碳中和概念股是什么意思，碳排放和碳中和

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北极星卖电网新闻：(本文为深圳市创新发展研究院、伯颜商学院、深圳企业联盟等共同主办的“科技创新院士讲堂”第四期内容。7月15日上午，虫火谷院士就“碳中和的误区及其现实路径”发表演讲。以下内容根据虫火谷院士讲话录音整理，由虫火谷亲自审阅。)

（来源：微信公众号“鄂电价格”ID：edianjiage 作者：刘科）

虫火谷院士曾在海外工作20余年，后在GE、UTC(联合技术公司)、埃克森美孚等单位工作，2009年回国。回来后，我的第一份工作是参与筹建北京低碳清洁能源研究院(现为国家能源集团北京低碳清洁能源研究院)，并担任副主任、首席技术官。目前，虫火谷院士是中国创新创业研究院南方科技大学院长、清洁能源研究院院长。

虫火谷院士一直致力于低碳与能源的研究。现在，我想和大家分享他7月15日上午在第四届科技创新院士讲堂上关于“碳中和的误区及其现实路径”的演讲内容。

关于碳中和的误区

目前公众对碳中和的挑战和认知存在一定的局限性，认为单一的技术路线或技术突破就能解决碳中和问题，因此往往存在几个误区：

第一个误区是风能、太阳能比火电便宜，所以太阳能、风能完全可以替代火电，实现碳中和。这句话只对了1/5到1/6。由于一年有8760小时，我国太阳能年发电量小时数从1300小时到2000小时不等，超过2000小时的地区很少，平均在1700小时左右；也就是说，在大约1/51/6的时间里，太阳能比火电便宜；在其他4/5-5/6期间，如果要储存电力，其成本将远远高于火电。风力发电每年比太阳能发电花的时间长一点，大约2000小时。然而，供电需要24小时。不能说一个发电厂一年只能供应一两千个小时，因为我们不能在有太阳有风的时候用电，在没有太阳没有风的时候断电。而且太阳能和风能便宜，但最大的问题是供电不稳定。

不可否认，中国的风能和太阳能已经发展了近40年，取得了巨大的成就。我们高度赞扬在这一领域做出贡献的科学家。但直到今天，与煤电相比，风电和太阳能仍是九牛一毛。以2019年为例，我国风能和太阳能的综合发电量相当于1.92亿吨标准煤，而我国每年的煤炭消费量约为22亿吨，相当于18-19亿吨标准煤，这意味着风能和太阳能只能占到煤电的10%左右。

此外，电网依靠电池储存电力的概念非常危险。估计目前全球五年的电池容量只能满足东京停电三天后的用电需求。说我们需要电池来储存4/5或5/6的时间是不可思议的。另外，世界上没有那么多钴和锂，所以我们不能造那么多电池。在这种情况下，弃光弃风的问题非常严重，因为电网只能容纳15%的不稳定电源。风能和太阳能产生的电力不能完全由电网承担。如果继续增加风能和太阳能，大规模储能的问题无法解决，只能丢弃更多。

中国弃光弃风有两个原因。一是技术因素，即太阳能和风能无法预测。不到15%的电网能容纳，但超过15%的不能容纳。这是一个很大的技术问题，现在还很难解决；二是机制因素，地方保护主义的存在可能使地方政府出于各种原因停止使用风电、光伏发电和水电。这个机制可以用u

第二个误解是，人们认为有一种神奇的大规模储能技术，如果储能技术进步，风能和太阳能完全可以取代火电。这个假设太大了，因为铅酸电池发明100多年以来，人类在储能的研发上花费了上千亿美元，可以从铅酸电池的90 kWh/m3提升到如今特斯拉的260 kWh/m3，电池的能量密度并没有发生根本性的改变。要知道，汽油是8600千瓦时/立方米。同时，到目前为止，大规模GW(十亿瓦装机容量)级别最便宜的储能是100多年前发明的抽水蓄能技术。

科技上的突破不是不可能，但只有发现了才能知道。今天无法预测明天的发现。我经常举一个例子。枪支是在火药发明近1000年后发明的。枪的机械原理其实很简单，但是如果你说火药发明之后，就可以预测肯定会发明枪，那就错了。这提醒我们，在制定任何战略时，我们都不应该假设，如果未来有突破，我们可以做任何事情。我们的战略必须基于现有的、成熟的和现实的技术路线。

