要的补充。而目前这方面中国已经站在世界的前列了。

 

（作者系南方科技大学创新创业学院、清洁能源研究院院长）