劉科：碳中和的核心就是第一降低排放，第二增加碳匯，即讓更多空氣中的CO2通過光合作用減低。

中國經過了100多年的工業化，到2001年，中國煤產量僅為13億噸。到2013年，僅13年的時間就增加至39億噸。12年時間中國能源消耗翻了三倍，這個數字是驚人的。這期間中國的能效也大大提高，但碳排放增加3倍以上，能效永遠要提高，這也是成本最低的碳減排路線， 但提高能效對碳中和的貢獻是非常有限的。

其主要原因是2001年中國加入WTO，中國成為世界工廠，能源消耗猛增。同時，這一時期大量的房地產及基礎設施的建設也刺激了煤炭消費，鋼筋水泥都需要消耗大量煤炭。

這期間，能效提高了很多，但單憑能效也難以解決碳中和問題。中國是原料和市場兩頭在外的經濟，二氧化碳不能都算到生產國頭上。

碳中和不等於不排碳，先立後破，經濟開放對中國依然重要，經濟不能一腳剎車。

極派Daily：碳中和的根本出路，是用非排碳能源代替排碳能源嗎？

劉科：是的；從非排碳發電技術來看，只有風能、太陽能、核電和水電規模足夠大。水電受地域的影響，能建的地方有限；核電有泄漏的隱憂，而風能和太陽能最大的問題是不穩定。社會需要一定規模的穩定能源，也就是base load（基底負荷）。

中國的風能、太陽能已經發展了40多年，輸到東部的電僅相當於大約2億噸標準煤的發電量，占火電的總發電量的12.5%左右，即使這樣目前西部棄風、棄電已比較嚴重。為什麼呢？

棄光棄風有兩個原因，其一政策原因，可再生能源再好，但不能算我的GDP，地方保護主義寧肯用自己的火電也不用外省調來的可再生能源。這一問題隨著中央對碳排放的重視，應該可以解決；其二是技術原因，因為電網只能容納約15%左右的非穩定電源，波動性的能量輸入是一種衝擊。

如果繼續增加風能、太陽能的同時，大規模儲能問題解決不了，有時為了保障電網的安全，只能棄光棄風。

極派Daily：目前的儲能技術能否解決這個問題？

劉科：西部太陽能電最便宜的每度1毛4分8，其中包括3分錢的資源稅，實際成本只有1毛1分8。沙特日照時間長，太陽能每度甚至低至1美分。太陽能發電早已大規模產業化，成本已經足夠低，降成本研究只能是錦上添花。

國家有峰谷電價的差價政策，以珠三角為例，谷電0.3元，峰電1.3元，中間有1元的差價利潤，遠大於太陽能發電的成本，如果有便宜成熟的大規模儲能技術，谷電時儲，峰電時賣，幾個寧德時代不就出來了嗎？沒人去做，就是因為目前技術都是紙上談兵，大規模儲能的成本降不下來。

因此碳中和的核心是儲能，如果技術有突破，市場很大，示範出來，資本會追著這些項目的。儲能問題解決了，碳中和才能實現。

極派Daily：埃隆·馬斯克夢想「用電池給全世界供電」，曾宣稱，「我可以通過電動汽車的電池儲存所有的能源」，您怎麼看？

劉科：這是一種很好的願景，但馬斯克畢竟不是搞能源的，他的願景就是以後電動車就變成儲能器了。白天有太陽的時候拿汽車儲，晚上沒太陽的時候拿汽車放。

事實上，自鉛酸電池發明至今的百年來，人類已花費了數千億美元研發經費研究電池儲能。從鉛酸電池的90千瓦時/立方米增加到今天特斯拉的300-500 千瓦時/立方米，電池的能量密度並沒有得到革命性的根本改變。汽油的能量密度則是8600千瓦時/立方米。至今，全世界一年電池產量儲的電不夠東京一天使用。

儲能和儲電是不同的概念，大規模電網級的儲電目前成本還是太高。

02

液體才是氫能最好的載體

極派Daily：如果在西部通過綠電制氫，實現能量的大規模時空轉移，這是一條理想的路徑嗎?

