二氧化碳是當今最主要的溫室氣體,也是人類面臨的最大挑戰之一,聯合國專門針對二氧化碳減排進行過諸多努力。
但是,在科學家眼中,二氧化碳除了危害,還是一種儲量豐富的“碳源”,如果能借助科技手段將其“變廢為寶”,不僅能緩解碳排放引發的溫室效應,還將循環利用二氧化碳,成為理想的能源補充形式。
如何將溫室效應的元兇,變成可持續發展的資源呢?
在《中國經濟大講堂》演講中,中國科學院院士、中國科學技術大學校長包信和指出,我們要想辦法多用可再生能源,減少二氧化碳排放,這樣對國際社會、對大家都有好處。而把二氧化碳轉化成能源,在科學上是可行的,科學家也在不斷探索。這一愿景的實現,需要大家共同努力。
中國科學院院士、中國科學技術大學校長包信和:
什么叫溫室效應?把棒冰用被子蓋起來是為了隔熱,使熱量不散發出去,達到保溫的效果。二氧化碳多了后,就在大氣層上面,產生像被子的東西,把地球給蓋上了。但地球的能量是從太陽來的,假如給地球蓋上被子,來自太陽的能量散發起來不就難了嗎?地球溫度不就增加了嗎?
所以根據這個理論二氧化碳,二氧化碳是溫室氣體。
世界上大概一年要將400億噸左右的二氧化碳排放到大氣當中去。早年中國的二氧化碳排放量非常低,總量非常低,人均排放更低,而那時候歐美發達國家排放量很大。這幾年二氧化碳,量慢慢在增加。改革開放后,經濟有了大的飛躍,我們的二氧化碳排放量增加。
根據統計,到2018年的數據,中國每年要排100億噸左右的二氧化碳,其中工業排放的二氧化碳特別多,以煤為主的能源結構使中國在環境方面的壓力非常大。
國際社會認準二氧化碳是溫室氣體,它會對地球的溫升、環境有很大的影響,就考慮要限制二氧化碳的排放。
能不能用能源,但是不排二氧化碳呢?可只要是用了化石能源,碳加氧總要產生二氧化碳。或者,二氧化碳是能量來的,那就少用能,但少用能對發展有問題。中國想對國際社會承諾,二氧化碳排放與發展是有關系的,但并不是少排了二氧化碳,發展就一定慢了。
減少二氧化碳的排放和發展之間的關系也不是完全對應的,我們要想辦法用可再生能源,少排二氧化碳,這樣對國際社會、對大家都有好處。
但是假如可用可再生能源也不多,二氧化碳也都排出來了,或者馬上還要排怎么辦呢?美國人想了個辦法,叫CCS,即二氧化碳捕獲和封存技術,將產生的二氧化碳收集起來,把它變純后再把它壓縮。
我們最后能不能把這些壓縮的二氧化碳藏到礦井、巖石里,或者藏到海底去?CCS(二氧化碳捕獲和封存技術)要花很多錢,大家都在做這件事。
可是,將壓縮的二氧化碳擺到巖層下面或者別處去,是不是靠譜呢?萬一哪天地震了或者發生什么自然災害呢?關鍵問題是費用特別大,現在最高的發電廠的能源效率大概是50%左右,一半的廢熱散掉了,一半發電了。假如用這個方法,以后發電效率就變成40%,也就說有10%的能源去處理二氧化碳,合適嗎?但現在也在研究,也沒有哪個地方大規模地做這件事。
能不能把二氧化碳用起來呢?最近有人在做,在電催化轉化上面二氧化碳加甲烷這兩個共轉化后,變成化學品甲醇,將來再變成乙烯、乙醇。假如未來直接用電甲烷報警器,把二氧化碳在電極上用水或者甲烷就能變成大家需要的化學品,我認為這個過程是可行的。因為電化學過程規模做得比較大,而且它的法拉第效率相對較高,專一性較強。
實際重要的事情,是把二氧化碳的轉化看成儲能的過程。即把風能弄來,把二氧化碳變成甲醇,把光電風產生的電能最后變成甲醇,把能量儲存到甲醇里,甲醇再燃燒,就獲得了能量。
未來有沒有可能用人造樹葉直接進行轉化?因為樹葉能通過光合作用把水、二氧化碳變成我們需要的烴類。還有人用光反應器,把二氧化碳、水加進去,光一照,在催化劑上,就可以得到燃料、油品。有沒有可能,在可再生能源場景下轉化二氧化碳呢?我認為是可能的,但什么時候能實現不知道,要靠大家來共同做。
這在科學上是可行的,但怎么把這些事變成實際的過程,要大家費很多勁來做,所以這是一個美好的愿景。
嘉賓簡介
包信和,中國科學技術大學校長、中國科學院院士。他長期從事催化基礎理論研究和新型催化材料的創制,以及能源清潔高效轉化過程的研發,在納米催化基礎、天然氣和煤基合成氣高效轉化等方面取得了一系列重要研究成果,多次獲得國內外學術獎勵。面對我國“貧油、少氣、相對富煤”的狀況,他立志未來能夠像加工石油那樣加工煤炭。為了這個目標氨氣報警器,他甘坐15年冷板凳。研究成果顛覆了90多年來煤化工一直沿襲的傳統路線,有望使煤化工水耗和能耗大幅降低,被業界譽為煤轉化領域“里程碑式的重大突破”。
CCTV-2央視財經頻道《中國經濟大講堂》,12月28日22:00播出,敬請關注!
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