作者:高雅丽 来源:中国科学报 发布时间:2021/5/31 20:06:56
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包信和:“绿氢”是实现碳中和的关键

 

在我国,能源禀赋决定了煤炭在能源结构中一直占主导地位,化石能源的使用是温室气体的主要来源,那么未来清洁能源的出路在何方?

“实现碳中和目标意味着必须彻底颠覆从工业革命建立起来的以化石能源为主导的能源体系,重构以非化石能源为主体的世界能源新结构。”中国科学院院士包信和在5月30日举办的中科院学部第七届学术年会上说。

包信和认为,清洁煤化工的未来发展之路,势必要摒弃“野蛮”的氧助气化过程,必须采用高效的催化剂和智慧的化学反应过程。在绿氢的帮助下,对煤炭分子进行精准剪裁,获得需要的化学产品,最终实现精准的“分子炼煤”。

在二氧化碳转化和资源化利用方面,包信和指出,有效的二氧化碳利用途径必须满足两个重要条件:一是有持续的可再生能源供给,二是能从非碳资源获得氢气。而氢能在未来能源构架中将与电力一起居于核心位置,氢能的发展是碳中和目标实现的关键。

根据制取氢能所输入的能量来源不同,氢可以被分为不同种类。输入的能量源于可再生能源,如光、风等发电用于电解水, 这样获得的氢称之为“绿氢”。

“只有绿氢才是碳中和的关键,也只有绿氢会成为未来洁可持续能 源的核心。”包信和说。

据统计,现在世界上每年消耗的氢气在5000万吨左右,其中96%来自化石能源,仅4%来自电解水,而且所用的电也并非全部来自可再生能源。包信和强调,在碳中和背景下,科技创新和资本投入要重点关注水电解,尤其要大力发展可再生能源驱动的大规模水电解制氢。

包信和指出,氢作为能源使用,要解决的另一个问题是储存和输运。现今较常用的方法是高压瓶储氢,这种传统方法经济、适用、便于操作。今年5月,我国第一款 70 Mpa 塑料内胆复合气瓶已经通过验收,未来的批量生产将为我国氢燃料电池汽车的规模化提供很好的支撑。

“原理上说,只要是用碳作为能源和作为还原剂的地方,最终都能用氢进行替代,从而降低二氧化碳的排放。这就需要我们大胆颠覆现有的生产模式和范式,创新技术,在钢铁冶金、水泥建材生产、煤的直接炼制和化工过程中不断革新。”包信和建议。

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包信和院士(王之康/摄)

 
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