劉科：這一願景很美好，但世界上最長的輸氫管道不過兩百多公里，天然氣摻氫可以遠距離輸送，但氣體分離成本高。如果用汽車或火車運輸，氫氣的儲運成本太高，每公斤85-115元，目前不具備成本優勢。

從2002年到2004年，我曾連續三屆擔任美國氫能與燃料電池峰會主席。美國從上世紀90年代至今，花了幾百億美元用於燃料電池的研發。我記得小布希總統在2003年的國情咨文演講時說，美國能源部花多少億美金開發氫燃料電池汽車，15年後每一個美國人開的車後邊排放的都是水蒸氣。

現在，已經是2022年了，達到了沒有？沒有。為什麼，氫氣的儲運及到處布加氫站的建設成本都太高；加氫站和氫燃料電池汽車用有先有雞還是先有蛋的問題無法破解。

燃料電池是個好技術，利用電化學發電，發電效率是內燃機的2-3倍，但要解決的是氫能的儲運問題。

不是說氫能沒有前景，從根本上講，氫氣不適合於作為大眾化的能源載體。

極派Daily：據了解，日本、澳大利亞等國均已在積極布局「氨經濟」，氨是否可以成為解決氫能儲運難題的關鍵技術?

劉科：氨作為氫能載體是一個選項。氨路線不是一個新想法，二三十年前在國外早就評估過。

氨的儲氫密度為17.6%，液氨的體積儲氫密度是液氫的1.5倍。氨分解只產生氫氣和氮氣，不含有一氧化碳，只有沒反應完的氨需凈化一下。

氨的缺點主要有三點：一是味道非常刺鼻，在密閉空間內，稍有泄漏，消費者就很難接受。

二是氨有毒，超過一定濃度致死，在人口密度大的地方，泄漏後需要封路排空。三是氨在常溫常壓下，不是液體，液體才是氫能最好的能源載體。

極派Daily：為什麼說液體才是氫能最好的能源載體？

劉科：能源載體有四個判據，一是能量密度尤其是體積能量密度大，二是在陸上可管道輸送，三是海上可便宜的跨海輸送，四是可以長期儲存，現在增加一個，排碳少。

液體每立方米的能量密度最大，氫氣在常壓下只有3.2 千瓦時/立方米，而液體的甲醇是4300 千瓦時/立方米，汽油8600 千瓦時/立方米，柴油是9600千瓦時/立方米。例如，加拿大有些滑雪地非常偏僻，拉電網成本太高。冬天拉一大罐柴油供暖，一大罐汽油開車就夠了，而拉電池或氫氣去都不是選項。

至於輸送成本，我曾在一次能源討論會上，問大家一個問題，假設每升7元的汽油是從休斯敦煉油廠用船拉到深圳鹽田港，每升的運費是多少錢？

我說7分錢不到，沒人相信，但一算就明白了。船運液體時，使用泵和管道就能裝卸，基本不需要人工，路上耗費的就是船的油錢和折舊費，現在一條大船可以拉30萬噸，按汽油比重算，接近4億升，如果一升一毛錢就是4000萬元；跑一趟油錢根本沒有這麼多。

這就是為什麼全球石油產地有限，但世界任何一個角落都可以很方便地加油開車的最根本的原因之一。液體在儲運上有很多好處，而且可以長期儲存，而且拉一車可以用很久。

03

綠色甲醇：風光以綠色液體儲存

極派Daily：您看來，氫能最好的液體載體是什麼？

劉科：在常溫常壓下是液體的物質。目前的技術下甲醇可能是最好的儲氫的載體之一。甲醇在常溫常壓下是液體，礦泉水瓶子就可以裝。它的能量密度4300千瓦時/立方米，而鋰電池能量密度為300-500千瓦時/立方米。

甲醇是含氫量高達12.5%的液體，可以通過重整技術製成氫氣。甲醇在常溫常壓下是液體，安全等級和汽油相近，並且在零下60多度也不會結冰。

甲醇可以通過罐車、管道高效率的輸送。在中國西氣東輸管道已經建成，成本中比例較大的土地費用已經支付，相同的能量密度下，甲醇只需要一條直徑比天然氣輸氣管小的多的管道即可長距離輸送。我國西部高，東部低，水往低處流，像水和酒精一樣的甲醇液體輸送成本遠低於氣體輸送。

按照市場價格，到燃料電池前，甲醇制氫的成本是每公斤15元。

極派Daily：甲醇制氫過程中會產生一氧化碳，對燃料電池催化劑會造成毒害，因此甲醇制氫還需要搭配氫氣純化設備，這也導致了成本上升和應用範圍受限，您是否認同這一觀點，如何解決?