不同行业的进步是不一样的。计算机行业有摩尔定律，这几年发展很快。但能源行业尚未找到类似摩尔定律的定律，必须以现实可行的路线推进“碳中和”。

一个笑话是，比尔盖茨告诉波音公司的总裁，如果飞机工业的技术进步像计算机一样快，那么每个人都可以飞行而不是驾驶。波音公司总裁说，如果我的技术和你的一样，世界上就没人敢飞了，因为那时候电脑很容易死机。所以不要以为某个行业发展很快，其他行业都一样。能源行业是一个不断砸钱但技术进步缓慢的行业。未来储能技术肯定会有新的发明。我们鼓励储能技术的创新和发展。然而，我们在制定战略目标时必须小心谨慎。当没有发明的时候，我们不应该先假设这件事存在。

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第三个误区，有些人认为我们可以把二氧化碳转化成各种各样的化学品，比如保鲜膜、化妆品等等。这些要能转化、能赚钱，可以去干，但是这些解决不了二氧化碳的问题。粗略估算，一个三口之家一年平均排放碳22吨，但什么产品一个家庭一年也消耗不了20多吨。

另一方面，全世界只有大约13%的石油就生产了我们所有的石化产品，剩下的大约87%的石油都是被烧掉的。如果把全世界的化学品都用二氧化碳来造，也只是解决13%的碳中和问题。所以说，从规模上二氧化碳制成化学品并不具备减碳价值。二氧化碳转化为其他化学品对减碳的贡献是相当有限的。

所以说，把二氧化碳转化成任何化学品，如果能赚钱那可以去干，但挣不了钱就别打着“碳中和”的概念来拿国家的补贴。讲这个话我可能会得罪很多人，特别是企业界的人。但我们科学家要讲事实，拿数字说话。我也参加过很多关于碳中和的论坛，很多时候甚至有些经济学家在讲的时候，没有数字的概念，只有一个粗概，说这样可以减碳、那样可以减碳，但是对减多少没有概念。这个也不能怪他们，隔行如隔山。

第四个误区，是说可以大量地捕集和利用二氧化碳。利用CCUS技术，把生产过程排放的二氧化碳进行捕获提纯，再投入到新的生产过程中进行循环再利用或封存。理论上能够实现二氧化碳的大规模捕集。现在大家说在电厂把二氧化碳分离，分离完以后打到地下可以做驱油和埋藏等等其他的作用。那么我们看看，未来十年，中国整个二氧化碳驱油消耗量大概是600多万吨，我们一年的排放是103亿吨。而且驱油这个阶段是一部分二氧化碳进到地里，还有一部分会跟着油出来，它不是一个完全的埋藏。

把碳打到地下埋藏，我回国前在GE曾经做过这个事情。把煤和水、氧转成氢气和二氧化碳，氢气燃烧发电产生水蒸气，二氧化碳就打到地底下。我们做了示范工程，前后花了28亿美元，有上百名博士参与，用了7年的时间，这个示范具有环境方面的意义，并且工厂在美国运行至今，但是不具备经济性。我们做完这个项目以后，发现这是GE创立以来最复杂的一套工业系统。别看全GE可以生产的包括飞机发动机、医疗器械、核磁共振、CT等等这些，包括三峡水利工程的设备和青藏线的火车头等等，但是GE成立以来最复杂的一套系统就是我们当时做的“零污染火电厂”，不过这个成本太高了。

我回国之前和当时的GE总经理交流，他在一次演讲中也提到今后通过煤炭零污染的火电厂解决二氧化碳的问题，但是讲完就下来跟我说，别看我在会上那么讲，真正要去做还不如干核能，核能比零污染火电厂便宜多了。当然，那会儿福岛核电站事故还没有发生，核能可以做。法国现在将近70%都是核能，做了几十年了。但是福岛核电站泄漏事故之后，全世界都在提高核能的安全系数，这个安全系数到后期每提高一点，成本就增加很多。

