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劉科院士:綠色甲醇是長時儲能戰(zhàn)略

財經(jīng)網(wǎng)發(fā)布時間:2023-10-09 14:16:57

  9月23日,澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長及清潔能源研究院院長劉科在“2023中國實體經(jīng)濟發(fā)展大會”上表示,中國一年二氧化碳排放量為103億噸,除以14億人口,人均7.4噸,三口之家就是22噸,這是天量;碳中和有很多事情要做,但核心是能源轉(zhuǎn)型,主要是4件事,風(fēng)能、太陽能、電動車、氫能。目前太陽能和風(fēng)能便宜了,但是絕大多數(shù)時候沒有太陽,那么儲能是一個核心,而且不光要短期儲能,還要有長時儲能技術(shù)。液體是最佳的能源載體,要把太陽能、風(fēng)能轉(zhuǎn)成綠色甲醇液體儲存下來,是解決中國石油不夠及碳中和的路徑之一。

  “2023中國實體經(jīng)濟發(fā)展大會”以“聚焦科技創(chuàng)新 賦能先進制造”為主題,于9月23日舉行。大會由民革中央、廣東省政協(xié)主辦,東莞市人民政府、民革廣東省委會承辦,國際投資促進會、民革中央企業(yè)家聯(lián)誼會協(xié)辦,由東莞市工業(yè)和信息化局、民革東莞市委會、《財經(jīng)》雜志、《財經(jīng)智庫》執(zhí)行。

  以下為部分發(fā)言實錄:

  劉科:中國(二氧化碳排放量)是103億噸,除以14億人口,人均7.4噸,三口之家就是22噸,這個人均是包括我們幾億的低收入人群,如果對每天在開車、用空調(diào),住高樓大廈用電梯的人群,估計是平均的一倍,三口之家一年就給空氣中大概排40多噸的二氧化碳,這些人每天開車,用空調(diào)意識不到一年排放了多少噸CO2,因此能源是一個規(guī)模巨大的行業(yè),碳中和任重道遠。

  中國的電這么多年主要還是用煤發(fā)電(69.5%),煤的數(shù)據(jù)表示了電的數(shù)據(jù),也能反映出中國工業(yè)化的水平。中國的工業(yè)化是1840年鴉片戰(zhàn)爭國門被打開后開始的,160年后直到2001年,全中國的煤耗量只有13億噸,結(jié)果到了2001年,突然在10年多一點的時間內(nèi)飆升到原來的三倍,升到38億噸,這是天量。

  怎么解讀這個數(shù)字,2001年什么發(fā)生了?是因為2001年中國加入WTO,世界市場向中國開放,中國的國情是我們的石油、天然氣、部分煤炭、鐵礦石、電動車用的鈷,鋰,鎳、我們的部分棉花、大豆、玉米原材料都需要進口; 我們中國人很勤勞,很快用我們最有競爭力的產(chǎn)品性價比,占領(lǐng)世界市場;包括東莞這些制造業(yè)基地發(fā)展迅速,我們制造業(yè)整個規(guī)模是按給全世界提供產(chǎn)品而設(shè)計的;就是在這一原料進口、產(chǎn)品出口的大進大出中,迎來中國經(jīng)濟最好的20多年。

  目前因為大家眾所周知的原因,我們在出口受到了巨大的挑戰(zhàn),大家說搞內(nèi)循環(huán),但這個東西要注意,內(nèi)循環(huán)的核心內(nèi)需是,第一要增加老百姓今天的收入,他敢花今天的錢。第二是增加老百姓對未來的經(jīng)濟的預(yù)期,敢花信用卡(未來)的錢。

  在這個情況下,中國經(jīng)濟的三駕馬車“出口、內(nèi)需、投資”,因為出口下降,工廠關(guān)門,相關(guān)的工作人員失業(yè)或收入降低,導(dǎo)致的內(nèi)需短期很難拉動,那就只有靠投資,但投資投什么?前20年來,我們一旦遇到亞洲金融危機,或2008年的全球金融危機,我們靠投資房地產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施等拉動經(jīng)濟,使得中國的基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)變成全世界最好的,而房地產(chǎn)對中國經(jīng)濟的發(fā)展也功不可沒;但近年中國占世界20%的人口,每年建全世界50%的房子,經(jīng)過這么多年的建設(shè),我們的人均住房面積已接近發(fā)達國家,繼續(xù)再靠房地產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施拉動經(jīng)濟的時代已經(jīng)過去,這也是總書記為什么不斷地講:“房子是用來住的,不是用來炒的”,但有些地方為拉動GDP,仍然在建空房子。

  當(dāng)你不能僅靠房地產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施拉動經(jīng)濟,那靠什么?我個人覺得就是能源轉(zhuǎn)型與數(shù)字化,因為只有能源轉(zhuǎn)型有房地產(chǎn)的體量,能填補由于房地產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)放緩對經(jīng)濟的影響;而中國的太陽能、風(fēng)能已經(jīng)便宜,中國的電動車也走到世界前列。所以用能源轉(zhuǎn)型與數(shù)字化來拉動中國經(jīng)濟,我認為是中國經(jīng)濟未來的主要賽道之一。

