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名人演讲稿院士金涌:通过碳的再利用来实现低碳经济

时间:2023-05-18 23:00:13


  各位代表,我感觉低碳是我们的寻求,由于我们国家没有那末多能源,所以要对国际负责。所以低碳我们是一定要弄的,我是弄工程的,为了能从技术层面,实现低碳经济,低碳发展。理工大学和美国麻省理工和英国剑桥三校成立了一个低碳同盟,三校从各个层面讨论怎样来从技术上层面上推动低碳的运动。所以我们学校组织20多个究竟怎样来做?从低碳经发展的来讲,发展低碳经济有三个领域:

  第一是可再生能源,发展的能源。我们不使用化石的,不使二氧化碳的能源,比如核电,风电能源;第二个是在进程中间,进程节能,也表现产业、农业各个生产领域的节能技术,这个非常宽泛,我们国家的很多行业,行行业业都要节能,推动新技术;同时还有一个消费,消费节能,就要全面参与,这个指的就是进程节能。

  我侧重培养第三个,从出口,有不用化石的能源,这个东西不可能很多,我们国家说到2020年我们只能占15%,那末美国人曾说要到20%,这个东西大,不是那末快就可以发展那末多,各种进程节能也是有限的。这样算一算,假设我们要靠技术解决题目,我们从2005年到2050年45年依照世界经济均匀GDP增长的大概2%,1.0245次方,大概到2050年世界经济可能要增长3到4倍,二氧化碳减少就要减少50%,我们的技术的要求,就要万元技术能耗指标,这个指标就要进步到8到10倍,我们技术做到万元技术能耗比将在下降8到10倍,我们在2020年我们可以下降40%,也就是说不到1倍,只能减0.4%。所以,第三个题目出现了,美国也非常夸大这点,我们三大校交换的时候,夸大一个技术,CCS。也就是说要把一部份二氧化碳想办法普及起来,埋躲起来。要普及的对象国外主要是针对电厂,电厂里二氧化碳的含量是14%,要把电厂里的14%的二氧化碳变成90%几的,才能够贮存,才有价值贮存。要做这个事,普及一吨二氧化碳埋到地层里往,大概要花30到60年,这是非常花钱的事。

  第二,由于要耗能,紧缩它普及它,需要产业技术。你要花掉20%几的能量,也就是说在这进程里,你排一吨就出0.5吨二氧化碳,这个技术就遭到人们的质疑,但是也没有办法,你靠技术把它减排下来是有可能的。所以CCS说普及、贮存是否是现实的?在跟国外专家交换的时候,其他大学提出了,我们能不能改变思路,可以推动一个叫CCRS,我们讲的“再利用”就是利用可口可乐做一些塑料的发泡剂,那个用量只是万吨剂,十万吨剂,我们的排放是十亿吨剂。所以必须要想办法成百万,成千万的有这个技术,可以把二氧化碳循环利用。这个题目就变得非常的前沿了。在这类情况下,用甚么办法来实现这个题目呢?对中国来讲有一个比较便宜的方法,我们正在跟国际讨论这个题目。可不可以通过CCRS来解决这个题目。

  中国大概有13亿吨的水泥生产,13亿吨水泥生产,是世界水泥生产的一半。水泥生产跟烧发电厂不一样,烧水泥的时候同时把碳酸钙分解了,碳酸盐的分解使你排出的二氧化碳的含量增加了50%,所以我们普及二氧化碳首先要从水泥行业做就比较便宜。加进水泥行业要全部普及到有6亿吨,那就是我们现在排放的十分之一,这尽对是第一步可以做的,把二氧化碳普及下来,把它做成纯的90%的二氧化碳,直接往埋,固然可以,但是存在之前说的题目。假设说我们循环利用它,必须有能量注进以后,它才能够重新被利用,我们感觉可以还原它。第一个可以还原的比较便宜的东西就是煤炭,通过二氧化碳变成一氧化碳的反映,耦合上一个碳变成一氧化碳的放热反映,不完全燃烧一部份碳,然后一氧化碳,同时用热量把二氧化碳通过碳还原成一氧化碳,这样就可以够把二氧化碳变成一氧化碳了。一氧化碳再往下利用,就需要更强烈的还原剂,也是需要氢剂,廉价的氢气。廉价的氢气现在的技术是有条件的,也是有可能的。廉价的氢在哪里呢?就是风电。风电是不稳定的,一个风厂一年有2500小时有风就可以够建电厂,一年8000小时,也就是说很大部份时间是没有电的,而且说有就有,说没有就没有。这样大型的电厂是没有办法上网的,所以没有办法远间隔有。我们可以用化学方法就地把它变成化学成份,比如说电解成氢气,我们就有了一个廉价的氢的来源了。

