海内外院士共话碳中和——重构能源系统攻克减碳难题

文章来源:四川在线王代强林嘉薇2021-09-07 15:45

“不管是洪灾，还有火灾，都是必须快速采取行动来结束的气候变化的悲剧。”大屏幕上，诺贝尔奖得主、美国艺术科学院院士、美国加州大学伯克利分校教授丹尼尔·科曼（Dan Kammen），通过视频连线发出呼吁。

9月6日，主题为“碳中和愿景下能源转型与创新”的2021全球绿色发展高峰论坛在成都开幕。作为第十九届中国西部海外高新科技人才洽谈会系列活动之一，本次论坛集聚了海内外共8名院士，围绕重构能源系统、攻克减碳难题等碳中和热点议题，展开了深入交流探讨。

关键词：转型

构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系

“四川大学、重庆大学、清华大学、华北电力大学，还有相关的一些企业……”丹尼尔·科曼说，过去的几年中，他和中国多个机构开展项目合作，实施清洁能源转型战略。不过，合作资源是有限的，但全球减排的任务却很重。

据他研究，过去六年，地球两极温度升高超过2度。减轻温室气体排放，丹尼尔·科曼认为，必须进行创新，建立模型，从经济、节能、碳定价等多方面努力。

“在中国的每家实验室，都可以建立一个低碳电力系统的模型，挑战在于怎么样真正实现这些模型。”丹尼尔·科曼建议，一方面要在太阳能、风能、电能等技术上创新突破，另一方面，要探索推广更多支持发展清洁能源的政策，比如深圳投放的电动出租车。此外，还要加强区域合作和相关立法，这需要全社会力量共同参与。

美国能源经济学会院士、斯坦福大学教授詹姆士·斯维尼（James Sweeney），与丹尼尔·科曼的观点类似。在他看来，实现碳中和，需要重构一个可持续的脱碳能源系统，形成“能源政策三角”。

换句话说，这个系统需要做到三点：一是经济，这个能源系统必须符合经济发展规律，确保有充足的能源资源可以获利；二是安全，要考虑网络安全、国内国外安全、物理安全，这是基础特征；三是环境，能源系统必须是绿色的、环保的。

在能源系统上做文章，中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信认为，碳达峰、碳中和目标实施路径有两条，即落实两个构建：构建清洁低碳安全高效的能源体系，构建以新能源为主体的新型电力系统。

具体怎么做？他提出五点建议：大力开发利用可再生能源，发展核能、生物质能、地热能等非化石能源综合利用；积极推动煤电灵活性转型；持续推进终端用能的电气化；加强电力电子和储能等关键技术创新；完善能源转型各项政策，坚持市场化改革方向。

“我们电力系统，特别是电网系统，对于信息化、数字化这个步伐走得没有其他行业来的步伐大。”中国工程院院士、南方电网公司专家委员会主任委员李立浧提出，实施泛电气化，用电力来制氢、制甲醇，代替化石能源。而这就需要提升电力系统的数字化、信息化和智能化，建设透明电网。

关键词：创新

攻克少碳、用碳、零碳排放的技术

技术创新，是院士们热议的另一个关键词。

“碳中和现在成为国家战略，我觉得应该以技术为王。”中国工程院院士、深圳大学深地科学与绿色研究能源研究院院长谢和平强调，要发展碳中和技术，包括少碳的技术、用碳的技术，以及怎么攻克零碳排放能源的技术。

以二氧化碳能源化、资源化利用为例，谢和平说，其团队早在2014年就成功实现，通过将二氧化碳和碱性的矿物一起反应，把热转化为发电，目前已做到了千瓦级的中试装置。

德国地球科学与岩土工程院院士、德国克劳斯塔尔工业大学教授侯正猛，则更关注碳中和关键技术的瓶颈——如何大规模储存可再生能源。

针对可再生能源具有随机性、间歇性、波动性的特点，侯正猛提出了ENSYSCO智能绿色能源系统，采用人工智能、大数据、区块链等数字技术，把能源的生产、储运、使用智慧性的耦合在一起。他表示，大规模地下蓄能技术包括地热蓄能、矿井抽水蓄能、压缩空气氢气蓄能和人造甲烷储能，储量大、储存时间长、安全有效、单位成本低，还有利于地面环境保护。

在电力储存技术方面，中国科学院院士、西安交大教授管晓宏表示，传统的一次能源转成电能接入电网，目前还没有找到大规模经济的储存电力技术，所以弃风、弃光、弃水的现象非常严重。而氢能具有清洁、可再生、能源密度高的优点，氢能燃料电池是一个较好的储存方向，氢能制备和储运技术正处于技术革命的前夜。

“目前能够利用的碳的存量只占排放量的0.2%。”欧洲科学院院士、香港大学浙江研究院执行院长郭正晓说，二氧化碳可利用的潜力大概有10亿吨，在建筑材料、甲醇制备等方面大有可为，但需要科技创新和政策、资金等多方面支持。