  一個國家的競爭力,莫過于兩點。一是我干比你干便宜,性價比比你好;任何一個組織,大到國家,小到一個城市,再到一個公司,都是如此。二是,我能干你不能干的事,就是創(chuàng)新。

  前40年,長三角及包括東莞在內(nèi)的珠三角,我們都是靠第一條性價比好獲勝,中國人很勤勞,我們的性價比是最高的。但是這幾年我們做了一些調(diào)研,中美的制造業(yè)成本比較,除去工人工資我們?nèi)匀挥袃?yōu)勢,美國制造業(yè)工人工資仍然是我們的8倍左右,但其他的土地成本我們是美國的好幾倍,物流成本是2倍左右,銀行借貸是2.2倍左右,稅收是1.5倍左右,電價大概是3倍,天然氣價格是4倍左右;什么意思?就是制造業(yè)再靠成本沒有競爭力了,那接下來靠什么競爭?那就要靠創(chuàng)新,就要做別人不能做的事情。所以中央在這個大背景下提出來創(chuàng)新社會的建設(shè),包括剛才汪院士他們講的創(chuàng)新不是一個新的口號,是歷史發(fā)展到今天的必然選擇,如果我們再不創(chuàng)新就沒有競爭力了。其實一個組織、一個國家的競爭力,最終說穿了都是創(chuàng)新能力的競爭。

  南科大的口號“創(chuàng)知,創(chuàng)新,創(chuàng)業(yè)”,很多情況下,人們經(jīng)常把創(chuàng)知和創(chuàng)新混為一談,什么是創(chuàng)知?你一旦寫成文章在nature,science等中英文雜志一旦發(fā)表了,那就變成人類共有的知識,人們必須可以在各自的實驗室能夠重復(fù)文章作者的實驗結(jié)果,就不能卡別人的脖子了;對高校等基礎(chǔ)研究機構(gòu),文章很重要,中華民族應(yīng)該對人類知識有貢獻。

  什么叫創(chuàng)新?中文的“創(chuàng)新”概念比較模糊,很多人認為今天干的和昨天干的不一樣,就是創(chuàng)新,但是在科技領(lǐng)域的“創(chuàng)新”即Innovation這個詞,是指把知識轉(zhuǎn)化為有用技術(shù)并產(chǎn)生價值的過程,就是我們說的工業(yè)研究,卡脖子技術(shù)是在創(chuàng)新這個環(huán)節(jié)里,真正解決“卡脖子”技術(shù)的是做工業(yè)研究的這批人,但是我們在引進人才的時候,一方面要引進解決卡脖子技術(shù)的人才,一方面,衡量人才的標(biāo)準(zhǔn)又是發(fā)表了多少文章,這是不對的。要分清寫文章的人和解決“卡脖子”技術(shù)的是兩批人,中間有一小部分人是兩個都可以做,但是比例不高;所以我覺得在人才引進的時候,如果引進基礎(chǔ)研究的人才,可以用文章的數(shù)量尤其是質(zhì)量去衡量,而要引進解決卡脖子技術(shù)的人才,不能純粹拿文章去評判引進。創(chuàng)知產(chǎn)生文章有新意能發(fā)表即可,不一定需要產(chǎn)生價值;但創(chuàng)新是把人類共有的知識轉(zhuǎn)化為有用的技術(shù)的過程,一定要產(chǎn)生市場價值。

  回到碳中和的話題,主要包括4件事,風(fēng)能、太陽能、電動車、氫能。這些年中國的太陽能便宜了,風(fēng)能跟它差不多。但是太陽能、風(fēng)能再便宜,它的問題是每年的發(fā)電時間有限;在珠三角太陽能發(fā)電每年大概1200小時左右,長三角也就1000小時左右,即使在包頭也就是1800小時左右,一年8760小時,絕大多數(shù)時候沒太陽的;風(fēng)能在臺灣海峽能到4000小時左右,全國平均也就2200小時左右。在有太陽,有風(fēng)的時候,風(fēng)光發(fā)電便宜,沒太陽,沒風(fēng)的時候怎么辦?儲能是一個核心,而且不僅要短期儲能,還要長時儲能技術(shù)。

  其實110年前紐約大街電動車遠遠多于燃油車,是因為鉛酸電池早于內(nèi)燃機發(fā)明20多年,有了鉛酸電池就能接一個電動機,今天我們高爾夫球場的電動車就有了。1912年以愛迪生為代表的一派說未來的汽車是電動車,以福特為代表的一派說未來的汽車是燃油車,而歷史告訴我們,到1920年代以后直到今天全世界汽車的持有量95%以上還是燃油車,歷史為什么這樣發(fā)展?