  再者,我们国家有一个特殊的条件,我们国家有3亿多吨的煤,是做焦炭,由于我们有5亿吨的炼钢,钢铁,大量的焦炭在炼钢的时候出的焦炉气,现在作为燃料用,实际它是非常好的原料,这个量很大,不是一点点,这个是第二个氢的来源。

  第三,我们正在发展核电,现在清华,全球都在做第一代的核反应堆,高温气能堆,这个堆发了电剩下的热要在750度上下,可以用750度的余热,通过三个颗粒反映的循环,循环里消耗的是水,产物只有氢和氧,其他的物料都是循环利用的,我们可以通过核电,拿到核电两制氢。另外我们还有很多的甲烷,甲烷是自然气,它是富氢,甲烷是一个碳4个氢,甲烷是作为民用燃料用,实在这个题目应当得到重新的考虑。由于家庭燃起的炉子烧了一锅水,热效力只有20%,只有20%的热量被热水吸收了,而自然气价格现在说实话是不公道的,我们从俄罗斯进口自然气价格3.5元,现在买外国的自然气跟澳大利亚签的合同是4元,将来的自然气肯定会涨价,在这类情况下老百姓使这个不见得核算,相反使电炉,电磁炉是好的,现在发电的效力是43%,也就是说我们用电做饭,可能比用自然气做饭便宜,而且利用率高。这样我们有大量的甲烷,我们现在研究用甲烷和二氧化碳直接做氢气;还有一个来源就是沼气,生物质发酵我们都知道可以做沼气,可是很慢。生物质反映速度是一般化学反应速度的第4个数目级。假设说我们进步它,现在的技术就可以够用两步来做。先制氢,然后再做甲烷。

  所以,我们可以用发酵的方法,用生物质的办法来治廉价氢。我们有很多的渠道可以得到氢气,是便宜的氢气,而不是贵的氢气。拿我们刚才有的一氧化碳跟氢气合成甲烷,甲醇,合成甲醇以后,现在国内国外正在研究用甲醇做乙烯,丁烯,丙烯。我们可以先做甲醇,用甲醇做乙烯、丙烯、丁烯,同时也研究正在用甲醇做甲苯,乙苯,二甲苯,假如三稀,三苯都可以这样做的话,我们就可以够把大量的二氧化碳贮存在材料里面,最少可以减缓几十年。这是一个组合拳,通过进程的组合,通过再利用,使排放进程减排,但是还用不着这么多二氧化碳,一部份埋躲还是不可避免的。所以二氧化碳低碳经济的题目是一定要做的,我们首先是在发展经济的条件下用低碳的方式来发展经济,由于我们还有一个很大的建设周期,每个国家碳排放都是有高峰,然后下来。高峰已过度到后产业时代了,他们的高峰已过往了,所以他们不要那末多铁路,不要那末多桥梁,没有那末多水泥和钢铁需要。现在中国的高峰还在,中国的高峰碳强度的排放高峰现在已过了,从十一五开始,万元GDP能耗已降落了,在此之前是增加的。可以说在十一五是一个转折,碳排放的强度已往下走了,而且我们承诺,以后会走得更低,会减到40%。碳尽对排放的高峰我们甚么时候到来?估计还需要大概30年的时间。就是到2030年左右到2040年左右或到50年前,我们尽对碳尽对高峰可以过往,过往以后,可以跟它一起来做的话,高峰的曲线,积分的下限,不高于它的积分面积,世界上我们就是以碳排放发展最低的国家,所以我们必须现实,对弄工程来讲,是非常大的挑战。可是清华大在销我。清华大学从工程的角度动身,从三个层面,一个是新能源开发,一个是生产节能,消费节能,下一个就是化学,拟化学节能。也就是说通过CCRS,通过化学、化工的方法来使碳元素频繁的利用,要做这些是不赚钱的,一个学校没有钱是做不成这些的,假设说我们有资金收进,这方面的研究就可以够大大的展开。比如现在,美国现在得到资金支持以后,美国大学已开始做风电,用风电电解氢,很多人在不同的技术领域突破以后,组合在一起就可以够做成这个事,谢谢。