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碳中和是中国转型的巨大驱动力
“碳中和”是中国转型的巨大驱动力
——专访中国工程院院士、清华大学化学工程系金涌教授
“碳中和”是环境问题,更是发展问题。
在“碳中和”的大背景下,化工行业路在何方?
如何实现产业转型与能源转型?
《环境与生活》记者专访中国工程院院士、清华大学化工科学与技术研究院院长、博士生导师金涌教授,请他分享一个资深化工科学家对“碳中和”的理解与思考。
金涌院士认为,化工行业未来应该实现低碳转型,变“化石燃料”为“化石材料”——“碳中和”是中国发展的必然需求
图|2021年6月23日,中国工程院院士、清华大学化学工程系金涌教授接受《环境与生活》杂志记者采访。
于宝源 摄影
《环境与生活》:
在我国提出了2030年碳达峰,2060年碳中和的“双碳”目标之后,各行各业对此都极为重视。
作为化学工程科研领域的领军人物,您深耕化工行业数十年,对“双碳”目标和化工行业的未来有着远远超越这个时代的理解和认识,请问在迈向碳中和的大背景下,化工行业应该如何转型?
化工行业可持续发展的路该怎么走?
金涌:
咱们就说说碳中和,去年联合国大会上,有121个国家提出要2050年达到碳中和,这当然是对中国有压力的。
我国在提出构建人类命运共同体的前提下,也坚持了自己的原则,也就是说应对气候变化问题,大家都有责任,责任是共同但有区别的。
所以,我国提出了“争取在2060年前实现碳中和”的目标。
图|2016年9月24-25日,金涌院士出席“第十八届中国科协年会”并在第八分会场作主旨报告。
那么,我国为什么要做这个事,并且作为全国的一个重大发展目标呢?
事实上这和我国自身的发展需求也有关系。
我觉得,我国制定“双碳”目标,一方面是应对来自西方国家的压力,另一方面也是我国发展到了目前的阶段,不得不做的。
中国现在发展最大的矛盾就是能源短缺,资源不够,加上环境恶化。
我国现在74%的石油是从国外进口,差不多40%至50%的天然气进口,铁矿石80%进口。
我国在资源和能源上,如果还想进一步发展,就会受到这些方面的制约。
“碳中和”是环境问题,更是发展问题
《环境与生活》:
对于碳中和目标,目前似乎存在着两派观点,其中一派认为实现碳中和目标需要消耗大量的财力物力,这将会是十分困难的;另一派认为,我国现在已经具有足够的技术和经济实力,因此实现碳中和将是水到渠成。
那么,您认为我国实现这一目标的难度如何?
金涌:
我国现在要从工业化社会变成信息化社会,就必须解决我国的资源问题、能源问题、环境问题。
在这种情况下,我国正好以碳中和作为一个巨大的驱动力,来驱动中国的转型。
所以说,碳中和是中国必须做的,我觉得我国通过中国人的财富、才能,是完全可以做到的,是可以解决这些问题的,我国是有自己的发展目标和任务的。
因此我国提出碳达峰、碳中和的目标,要知道我国现在是全世界碳排放量最大的国家,排放全球近1/3的二氧化碳。
我国从碳达峰到碳中和只有30年时间,这是非常短的时间。
世界上其他一些国家,从碳达峰到2050年碳中和,像英国是接近80年,美国也有40多年。
我国要想很快地把这么大的二氧化碳排放量,降到碳中和的目标,困难还是很大的。
图|第十届全国人大常委会副委员长顾秀莲为金涌院士颁发“十二五”十佳人物奖
与此同时,我国还承诺到2050年,中国要从小康达到发达国家水平,要进入发达国家行列。
发达国家最大的指标,就是人均GDP。
像美国等发达国家,人均GDP能到四五万美元,我国目前的人均GDP是一万美元。
