“為了加速減少碳排放,早日實現(xiàn)碳中和,各國正在加緊部署清潔能源,對此有包括使用新能源車,光伏、潮汐等各類清潔能源和可再生能源等在內(nèi)的不同舉措。這將根本改變以內(nèi)燃機和石油為基礎的工業(yè)格局。另外,這些技術突破毫無疑問將對全球能源格局帶來新變化”
11月2日,在“世界頂尖科學家碳大會:未來能源發(fā)展”圓桌論壇上,2018年埃尼前沿能源獎得主王中林以人類探求新能源的意義為開場白,與2019年諾貝爾化學獎得主斯坦利·惠廷厄姆、2018年埃尼先進環(huán)境解決方案獎得主李相燁、2006年美國物理學會詹姆斯·C·麥高第新材科獎得主戴宏杰、羅蘭貝格全球管理委員會聯(lián)席總裁戴璞,共同探討新能源的可能性和未來。
該分論壇由王中林主持,以下是問答:
第一個問題:為了解決全球氣候變暖的問題,需要各種新的綠色技術,比如風能、氫能、生物能和電池技術,哪一項技術潛力最大,前景最好?
斯坦利·惠廷厄姆:沒有一項技術可以單獨作戰(zhàn),我們需要不同的技術,需要儲能、太陽能、潮汐能,我沒有辦法選擇某一項技術,我也沒有辦法說哪一項技術更重要。
戴宏杰:我同意斯坦利·惠廷厄姆教授的觀點。我們剛剛都沒有談到的一點是與二氧化碳相關的技術,目前對于二氧化碳的捕獲也有很多的研究在進行中,希望能夠最終減少二氧化碳的排放,并且把二氧化碳重新捕獲到地表上。
李相燁:不同的能源形式都是我們所需要的,優(yōu)化能源的混合是非常重要的。我們需要不同的能源系統(tǒng)、使用不同的能源系統(tǒng)、尋找不同的原材料。
第二個問題:除了清潔能源,我們還有化學合成等現(xiàn)有技術目前也在進行優(yōu)化和改進以減少二氧化碳的排放,比如說催化劑、納米技術、人工合成技術,目前這一方面是否有顯著進步?是否有新思路?
斯坦利·惠廷厄姆:目前已經(jīng)有不同的項目在研究如何減少對金屬的使用,比如說減少鈷等材料的使用。昨天有一位青年科學家,他有一些新點子,我覺得有很多可能性,即可以使用新材料代替碳作為還原劑,但這些新技術副產(chǎn)物可能會生成二氧化碳,這是一個問題。
王中林(追問):我們是否有足夠的鋰能源滿足未來的能源需求?
斯坦利·惠廷厄姆:沒有,接下來5到10年之后,鋰能源的消耗就會被殆盡,我們要考慮對鋰材料的循環(huán)利用,同時要找到不同的鋰材料,接下來鋰成本可能會上升。
李相燁:現(xiàn)在有很大的進展,包括基于生物的燃料,我們用不同的二甲酸來進行工程塑料的使用,使用大腸桿菌作為一個原材料來進行生物能源開發(fā),有的工藝價格已經(jīng)到可以和石油、天然氣來競爭了,一些工程塑料雖然還不能達到量產(chǎn)的程度,但已經(jīng)是一個很好的開始。
第三個問題:鋰電池已經(jīng)成熟了嗎?如何提高它的充電率以及能源密度?很多年前你們是如何開發(fā)鋰電池的,當時你在思考什么?你又是怎么說服其他人鋰電池可以為我們進行儲能的?
斯坦利·惠廷厄姆:我的研究領域一開始不是電池,但當時我們需要大量的能量,因為鋰可以儲存大量的能量,這樣我們才進入鋰電池研究的領域。同時,我們和能源公司合作,他們覺得2020年石油的消耗會達到峰值,所以開始和我們合作。
現(xiàn)在我們還有很多的加油站,我們希望能夠在未來有更多的充電站,可能未來我們的充電站也像現(xiàn)在的加油站一樣非常的便利,如果我們能夠更快的充電,我們可以推行更低的能源密度。
王中林(追問):對于電池,我們有些新聞標題說充電一分鐘就可以進行500公里的駕駛,這樣的新聞是真實的嗎?還是噱頭?我是質(zhì)疑的,我們有這么快的充電速度嗎?
斯坦利·惠廷厄姆:根本不可能充電一分鐘駕駛500公里。通過計算我們可以推導出這樣的新聞標題是非?;奶频?。
戴宏杰:尋找新的材料對于電池的開發(fā)非常重要,鋁電池在一定條件下可以充電,但它的容量不夠,關鍵是目前沒有真正好的正電來通過這個鋁電池。這已經(jīng)困擾我們很多年了,可以用鋁化物,但是要考慮能源密度、成本。
因為這些材料的成本非常高,2015年我們發(fā)表了一篇論文,之后也看到了這個領域有更多的論文探討鋁電池,但目前還沒有可以面世的成熟技術。我們可以找到新的周期元素來提高我們的能源密度,實際上,目前我們也探索出了新的元素,但成本仍然非常高。
第四個問題:未來能源的前景是什么樣的?這對于我們和子孫后代的生活有什么影響?我們實現(xiàn)這樣能源前景挑戰(zhàn)有哪些?有什么建議克服這些挑戰(zhàn)?
斯坦利·惠廷厄姆:這個挑戰(zhàn)和變化都是與電網(wǎng)相關的,電網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)很老了,不能夠處理我們的風能,要升級這個電網(wǎng),可能還需要新的技術。除了升級現(xiàn)有的電網(wǎng),還可以開發(fā)微電網(wǎng)。
戴璞:電網(wǎng)是一個關鍵,目前我們有中心式的發(fā)電廠和電網(wǎng)、可再生能源進入配電網(wǎng)絡分配給我們的消費者,但在接下來二三十年,我們不僅有中心式的發(fā)電,也會有去中心式的發(fā)電,需要我們要提高可再生能源的使用效率,以及更多儲能。
王中林:我總結一下,首先基礎研究非常重要,政府需要投入更多資金來開發(fā)基礎科學,還有鼓勵更多的學生進入能源領域幫助我們解決問題;其次,我們需要以一個開放式的思維來面向未來,有些技術可能還不太成熟,但是幾年以后也許可以成熟,對于顛覆性的技術保持開放的態(tài)度;再者,未來我們不僅要依賴大電網(wǎng),還要開發(fā)微電網(wǎng)、分布式電網(wǎng)。
最后一點也是非常重要的一點,科學沒有國界,我們需要通過各國的合作來解決人類共同面臨的問題。
(文章來源:澎湃新聞)