二氧化碳是當(dāng)今最主要的溫室氣體,也是人類面臨的最大挑戰(zhàn)之一,聯(lián)合國專門針對(duì)二氧化碳減排進(jìn)行過諸多努力。
但是,在科學(xué)家眼中,二氧化碳除了危害,還是一種儲(chǔ)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(fā)的溫室效應(yīng),還將循環(huán)利用二氧化碳,成為理想的能源補(bǔ)充形式。
如何將溫室效應(yīng)的元兇,變成可持續(xù)發(fā)展的資源呢?
在《中國經(jīng)濟(jì)大講堂》演講中,中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(zhǎng)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(duì)國際社會(huì)、對(duì)大家都有好處。而把二氧化碳轉(zhuǎn)化成能源,在科學(xué)上是可行的,科學(xué)家也在不斷探索。這一愿景的實(shí)現(xiàn),需要大家共同努力。
中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(zhǎng)包信和:
什么叫溫室效應(yīng)?把棒冰用被子蓋起來是為了隔熱,使熱量不散發(fā)出去,達(dá)到保溫的效果。二氧化碳多了后,就在大氣層上面,產(chǎn)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(fā)起來不就難了嗎?地球溫度不就增加了嗎?
所以根據(jù)這個(gè)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(dāng)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(shí)候歐美發(fā)達(dá)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(jīng)濟(jì)有了大的飛躍,我們的二氧化碳排放量增加。
根據(jù)統(tǒng)計(jì),到2018年的數(shù)據(jù),中國每年要排100億噸左右的二氧化碳,其中工業(yè)排放的二氧化碳特別多,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)使中國在環(huán)境方面的壓力非常大。
國際社會(huì)認(rèn)準(zhǔn)二氧化碳是溫室氣體,它會(huì)對(duì)地球的溫升、環(huán)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(chǎn)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(duì)發(fā)展有問題。中國想對(duì)國際社會(huì)承諾,二氧化碳排放與發(fā)展是有關(guān)系的,但并不是少排了二氧化碳,發(fā)展就一定慢了。
減少二氧化碳的排放和發(fā)展之間的關(guān)系也不是完全對(duì)應(yīng)的,我們要想辦法用可再生能源,少排二氧化碳,這樣對(duì)國際社會(huì)、對(duì)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(gè)辦法,叫CCS,即二氧化碳捕獲和封存技術(shù),將產(chǎn)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(shù))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(fā)生什么自然災(zāi)害呢?關(guān)鍵問題是費(fèi)用特別大,現(xiàn)在最高的發(fā)電廠的能源效率大概是50%左右,一半的廢熱散掉了,一半發(fā)電了。假如用這個(gè)方法,以后發(fā)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(xiàn)在也在研究,也沒有哪個(gè)地方大規(guī)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(zhuǎn)化上面二氧化碳加甲烷這兩個(gè)共轉(zhuǎn)化后,變成化學(xué)品甲醇,將來再變成乙烯、乙醇。假如未來直接用電甲烷報(bào)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(xué)品,我認(rèn)為這個(gè)過程是可行的。因?yàn)殡娀瘜W(xué)過程規(guī)模做得比較大,而且它的法拉第效率相對(duì)較高,專一性較強(qiáng)。
實(shí)際重要的事情,是把二氧化碳的轉(zhuǎn)化看成儲(chǔ)能的過程。即把風(fēng)能弄來,把二氧化碳變成甲醇,把光電風(fēng)產(chǎn)生的電能最后變成甲醇,把能量?jī)?chǔ)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(jìn)行轉(zhuǎn)化?因?yàn)闃淙~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(yīng)器,把二氧化碳、水加進(jìn)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(chǎng)景下轉(zhuǎn)化二氧化碳呢?我認(rèn)為是可能的,但什么時(shí)候能實(shí)現(xiàn)不知道,要靠大家來共同做。
這在科學(xué)上是可行的,但怎么把這些事變成實(shí)際的過程,要大家費(fèi)很多勁來做,所以這是一個(gè)美好的愿景。
嘉賓簡(jiǎn)介
包信和,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(zhǎng)、中國科學(xué)院院士。他長(zhǎng)期從事催化基礎(chǔ)理論研究和新型催化材料的創(chuàng)制,以及能源清潔高效轉(zhuǎn)化過程的研發(fā),在納米催化基礎(chǔ)、天然氣和煤基合成氣高效轉(zhuǎn)化等方面取得了一系列重要研究成果,多次獲得國內(nèi)外學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)。面對(duì)我國“貧油、少氣、相對(duì)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(gè)目標(biāo)氨氣報(bào)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(tǒng)路線,有望使煤化工水耗和能耗大幅降低,被業(yè)界譽(yù)為煤轉(zhuǎn)化領(lǐng)域“里程碑式的重大突破”。
CCTV-2央視財(cái)經(jīng)頻道《中國經(jīng)濟(jì)大講堂》,12月28日22:00播出,敬請(qǐng)關(guān)注!
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