在这个过程中,我国不光需要减少排放,还要提高GDP,中高速经济发展同步进行,这就比较困难了。
可是还不能不做。
碳中和绝对不是一个单纯的能源问题或气候变化问题,而是一个深刻、广泛的经济社会系统变革,是涉及全社会的事,是一个非常非常大的目标。
也可以说,碳中和将会是主导中国经济增长和转型的最大驱动力,也是我国以后经济活动最核心的部分之一。
将来,我国无论科学研究、技术开发、投资、生产、消费,一直到物流、循环利用,全部决策都需要以此作为依据。
因此我觉得,我国对碳中和的目标,要从一个比较高的角度来认识,不要以为就是解决一点环境问题,不是这样的。
我国和美国人的想法是完全不同的。
《环境与生活》:
也有观点认为,中央是想以此为抓手,统筹整个社会的变革
金涌:
对,因为是一个整体的社会变革,如果达成目标,我国就真正做到了可持续发展,我国就不会再有对国外的能源的依赖。
大部分资源我国能通过循环经济解决,这样的话,中国就真正做到了可持续发展,相应的,污染也减少了。
图|金涌接受媒体采访
《环境与生活》:
通过您的介绍,我国对“双碳”目标也有了一个更加深刻的认识。
您认为,我国后续将需要在哪些方向做出更多努力?
金涌:
我觉得首先我国需要对碳达峰、碳中和的真正的内涵、高度,有正确的认识。
不能一上来就说是应对气候变化的问题。
相应的,我国的经济和社会还想继续发展,就必须找到可再生能源代替化石能源。
这是我想说的第一点,也就是高度的问题。
我想谈的第二点,是我国需要怎么做。
按人口学家的统计,到2060年,我国的人口预计还会稳定在14亿左右。
也许有可能会变少,但是可以肯定不会出现大幅度增加了。
我国和发达国家的水平差在哪里?
我想就是万元GDP能耗,也就是每生产1万元的产值消耗多少能量。
这是目前我国和外国相比,存在的最大问题。
日本和美国这些发达国家,每生产1万元产值,大概需要消耗不到0.2吨标准煤。
我国目前是接近0.5吨。
我国每生产1万元GDP,消耗的能源太多。
所以,我国必须把每万元GDP能耗降下来,也要降到0.1吨这个级别。
产业转型与能源转型,是目前最大需求
《环境与生活》:
的确如您所说,2020年,我国的GDP首次突破百万亿元人民币,位列世界第二。
但是,我国的人均GDP水平还是相对较低。
金涌:
为什么我国的每万元GDP能耗和发达国家有如此大的差距?
根本问题在于产业结构,当然服务业少也是原因之一。
改变产业结构非常重要,但是,我国也不会因此放弃制造业,因为中国是世界制造业第一大国。
因此我国要发展高端制造业,向着高质量发展。
我国现在存在很多产品价值低,但二氧化碳排放量大,并且能耗很大的产业。
比如钢铁,我国2019年生产了12亿吨钢,占全球钢年产量的一半。
按人均产量来算,是美国的3倍。
水泥就更是如此了,我国的水泥产量占全世界70%,人均水泥生产量是美国的6倍。
但是问题就来了,我国未来还会再建这么多高速公路或楼房吗?
我国进入了信息化社会,产业就要发生很大变化,所以在这40年之内,可能我国会逐渐将一些产业淘汰,尤其是一些高耗能低产出的行业,要有序地退出,然后用先进的、高端的、耗能少、产值高的行业代替。
这样就有机会把我国的每万元GDP能耗也降到0.1吨左右,这是完全可能实现的。
所以,这将会是全行业要面临的情况。
我国要从工业化社会,变成信息化社会,这样才有可能真正实现碳中和。
要想经济发展和减少碳排放同时实现,就需要全社会的共同努力。
图|金涌院士(右二)荣获清华大学2017年度突出贡献奖
我国还需要消费拉动,比如说现在中国的高端化妆品大多数依靠进口,其实化妆品就是我刚才提到的高附加值、低能耗产品。
那我国为什么不可以打造我们自己的高端化妆品?
