打造二氧化碳零排放電力供應(yīng)系統(tǒng)勢(shì)在必行

作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)向全世界宣示，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。也就是說(shuō)，到2030年，我國(guó)的二氧化碳排放量力爭(zhēng)不再增加；到2060年，二氧化碳要爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)零排放。碳中和的意思是，之前排放了多少二氧化碳，就得回收多少二氧化碳。

我國(guó)的二氧化碳排放要實(shí)現(xiàn)碳中和，面臨著四大挑戰(zhàn)，即二氧化碳排放總量最大、從碳達(dá)峰到碳中和的時(shí)間緊迫、必須與經(jīng)濟(jì)發(fā)展同步進(jìn)行、必須保持強(qiáng)大的制造業(yè)。

要改變現(xiàn)狀，我們需要打造一個(gè)二氧化碳零排放的電力供應(yīng)系統(tǒng)。目前，我國(guó)靠化石燃料提供能量，未來(lái)要靠可再生能源，也就是靠光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電等。光伏發(fā)電產(chǎn)生一度電的成本，與風(fēng)力發(fā)電、燒煤發(fā)電的成本基本持平，具有較好的發(fā)展前景。但是，如果將可再生能源作為主能源，最大的挑戰(zhàn)就是電量穩(wěn)定性。因此，儲(chǔ)電技術(shù)必須要跟得上，發(fā)展儲(chǔ)電技術(shù)和建設(shè)智能電網(wǎng)成為應(yīng)有之義。

石油、煤炭從燃料變?yōu)椴牧?/span>

如果我們使用了可再生能源，那石油、煤炭就沒(méi)用了嗎？答案是否定的。因?yàn)橛秃兔菏翘細(xì)浠衔?，我們可以把它們變成材料。除了需要在未?lái)探尋顛覆性的技術(shù)外，目前已知的最佳利用途徑，是煤的分質(zhì)利用。煤不是單純的碳，煤中的碳?xì)浔仁?比0.8，也就是每10個(gè)碳原子伴有8個(gè)氫分子。如果用煤當(dāng)燃料，就相當(dāng)于把氫也一起燒掉了。煤的分質(zhì)利用，是把煤所含的碳變成焦炭或半焦，把氫拿出來(lái)利用。

那么問(wèn)題就是，將煤分質(zhì)利用后，半焦要如何處理？如果用來(lái)燒，還是會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，所以要為半焦找到出路。碳本身也是還原劑，如果把半焦加熱到一定溫度，碰到二氧化碳，就會(huì)把二氧化碳還原成一氧化碳。一氧化碳在制作乙醇上具有一定優(yōu)勢(shì)。中國(guó)乙醇的生產(chǎn)量只有200萬(wàn)噸/年，美國(guó)的生產(chǎn)量是4000萬(wàn)噸/年。中國(guó)要生產(chǎn)乙醇，但苦于沒(méi)有糧食。如果我們可以用一氧化碳發(fā)酵做原料，就不再需要用糧食制造乙醇。

最近我國(guó)正在研發(fā)一項(xiàng)將二氧化碳收集起來(lái)的技術(shù)，把煙囪里的二氧化碳?xì)怏w重新變成固體儲(chǔ)存或者使用起來(lái)。發(fā)電廠煙囪里的二氧化碳約占所有氣體的14%，科學(xué)家通過(guò)一些化學(xué)鏈技術(shù)可以將煙囪里的二氧化碳?xì)怏w變成粉末，把二氧化碳“抓”回來(lái)。

如果擺脫了資源和能源的匱乏，我們將迎來(lái)一個(gè)新的時(shí)代，即從化石能源時(shí)代進(jìn)入到可再生能源時(shí)代。屆時(shí)，化石能源也將邁入從燃料變成材料的時(shí)代。

（作者系中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)化學(xué)工程系教授）

責(zé)任編輯：胡惠雯