在我国,能源禀赋决定了煤炭在能源结构中一直占主导地位,化石能源的使用是温室气体的主要来源,那么未来清洁能源的出路在何方?中国科学院院士包信和日前在中科院学部第七届学术年会上表示,清洁煤化工的未来发展之路,势必要摒弃“野蛮”的氧助气化过程,必须采用高效的催化剂和智慧的化学反应过程。在绿氢的帮助下,对煤炭分子进行精准剪裁,获得需要的化学产品,最终实现精准的“分子炼煤”。
在二氧化碳转化和资源化利用方面,包信和指出,有效的二氧化碳利用途径必须满足两个重要条件:一是有持续的可再生能源供给,二是能从非碳资源获得氢气。而氢能在未来能源构架中将与电力一起居于核心位置,氢能的发展是碳中和目标实现的关键。
根据制取氢能所输入的能量来源不同,氢可以被分为不同种类。输入的能量源于可再生能源,如光、风等发电用于电解水, 这样获得的氢称之为“绿氢”。
“只有绿氢才是碳中和的关键,也只有绿氢会成为未来洁可持续能源的核心。”包信和说。
据统计,现在世界上每年消耗的氢气在5000万吨左右,其中96%来自化石能源,仅4%来自电解水,而且所用的电也并非全部来自可再生能源。包信和强调,在碳中和背景下,科技创新和资本投入要重点关注水电解,尤其要大力发展可再生能源驱动的大规模水电解制氢。
包信和指出,氢作为能源使用,要解决的另一个问题是储存和输运。现今较常用的方法是高压瓶储氢,这种传统方法经济、适用、便于操作。今年5月,我国第一款 70 Mpa 塑料内胆复合气瓶已经通过验收,未来的批量生产将为我国氢燃料电池汽车的规模化提供很好的支撑。
“原理上说,只要是用碳作为能源和作为还原剂的地方,最终都能用氢进行替代,从而降低二氧化碳的排放。这就需要我们大胆颠覆现有的生产模式和范式,创新技术,在钢铁冶金、水泥建材生产、煤的直接炼制和化工过程中不断革新。”包信和建议。