现在,我国每年进口的化妆品约有4000亿元,要是再算上那些在国外旅游购买或者代购的,几年以后很快就会达到1万亿元。
相比起来,我国每年进口石油也就只有两三万亿元。
随着我国加大在化妆品方面的研究力度,会慢慢拥有自己的高端化妆品,拥有一定的话语权,我国就会把这一部分市场慢慢夺回来。
接着就是产业转型,现在我国的能源,基本都是把煤、油、天然气直接烧掉,燃烧就会产生二氧化碳。
不烧不就没有二氧化碳了吗?
可就目前的情况来看,不烧就没有能源了。
化石能源是推动此前三次工业革命的主要力量,现在我国需要让化石能源逐渐退出,如果不烧,自然就不会有二氧化碳排放。
那么,能源问题怎么解决?
我国提出碳中和目标的一个先决条件,就是我国的光伏发电和风电产业发展很好。
在光伏发电和风电发展了十多年后的今天,其发电成本已经大幅下降。
现在光电、风电与火电相比,每发一度电的经济成本,已经基本相近。
我国的技术已经到了这种程度,并且在这方面是领先的。
我国的光电、风电发展非常好,而且现在产量、产值都是世界第一。
我国完全可以建设光电风电的发电装置来代替火力发电,也就是不用烧(燃料)了。
中国的风力发电占全世界的1/3到1/4。
中国出口的光电用硅板,产量占全世界70%。
图|金涌院士(左一)在苏联留学时期与同学合影
另外就是电动车,我国电动车保有量约为500多万辆,也是全世界第一,当然占比还很小。
电动车在未来也会成为拉动经济的重要力量。
美国就很害怕,6月初美国总统拜登在“汽车城”底特律市发表演讲,说中国在电动车领域超过了美国,无论产量、市场和电池,都比美国做得好。
为了赶上中国,拜登公开承诺将会投入1700亿美元补贴美国的电动车产业。
我国现在是有条件利用新的可再生能源代替火电了,技术问题都解决了,经济问题也接近解决,那么我国的环境当然会更好。
以后,我国发展经济就需要考虑技术可行、经济合算、二氧化碳排放量低,这是与今后的发展吻合的。
这些都是先决条件,如果没有这些条件,碳中和自然不可能实现,我国正是因为有了这些良好的基础,才有了现在的目标。
从“化石燃料”到“化石材料”
《环境与生活》:
作为深耕化工行业几十年的专家,您对我国化工行业现状有着准确、全面、清醒、超前的认识。
您认为在“双碳”目标提出后,我国的化工领域会受到哪些影响?
同时基于您刚刚提到的产业结构转型,您认为化工行业后续的发展方向是什么?
金涌:
回到化工行业的话题,既然我国未来不烧化石燃料了,那用它做什么?
首先就是石油,将来我国的汽车绝大多数会被电动车代替。
这不会是十分遥远的未来,现在欧盟一些国家已经计划2030年后不再生产汽油车,而是全部变为电动车,那么传统炼油产业肯定要逐渐退出市场。
相应的,要把石油做成材料,而不是变成汽油、柴油、煤油。
现在,我国的传统炼油技术,80%的石油都变成了汽油、柴油、煤油,20%是石脑油。
石脑油裂解再制成烯烃、芳烃。
我认为,今后这种技术路线将会改变,石油化工企业将会改变结构,不再生产燃料,而是生产材料,比如说橡胶、纤维或其他高端材料、涂料。
这种转型就是石油化工的发展方向,现在已经成为全球共识。
国外的一些企业已经开始着手布局这种转型,比如欧洲的道达尔公司,就要把石油的利润占比逐渐减少,现在占50%,将来要减少到30%,同时要大量发展新产业,也就是石油材料。
这也是我们清华大学化工系目前的主要任务之一,现在我们的实验室在研究把石油制成材料,我们也有相关的研究基础,在十多年前就开展了这方面的研究。
图|金涌院士
《环境与生活》:
您当时为什么会想到以此作为研究方向?