  主要的原因是液體是最佳的能源載體,儲能除電池以外,還要把太陽能、風(fēng)能轉(zhuǎn)成液體儲存下來。為什么人類選擇液體,因為一是體積能量密度最高,二是液體在陸上可以管路輸送、海上可以非常便宜的跨海輸送, 而且可以長期儲存。

  2016年在一個圓桌論壇上,我提了一個問題,假設(shè)我們現(xiàn)在加油站7塊錢一升的汽油是從休斯敦?zé)捰蛷S拉到深圳,你付的7塊錢一升的汽油里,運費占多少錢?很多人想從休斯敦那么遠拉過,一定來很貴吧,有些人猜運費是3塊5,有些人猜3塊,記得當(dāng)時猜的最便宜是1塊; 我說真正的答案是一升運費超不過7分錢,當(dāng)時大家沒人相信。其實液體在裝卸時都是用泵打,路上耗的就是油錢和船的折舊費。不需要要人工,一條大船目前是30萬噸,按汽油的比重是近4億升,每升一毛錢運費,就是4000萬,跑一趟路上油錢根本用不了4000萬;所以液體從世界上任何一個碼頭拉到另外一個碼頭,每升運費大概不超過7分錢

  風(fēng)能、太陽能便宜了,有些上不了網(wǎng),有些人建議用綠電電解水制綠氫并副產(chǎn)綠氧;但氫氣的儲運成本太高,而且在封閉空間里邊氫氣的爆炸范圍最寬快,怎么辦呢?在這個前提下,兩年前我提出綠色甲醇這條道路, 具體見我兩年半以前寫的文章,就把綠氫和綠氧都利用起來,用綠氧去氣化生物質(zhì),城市垃圾及劣質(zhì)煤生產(chǎn)H+CO及少量的CO2,再把綠氫補上把這一混合氣全部轉(zhuǎn)成綠色的液體甲醇,吉利的甲醇車,做得都很成功。

  馬克龍這次訪華的最大的訂單就是綠色甲醇的訂單,我最后給大家講一點,船油是3000多塊一噸,是煉油廠利潤最低的油。汽油現(xiàn)在是10個ppm的硫,船油有些是超過2萬個ppm的硫,只賣3000多塊。如果3000多塊一噸船油在碳中和下都可以被綠色甲醇來取代,9000塊一噸的汽油有什么理由不能取代?

  中國的風(fēng)能、太陽能便宜了,如果有了2毛錢一度的綠電,我們可以制出來比70美金一桶的石油還要便宜的綠色液體,這樣的話,幾十萬億的液體設(shè)施就可以用起來。氫能很熱,但是如果只是靠一個大罐拉著氫氣跑沒有前途,為什么?一個49噸重的卡車今天只能拉350公斤的氫, 到地方只能卸載250公斤,問題氫你怎么從內(nèi)蒙古拉到東莞來,拉不過來的。但是液體管路輸送一升不超過1分錢,船輸送一升7分錢,而且可以長期儲存。今后如果燃料電池能真正便宜了,我們可以在加氫站甚至車上甲醇制氫,氫推動燃料電池,這樣綠色甲醇就是綠氫的液體載體。

  未來一套綠色甲醇的基礎(chǔ)設(shè)施,可以供三代汽車使用,內(nèi)燃機車、醇-電混合動力車、及燃料電池車。電池的研究對汽車工業(yè)永遠重要,但是記住電動車適合于暖和和平坦的地方。東莞這地方很好,重慶雖然暖和,但是山城,北京、哈爾濱雖然平坦但,這些地方一到冬天太冷,不適合純電動。 世界上紐約、倫敦,巴黎、柏林,多倫多,莫斯科,北京,東京都是有冬天的地方,所以在這些地方純電動是不合適的,用甲醇和電的混合動力比較好;因此該用電的時候用電,該用甲醇用甲醇,既不要用電去反對甲醇,也不要甲醇反對電。

  未來我不認為人類會把幾十億美金、幾萬億美金、幾十萬億已經(jīng)建好的液體基礎(chǔ)設(shè)施全扔掉,再去建快充站和加氫站,既不現(xiàn)實也不科學(xué),上廣深這些暖和的中心城市去做沒問題,但是要到整個農(nóng)村里邊還早著,實際上就是要把已有的幾十萬億的液體設(shè)施利用起來,太陽能,風(fēng)能的能上網(wǎng)盡量上網(wǎng),上不了網(wǎng)的綠電把它們轉(zhuǎn)成綠色液體是很好的長時儲能戰(zhàn)略?,F(xiàn)在在貴陽已經(jīng)建了70多座甲醇站。今后我覺得這對中國至關(guān)重要,而且甲醇晚上沒有太陽、沒有風(fēng)的時候,它也可以制氫后通過燃料電池高效發(fā)電, 它實際上是液體儲能,是長時儲能戰(zhàn)略。中國的風(fēng)能太陽能在西部,中國的煤化工基地也在西部,短期內(nèi),把綠氫綠氧都用管路輸?shù)轿鞑康拿夯@區(qū),每多用一公斤的綠氫及綠氧就可少用煤炭少排CO2,碳中和是一個漸進過程,大家急不得;在可見的未來主要以減碳為主;零碳既不科學(xué),經(jīng)濟上也做不到。謝謝大家!


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