刘院士：很多经济学家都搞错了，“碳达峰”“碳中和”不是他们理 解的样子，他们没有数字的概念 中国企业报2021-09-0618:26 放压刀 皖士报告厅 口中国2 科技创 中国 2021年7月15日上午，国际知名的能源专家、澳大利亚国家工程院外籍院士、南方科技大学 创新创业学院院长刘科做客科技创新院士报告厅，围绕“碳中和误区及其现实路径“做了精彩演 讲，在业内引起广泛关注.
以下内容根据刘科院士的演讲速记整理，经本人修订发布.
原标题为《碳中和误区及其现实 路径》.
尊敬的各位领导、各位嘉宾，很高兴今天有机会来跟在座的各位分享碳中和相关的 内容.
我自己曾在海外工作过二十多年，之前在GE、UTC、埃克森-美孚等单位工作， 2009年回国.
回来以后第一份工作就是参与筹建北京低碳清洁能源研究所（现国家 能源集团北京低碳清洁能源研究院），并且担任副所长和首席技术官.
再后来，我 决定出来做一些自已的事情.
当时，南方科技大学前校长陈十一院士邀请我去南方科 技大学，就这样几年前我就来到了深圳.
来到南科大后我担任了创新创业学院院长和清洁能源研究院院长，因为我一直在研 究低碳和能源的事情，所以借着这个时间，今天跟大家讲一下碳中和的一些内容.
碳中和近期很热，大家都在谈，但真正对这一方面有全面理解的人不多.
有一次我 碰到一个朋友，他说我们现在专门在研究将来怎么去计量各个单位、各家公司的二 氧化碳排放，这是一个大产业.
我说他是劳民伤财.
其实一方面，碳中和是一个宏 观的问题；另一方面，看一个城市，比如深圳的的碳排，只要看一年耗多少万吨煤 炭，耗多少万吨天然气，耗多少万吨油，每一个乘一个系数，再加上耗电量导致的 发电端的碳排放，这个城市二氧化碳的排放的总量就可估算出来了，这样算出来的 碳排放量基本上占实际排放量的92%左右，其它如秸秆，沼气及垃圾燃烧等只占 8%左右.
所以，今天我先给大家谈一下一些数据和事实.
据统计，2020年，我们中国二氧化碳排放大约103亿吨（报道数据是102亿吨到 108亿吨，我选其它文献中也用的103亿吨这个中间的数字），其中，煤炭、石 油、天然气排放达到95亿吨，另外一部分是各种小的，比如沼气、生物质，还有一 些其他的排放.
所以，约92%的CO2排放是以上煤炭、石油、天然气这三种化石能 源燃烧产生的.
衡量任何一家公司、任何一家单位、任何一个系统，把这三个算准 就可以了.
国家对这三个都有统计数据，不需要额外再计量CO2排放量.
2020 年，中国的总煤耗量大约36亿吨，折算成标准煤大约28亿吨，每吨标准煤再乘以一 个系数就可以得出，煤炭一年大约排放73.5亿吨二氧化碳.
2020年，中国的石油 消耗7亿多吨，折成标准煤约9亿吨，排放二氧化碳15.4亿吨：天然气消耗量折成标 煤是4亿吨的样子，排放二氧化碳6亿吨；三个加起来是95亿吨.
103亿吨除以14亿 人口，人均大概7.4吨，一个三口之家每年平均排放22吨二氧化碳，这是一个天量 的数字.
怎么说呢？
如果把二氧化碳转化成一种产品，22吨原料就要生产22吨产 品，不管什么产品，哪一个家庭一年能消耗得了22吨这么多呢？
关于碳中和，最怕光讲概念不讲数字，作为一个科学家，我今天主要跟大家分享一 些数字.
大家都说每天用空调、开车等等都与碳有关系，每一个人、每一小步节 能，都可以为碳中和做出一点贡献，但完成碳中和这个任务还是非常艰巨的，而且 是一个漫长的过程，这也是为什么习总书记提出到2030才达峰，2060才中和，而
不是现在.
改革开放40年，中国发生了翻天覆地的变化，相信在习总书记的领导 下，未来40年我们肯定实现碳中和的宏伟目标；但短期内我们还缺不了化石能源.