金涌:
当时的环境问题和能源问题并不像现在这么尖锐,但是我们作为科学研究者,意识到了炼油技术存在的问题。
炼油最重要的第一步就是催化裂化,这个步骤决定了汽油、柴油、煤油和石脑油的占比。
现在使用的反应器,是催化剂和石油气从下向上走,也就是上行床。
我们研究的反应器与之相反,是下行床,也就是从上往下走,我们在10年前就已经做了年产15万吨的实验,证明了下行床可以大幅度提高石脑油的占比。
我们在济南炼油厂利用厂区废弃的设备进行改造,完成了实验。
通过实验证明,改进的下行床可以把石脑油的占比提高到70%。
图|金涌院士作主题报告
有了石脑油,我们就可以生产三烯三苯,也就是乙烯、丙烯、丁烯、苯、甲苯、二甲苯。
就可以生产非常多的化工产品,可以说所有的石化产品,原料都是三烯三苯。
有了这些,我们就可以生产各种高分子材料。
我们不再把石油烧掉,而是把碳都留在了材料中,碳对人类是非常重要的物质,碳并不坏,只是不应该让它变成温室气体跑到天上去。
所以石油总的发展方向,就是从燃料变成材料,这也是我国化工企业今后的发展方向,一方面我国不再烧石油了,减少二氧化碳排放;另一方面,企业转型为石油材料制造商,也避免了企业的损失。
《环境与生活》:
那煤炭何去何从?
煤炭最好的出路是什么?
金涌:
最难的就是煤,煤燃烧是现在二氧化碳排放的大户。
如果我们不烧煤,用它做什么?
煤化工显然不是最好的选择,我国之前从事了很多年的MTO(醇制烯烃)和“煤变油”研究,我国的煤化工产量已经达到千万吨级了,过去因为油价很高,所以还有价值。
但是继续发展下去,随着全球对石油的需求量越来越小,煤化工的问题也就凸显出来,一是经济效益差,二是二氧化碳排放高,因此我认为传统的煤化工技术,都将慢慢淡出市场。
那么,煤最好的出路是什么?
我国需要在这方面研发出具有颠覆性的技术。
事实上中国的煤资源并不多,煤储量只有美国的一半,而人口数是美国的4倍,这样算下来,美国的人均煤储量是中国的8倍。
中国的煤储量只占全世界的12%,因此我国其实也不能大肆浪费煤资源。
图|金涌院士在会议上发表演讲
除了需要在未来探寻颠覆性的技术外,目前我们已知的最佳利用途径,也就是煤的分质利用。
煤不是单纯的碳,煤中的碳氢比是1比0.8,也就是每10个碳原子,伴有8个氢分子,如果用煤当燃料,就相当于把氢也一起烧掉了。
如果我们在烧之前,就先把碳、氢分开,也就是所谓的蓝碳技术,现在我国在这方面做得很好,但也有一些最终的技术问题没解决。
这不是单纯的煤制氢技术,煤制氢技术每制造1吨氢气需要排放11吨二氧化碳,从碳中和的角度来看,煤制氢技术是要被淘汰的。
煤的分质利用,是把煤所含的碳变成焦炭或半焦,把氢拿出来利用。
这些比煤热值还高的半焦,可以用于火力发电,推动蒸汽轮机,同时利用分出来的碳氢化合物挥发部分,喷在半焦发电烟道气中,再点燃一次,推动燃气轮机,这个技术就是燃气轮机-蒸汽轮机联合循环发电,这种技术的能量转化率可以达到60%,远高于传统火力发电的45%。
这样一来,煤的利用率就提高了,相应的经济价值也提高了。
同时,联合循环发电中的燃气轮机可以随时启停,因此也可用于调峰发电。
我认为,在未来大量使用光伏发电和风力发电之后,火电的生存空间,就是用于调峰发电。
图|金涌院士出席2019(第九届)能源高层对话并发表演讲
那下一个问题就是,我们将煤分质利用后,这些半焦要如何处理?