碳中和不光是一个技术问题，更是经济和社会平衡发展的综合性问题。现在在电厂把二氧化碳分离，分离完以后打到地下可以做驱油和埋藏这条路，在可以驱油的地方可以改，还有一点经济效益，我国新疆等地已经有类似的二氧化碳驱油工程。这块的成本是把二氧化碳分离出来的成本，我们算过，假设打下去的成本为30美元一吨，其中20美元是把二氧化碳从整个尾气里面分离出来成为纯二氧化碳，5美元是输送，另外5美元是把它压缩到地底下。分离是核心，成本也最大。在目前的技术手段下，靠CCUS利用来处理的成本很高，作用也是有限的，当然这也可能是实现碳中和的保底技术。

实际上，我刚刚讲的每一件事，比如风能、太阳能都对碳中和有贡献，我们每一个都应该去做，但是今天的技术你再怎么做，对碳中和的贡献是有限的。当然，这不是说让大家不去做，我们每一个人能够努力的都去努力，毕竟积少成多。

第五个误区是认为通过提高能效可以显著降低工业流程、产品使用中的碳排放，就可以实现碳中和。能效永远要提高，提高能效也很对，也是世界上成本最低的减碳路线。但是我经常问一句话，加入WTO这二十年来，我们国家的能效提高了还是降低了？我们能效提高了很多，但是碳排放的总量是增加了还是减少了？增加得更多。我记得2000年中国的石油消耗大概是2点几亿吨，2010年大概是4亿吨，到去年是7.5亿吨。

我是做能源的，从能源的数据变化可以看到整个社会的变化。我们加入WTO之前有一个很重要的数字，中国的煤产量大概是12亿吨，基本上自产自销，出口有一点，但很少。结果到2012年短短12年的时间，从12亿吨飙升到36亿吨，这是一个天量，当然也伴随着碳排放。这该怎么解读？唯一的解读是加入WTO，世界的市场向中国开放了。当然，这一期间我们大量的房地产建设也是一个因素。煤的耗量表示电的耗量，电的耗量表示工业化的程度。这期间能效肯定提高了很多，但是单凭能效也难以解决碳中和的问题。因此，提高能效是减碳的重要手段，但只要仍然在使用化石能源，提高能效对碳中和的贡献也是非常有限的，提高能效确实是成本最低的减低碳排放的方式，也是最应该优先做的，但是有一个现实的考量就是不能光靠能效提高就能够达到碳中和。

第六个误区是认为电动车可以降低碳排放。前段时间，我在网易公开课上讲《电动车和氢能的历史与未来》，全国大概有十几万人观看，很多领导看完以后跟我讨论这个问题：为什么我们要发展电动车？很简单，主要是因为中国的石油不够，我们石油73%靠进口；还有就是雾霾的问题。

我们石油不够，寄望于我们的多余的发电能力，这样发展电动车是有好处的。因为电厂正常一年8760小时，但我们实际使用不到4千小时，这是资产的巨大浪费。而且毕竟电动车可以让局部的污染降下来，比如东部地区的用电很多是在西部新疆等地发的，污染在西部新疆等地排放，不在东部地区排放。但是，在全生命周期的碳排放分析看来，对全球气候变化并没有什么影响。

为什么靠电动车不能完全解决碳中和的问题？只有中国的能源结构彻底改变以后，电动车才能算得上清洁能源，也才有可能做到碳中和。如果能源结构不改变，电网67%的还是煤电，那电动车的盲目扩张是在增加碳排放，而不是减少碳排放，这个你们去算一下就知道了。只有能源结构和电网里大部分是可再生能源构成的时候，电动车才能算得上清洁能源。

大家老在谈一个问题，说假设马六甲海峡封了以后我们能源安全的问题怎么解决？但是这个东西你要仔细考虑，靠电网是解决不了的。因为电网在现代战争中是最脆弱的东西。石油可以到处分布，可以分一万个点去藏，炸了一个油库，其他的还可以用。但一个城市的电网只有一个配电中心站，电网的安全也非常重要。

有的时候，能源政策和碳排放的政策不能因为假设战争发生，别人打我，就不顾成本干一些高成本东西。第一，打仗是小概率事件，第二，真正到那会儿是靠一个国家的制海权、制空权等综合能力，而不是说靠一个电动车就能够解决问题的。

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