劉科：甲醇制氫產生一氧化碳的問題，已經解決了。廣東有多個山頂的5G基站就是以甲醇-水重整制氫發電作為供能系統，給基站供電了好幾年，非常穩定。

因為在山頂上，通過市電拉線到基站成本高昂。四台2.5千瓦的綠色甲醇分布式供能系統就足夠滿足一座5G基站的用電需求。每隔幾個月拉一車甲醇就可滿足其用電需求。

綠色甲醇指的是，在生產過程將太陽能和風能這類綠電以甲醇化學能的方式儲存下來，而且甲醇生產工藝及公用工程基本不排放二氧化碳。

綠色甲醇製備路線，主要特徵在於，使用太陽能和風能電解水產生綠氫和綠氧，精簡掉了空分和水氣變換工藝單元，傳統甲醇生產設施只需進行改造翻新即可用於製取綠色甲醇。

04

盲目追求零碳排放是錯誤的

極派Daily：「甲醇作為綠氫載體只能降低單位能源使用的碳排放量，不能實現零碳過程」，您如何看待這種說法？

劉科：追求零碳是錯誤的，做不到，也沒必要。

減碳的目的是為了阻止全球氣候變暖，是要把二氧化碳排放降低到一定水平而不是追求「零碳」。

這個世界上的二氧化碳不能太多，但沒有二氧化碳也不行，我們呼吸的氧氣和吃的食品都需要二氧化碳光合作用生成。因此，生態環境需要有一定量的二氧化碳。

二氧化碳分子一旦形成後，靠人為的轉化都是得不償失的。目前全球運行的CCS設施每年僅可捕集和永久封存約幾百萬噸二氧化碳。中國CCUS技術發展較快，每年二氧化碳捕集量約為170萬噸。但在數以億噸計的碳排放前，CCS與CCUS的作用都是有限的。

如果有一種技術能夠減排70-80%，碳中和就能夠實現了。減排增匯，沙漠綠化，鹽鹼地治理，排出的碳和光合作用吸回的碳就大體平衡了。

極派Daily：綠色甲醇有哪些應用場景？甲醇汽車與電動車在減排方面如何比較？

劉科：有了綠色甲醇，即使使用內燃機也是綠色的。

第一，吉利等生產的甲醇內燃機車技術已相當成熟，今天西安、貴陽等十幾個城市的公共汽車、營運車都使用甲醇作為燃料，開了好幾年，沒有任何問題。第二，可以做綠色醇-電混合動力，汽車的碳排放就大幅度降低，吉利全球首款醇電混動轎車近日已發布。第三，通過車載甲醇在線制氫，氫氣通過燃料電池發電，1升甲醇制氫氣量是1升液氫的兩倍。

電動車可以減碳，但前提條件是電網中的電大部分應該是非化石能源生產的。如果能源結構不改變，電網中的電仍然大部分是靠煤發的，表面上是電開車，從全生命周期看實際上是靠煤開車，電動車對減碳的貢獻是非常有限的；所以減碳的核心是要在能源的源頭綠色化。

極派Daily：綠色甲醇是否有望大規模推廣？

劉科：綠色甲醇屬於未來，歐洲的碳稅是每噸90多歐元，這就是為什麼歐洲的船公司希望進口綠色甲醇。燒柴油的話，每天大量的二氧化碳排放，船公司就沒有利潤可言了。如果真要實現碳中和，全球碳稅早晚會拉平，綠色甲醇可作為未來的儲備技術。

在碳稅較低時，即使用天然氣等制甲醇排放也比柴油乾淨很多，先在基礎設施和應用端布局甲醇經濟；一代甲醇的基礎設施可供內燃機，醇-電混合動力及未來的車載甲醇制氫的燃料電池三代汽車的使用；先布局甲醇的基礎設施和應用端的推廣，等碳稅上去後，逐漸用綠色甲醇取代化石能源製造的甲醇，這是實現碳中和成本最低的路徑之一。

歐洲最大的船運公司馬斯基已訂製了26條綠色甲醇為動力的大船，隨著全球對碳中和的重視在汽車及分布式熱電聯供等領域利用綠色甲醇也只是時間問題 。

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