如果用来烧,还是会产生二氧化碳,所以我们也为半焦找到了出路。
碳本身也是还原剂,如果把半焦加热到一定温度,碰到二氧化碳,就会把二氧化碳还原成一氧化碳。
这是我们目前正在研究的项目之一,通过这种还原,半焦就不再产生二氧化碳,反而是能将二氧化碳还原为一氧化碳的还原剂,这就成为二氧化碳减排的物质了。
二氧化碳还原是吸热的,那我们同时再将一部分半焦烧掉,加入少量氧气使燃烧放热的同时,生成一氧化碳。
一氧化碳可以用来制造很多的化工产品。
我想这就是煤今后的出路。
《环境与生活》:
再就是天然气,我国要如何处理天然气才能与碳中和的目标相吻合?
金涌:
目前,我们对天然气的利用存在问题,我们把天然气用来做饭,也就是民用。
举例来说,我们把一壶水放在燃气灶上烧,天然气中的热量有多少进入水壶了?
其实只有30%至40%,其他的热能都加热空气了,这个利用率是很低的。
如果用电加热水壶烧水,热能的利用率可以达到90%以上。
所以,我认为以后的家庭将会电气化,应该把天然气用于工业。
现在,我国的情况正好相反,禁止工业使用天然气,这是不符合碳中和原则的。
美国电气化的家庭约占50%,欧洲一些国家已经逐渐开始禁止天然气入户了。
天然气更适合用于工业生产,天然气(CH4)中每有1个碳原子,就有4个氢原子,是最好的制氢原料。
很多国家都利用天然气制氢,只有中国是煤制氢,当然这也是因为我国的天然气储量很小。
总的来说,未来的天然气将与工业结合,要把煤分质利用产生的一氧化碳与天然气结合,也将大幅度减少二氧化碳排放。
图|金涌院士出席会议
总而言之,我国化石能源的煤、石油、天然气,都需要其相应的产业慢慢转型,这种转型将会为二氧化碳减排做出巨大贡献。
除了化石能源转型之外,利用其他的可再生能源也有助于减排。
首先是生物技术,生物是利用太阳能最好的方法之一,目前比较有机会产业化的就是微藻利用,微藻在干燥后,以甘油三酯的形式固定光合作用产物,含油率可达50%至60%,并且藻类可以在海水中生长,生长速度和阳光利用率是陆生植物的4至5倍,这是生物代替化石能源的重要途径。
《环境与生活》:
目前,我国有藻类制油的项目落地吗?
金涌:
我国的新奥集团就有这种阳光微藻转化器,在温室中搭建玻璃管道,管道内通入海水,加入二氧化碳和藻类,在流动过程中藻类就会快速生长,成品的藻类形态就像黄酱一样。
不过,目前产业化还存在一定困难,因为成品藻类的含水率在90%以上,干燥需要大量热量,如果用烧煤干燥,消耗的热能比藻类产生的能量要高出很多。
现在也在研究如何不经过干燥,直接将藻类生成的能量提取出来,也就是不干燥直接把油拿出来,但是目前这项技术还没有打通。
日晒是不行的,因为如果遇到阴天,藻类很容易变质腐烂,所以这方面的技术还得继续探索。
图|金涌院士出席座谈会
《环境与生活》:
沼气、生物乙醇这些还有生存空间吗?
