“我国流程工业大概排放了60%-70%的二氧化碳,是很大的一个量。”9月9日,中国科学院院士、中国科学技术大学校长包信和在参加2024浦江创新论坛“推动未来能源技术革命,加快绿色低碳转型发展”专题论坛时指出,“未来做减碳这样的事情,流程工业上面要动很大的脑筋。”
包信和院士。图片由主办方提供
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包信和在报告中介绍,2050年左右电气化可能覆盖60%的领域,但还有40%左右的领域不能电气化。要实现碳中和目标,可再生能源是核心,大力发展氢能是关键。
自然界中并不直接存在氢能,但氢能作为可再生能源高效、规模化利用的关键媒介,其重要性不言而喻。但包信和强调,发展氢能一定要有一次能源。因此,如何将一次能源变为氢就成了最棘手的问题。
包信和表示,找到大规模廉价制氢的方法非常重要。迄今为止,基本95%以上都是用化石能源来制氢,每公斤氢的价格是11到15元左右,会排放大量的二氧化碳。真正用到电解水制氢的只占不到5%,也就是所谓的绿氢。目前还是化石能源制成的灰氢占主导。
“电解水制氢一定是必经之路,要绿色一定要这样做。”包信和强调。电解水制氢也有不同路线,最早是通过碱性电解槽,但在特定应用场景中,质子交换膜的优势日渐明显,其市场渗透率预期会逐步扩大。
此外,固体氢化物电解池和阴离子交换膜作为新兴技术都有巨大潜力,也是欧美发达国家的研究重点。包信和认为,其中最具挑战性的技术是质子导体固体氧化物电解器,目前全世界都在攻关。
总结而言,电解水制氢未来发展的关键问题有两个,一是提高效率,二是降低电价。“氢的价格与电价是耦合的。估计到2050年进步以后,电解水制氢就能达到12、13块一公斤的价格。”届时其经济性会优于煤气化制氢。
包信和最后指出,基于我国目前的产业及能源结构,一下子把化石能源取代不太可行,未来我国一定会走上一条可再生能源和化石能源的融合发展之路。一方面大力发展绿电、绿氢等绿色能源,另一方面把降低化石能源耗能、减少二氧化碳排放的问题妥善解决。
据包信和介绍,中国科学技术大学碳中和研究院也在积极推进如叠层的太阳能电池、大规模储能、先进制氢、流程工业等相关研究工作。
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