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技术衡量标准:关键看转化效率
在实现碳中和目标的过程中,各类技术创新涌现。衡量能源技术创新的前景如何,不能只看其“能不能减排”,还要看其“能源转化效率高不高”。
比如,森林固碳就存在一定的制约。成熟森林碳汇白天吸收二氧化碳 24.5吨/(亩·年),夜间排放二氧化碳17.9吨/(亩·年),这还不包括农林废弃物代谢如叶、枝等产生的甲烷,整体核算下来,森林固碳的效率并不高。
藻类生长速度、阳光利用率和二氧化碳转化率是陆生植物的数倍,且干了以后含油量达到50%以上,会是将来很重要的一个能源方向。目前微藻技术尚不成熟,还处在研发阶段。
再比如氢,氢并不适合作为主体能源,氢燃料电池实际上是在“烧氢”,在发电环节损失较大,能源的转化效率并不高。氢更适合制成材料,未来,如果能够以低成本电解水制氢,绿氢可以代替煤制氢,最终实现二氧化碳零排放。不排除氢在个别领域可能仍然作为燃料,例如潜艇可以使用氢燃料电池,在海底保持电量,但氢未来的主流应用方向还是材料。我们应该大力发展的是制作绿氢的技术。
一项技术要真正成为经济动力,需要满足三个条件:技术成熟、盈利可行、二氧化碳排放量低。
技术在从小规模的实验室研究到大规模工业生产的过程中,技术人员需要做中间试验,验证其在物理化学特性、过程控制、经济性等方面是否符合产业化要求,接着再将这些试验成果形成“软件包”递交至设计院,最后卖给企业,进入市场。
由于中间试验不提供产品,只提供知识,有的企业投资购买的意愿不强,导致很多技术无法实现商业化,这一环节也常常成为技术的“死亡谷”。因为中间试验放弃产品投入的行为是不理智的,相关部门、投资机构和企业需要有足够的智慧辨别不同的科学家和科研技术的优劣,识别其市场价值,推进一些中间试验阶段的技术跨过“死亡谷”,进入产业化。
实现碳中和目标,意味着我国整个社会要实现四个时代转变:一是从工业化后期的时代转变成信息化、智能化、数字化的时代;二是从当前传统化石能源主导的时代迈向可再生能源时代;三是化石能源将从原来作为燃料时代进入作为材料时代;四是步入资源循环利用时代,把使用过的品类低的资源重新变成高附加值的资源,循环利用。总之,碳中和是一场系统变革,需要我们做好未来四十年方方面面的深入思考和统筹规划。因此,碳中和不是旁人要我们做的,是我们自己的选择,体现了党中央的大智大勇。
(作者系中国工程院院士、清华大学化学工程系教授)
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