金涌:
我国有很多的秸秆、人畜粪便可以进一步利用,也就是生产沼气。
关于沼气,我认为沼气不能一家一户去做,而是要以村为单位,一个村设置一两个沼气站,由专人或公司负责,维持沼气的高产。
这可以解决农村的能源使用问题,并且制沼气的副产物——沼渣沼液可以用做肥料。
另外,有人说种树可以解决二氧化碳排放问题,其实并非如此。
首先,如果要通过植树吸收人类活动排放的二氧化碳,需要的植被数量是非常大的。
其次,植物在白天通过光合作用吸收二氧化碳,固定碳元素,到夜间还要排放二氧化碳。
同时,树木落叶腐烂会产生大量甲烷,其温室效应比二氧化碳还要高得多。
对于这些落叶、农作物秸秆,我们也要将其碳化,做成生物炭。
有一个企业叫三聚环保,他们把秸秆制成了具有多孔结构的生物炭,将这种生物炭投入土地可以保水、改良土壤,或使化肥缓释。
图|金涌院士深入企业开展调研
另外就是生物乙醇。
美国的乙醇汽油技术比较成熟,因为他们的粮食有富余,在粮价下跌时,为了稳定粮价,就把粮食做成乙醇。
美国的乙醇产量可以达到4000万吨/年,全部用于代替石油。
巴西的乙醇产量是2000万吨/年。
巴西有很多制糖副产物,也就是糖蜜,是不可以食用的,但它是非常好的发酵原料。
我国没有那么多富余的粮食用来制乙醇,我国目前主要是利用废粮制乙醇,乙醇产量为300万吨/年。
事实上,我国的乙醇需求量是每年1500万至2000万吨。
我国没有多余的粮食,用什么来做?
煤可以制醇,但是工艺路线很长,经济效益一般。
目前,在首钢曹妃甸地区还有一个乙醇生产线,是利用一氧化碳作为碳源,来发酵生产乙醇。
目前,已经建成了4.5万吨/年的装置,同时副产5000吨/年的生物蛋白饲料,具有很好的经济效益。
这样的话,我国不用粮食,不排放二氧化碳,就可以生产乙醇,所需要的一氧化碳,可以通过煤来生产。
这样的话,整个过程就接上了,形成了一个产业链,这一套产业链中的二氧化碳排放量非常低。
煤,我们把它分质利用制成半焦和氢气。
焦炭,我国把它作为还原剂,将二氧化碳还原成一氧化碳。
一氧化碳,我们用它来制乙醇。
乙醇,脱水后就是乙烯,再聚合后就是丁二烯。
这样的话,作为我国储量最高的化石能源,煤就有了新的利用方式,在不排二氧化碳的同时,产生了可用于制作材料的新资源。
这就是我们对于煤、石油、天然气、生物技术的整体规划,在实现碳中和目标的过程中,这些都是十分重要的,既解决了二氧化碳的排放,同时也为它们找到了新的用途。
能源结构的调整需要因性而谋、因势而定
《环境与生活》:
关于可再生能源的问题,我们注意到您也曾提出生物质能和微藻产油等新能源技术,能否请您向大家详细介绍这些新技术目前的发展状况?
金涌:
我们先从电力说起,现在我们的技术已经可以让光电风电的成本与火电持平了,但光电、风电仍然存在一个很大的缺点,就是不稳定性,所以必须有储能装置。
只有让光电、风电平稳,不波动,才能组成智能电网,储能装置的作用就在于此。
因此现在电力发展的关键,就是解决储能问题。
太阳辐射到地球的能量,是目前人类所需总能量的3000倍,中国有很好的条件,很多地区都适宜发展光电和风电。
对于光电和风电来说,技术有了,条件也有了,关键就是蓄电设备。
目前,使用最多的蓄电设施,约占70%以上,就是利用水建立水库,用多余的电把水抽到上游,需要电力时放水推动发电。
但是,仅靠这一种方式显然是不行的,我们还需要开发更多的方式储电。
图|金涌院士在《探索化学化工未来世界》首发仪式现场
目前,清华大学在储能领域的主要攻关方向是电动车,电动车需要电池,现在的锂电池大部分问题都已经解决,剩下的小问题我相信慢慢都会解决,比如说储电能力不够,充一次电只能跑两三百公里。
随着锂硫电池的发展,国内已经形成产业化,充一次电可以跑800公里,续航问题解决了。
有的人说锂硫电池容易着火,现在这个问题也已经解决。
将来,我国的所有交通都可以电气化,不用烧油了,因此就需要大量的储电设备。
当然,制造电池的门槛很高,我们做化工的人不做电池,但我们可以为电池提供材料,有了更好的材料,才能做出更好的电池。
我们现在已经产业化的,一个是纳米碳管材料,将石墨烯与纳米碳管结合,形成立体的结构,我们称为石墨烯和纳米碳管的杂化,这种碳材料是非常好的锂电池正极材料。
我们把产品出售给其他国家,并弄清楚其用途。
他们将这种材料和离子液体混合,压入多孔的泡沫铝中,就做成了锂电池的正极材料。
于是,我们也研究制作出多孔的泡沫铝材料,用于生产电池。
比起传统材料,我们的材料拥有更好的储电能力。
现在这项技术也正在产业化,相信很快就能看到这种材料最终的效益。
这是比较成功的,已经产业化的材料。
同时,我们也在着手研发一些新的技术,比如说固体电解质。
固体电解质制成电池的安全性很高,因为其内部不存在有机材料,不会着火。
图|金涌院士在实验室
我们非常看好锂电池的发展,一方面是电动车可以代替燃油车减少碳排放。
另一方面,电池本身就是储电设备。
我国现在机动车保有量是2.5亿辆,假设在未来,其中的1亿辆变成了电动车,在夜间不使用时充电,那这1亿辆电动车就成了储电设备,充当了调峰的角色。
所以,我也设想,今后的电动车不再搭配销售电池,而是将电池出租,或变为换电池的形式。
电动车没电了,可以直接到电站充电或换电池。
同时,电站与电网相结合,集中给电池充电,这就起到了储能和调峰的作用。
现在,国家也正在积极策划这方面的行动,当然对于目前的电动车保有量来说,还不足以实现,但就发展而言,这绝对是一个一举两得的措施。
如果是建立大量大型的调峰电厂,将会耗费巨大的经济成本。
《环境与生活》:
有人说现在的锂电池虽然有调峰的作用,但经过多次的充放电后,电池的储电能力会明显下降。
同时,全球锂矿的储量是否能支持如此大量的锂电池生产?
金涌:
锂电池需要经过几万次的充放电才会有显著的影响,并且现在锂电池可以回收,这方面的技术也已经解决了。
废旧的锂电池可以用于制造新的电池。
至于全球锂矿的储量是否能支持如此大量的锂电池生产,我认为现在还不需要把这些因素作为顾虑。
除了锂电池之外,现在研究人员还在研究钠电池,还有空气电池。
电池的发展有很多渠道,锂电池仅仅是第一个突破。
后续肯定会有很多新的技术投入使用。
《环境与生活》:
关于氢能,以及相对应的氢燃料电池,我们也注意到您一直都持有保留态度,能否请您详细说明一下?
金涌:
我们做化工的人,舍不得把氢拿来烧掉。
氢燃料电池本质上不是储电设备,而是烧氢气的,它是通过电化学反应,把氢和氧烧成水,同时产生电能。
我们好不容易得到了氢,它有很多种用途来降低二氧化碳排放,为什么要把它烧掉?
更关键的问题在于,现在全世界还没有电解水制氢的大型工厂,因为没有任何的经济效益。
电解水制氢,能源的利用率只有30%左右,即使今后利用率可以提高,也不会超过60%。
同时,氢到了燃料电池中再重新转化为电能,目前转化率的目标是50%,我想以后最多也就是60%。
也就是说,用电制氢气,能量就先少了一半,再把氢转化成电,就又少了一半,即使是理想状态下,60%乘60%,最终的利用率只有