尽管风能、太阳能、CO2转化为化学品、CCS、CCUS，提高能效都会对减碳有些 贡献，都值得去鼓励探索和实施，但对目前天量排放的CO2，近期内减低的比例是 相当有限的.
在这种情况下我们怎么才能在对经济影响最小的前提下，实现碳中 和？
碳中和的现实路径有哪些，这是我希望跟大家进一步探讨的.
n1 关于碳中和的误区 碳中和是一个非常复杂的系统工程，需要通过多种技术渠道及各种努力去减碳；每 个行业对自己的减碳路线都有所强调，但对其他行业的减碳路径及各种路径对减碳 贡献的量不是很清晰，大众对碳中和的挑战及认知有一定局限，存在以下几个误 区，需要用数据来说明： 第一个误区是认为风能和太阳能比火电都便宜了，因此太阳能和风能完全可以取代 火电实现碳中和.
这句话只对了1/5到176.
因为一年有8760小时，而中国的太阳 能每年发电小时数因地而异，在1100小时到2000多小时之间不等，超过2000多小 时的区域不多，全国平均大约在1450-1750小时左右.
也就是说太阳能大约在1/6 -1/5的时间段比火电便宜；而在其他5/6-4/5的时间段，如果要储电，其成本会远 远高于火电.
风能每年发电的时间比太阳能略微长一点，大约是2000小时左右，但 电是需要24小时供的，不能说一个电厂一年只供一两千小时，因为我们用电不能说 有太阳有风的时候用电，没太阳、没风的时候就停电.
太阳能和风能是便宜了，但 最大的问题是非稳定供电.
不可否认，中国的风能和太阳能发展了将近四十年确实发展很大，取得非常大的成 绩，我们给这个领域做出贡献的科学家、工程师必须致以崇高的敬意.
但是发展了 四十年到今天，尽管风能、太阳能增量巨大，可与煤电相比仍然相当有限.
以2019 年为例，全国的风能和太阳能加起来发电总量相当于约1.92亿吨标准煤的发电量， 也就是说，上网的风能和太阳能发电总量大约只能取代煤炭发电的12.5%左右.
多的电池产能仅能满足东京全市停电3天的电能.
如果说我们有4/5的时间或者5/6 的时间要靠电池储电，这是不可想象的.
况且，这个世界也没有那么多的钻和锂， 没法让我们造那么多的电池.
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%的非稳定电源.
风能、太阳能发出来的电，电网没法全部承受.
如 果继续增加风能、太阳能的同时，大规模储能问题解决不了，只能废弃更多.
弃光弃风在中国有两方面的原因，一是技术因素，就是因为太阳能、风能是没办法 预测的，电网小于15%可以容纳，多于15%容纳不了，随着智能电网的发展，这个 比例会有所上升，但仍然需要时间：二是机制因素，地方保护主义的存在可能会让 地方出于对当地GDP的考虑，宁可用当地的火电，也因各种原因不用风电、光电、 水电.
机制问题在中央大力推动”碳中和"的背景下是可以解决的，但技术问题解决 依赖于科学和技术的发展，这个发展过程是难以预测的，仍然需要时间.
因此，太阳能和风能需要大力发展，但在储电成本仍然很高的当前，在可见的未来 仍然无法完全取代化石能源发电.
第二个误区是人们以为有个魔术般的大规模储电技术，认为如果储能技术进步，风 能和太阳能就能彻底取代火电.
这个假设太大了，因为自铅酸电池发明至今一百多 年来，人类花了数干亿美元的研发经费研究储能，可从铅酸电池的90干瓦时/立方 米增加到今天特斯拉的260干瓦时/立方米，电池的能量密度并没有得到革命性的根 本的改变.
要知道，汽油是8600千瓦时/立方米.
同时，迄今大规模GW（十亿瓦 特发电装机容量）级的储电最便宜的还是100多年前就被发明的抽水蓄能技术.
科学技术的突破不是没有可能，但是只有发现了才能知道发现了.
今天无法预测明 关的发现.
我经常举一个例子，火药发明之后近一千年才有枪的发明.
枪的原理一 旦明白后，其实很简单，但是你要说火药发明后就可以预测很快会发明枪，那就错 得离谱了.
有了火药后，不能当时就假设我们很快会发明枪，很快就可以统治世界 这个假设太大了.
这只是个比喻，不过能够很好地提醒我们在制定任何战略时，干 万不要用尚未发生的突破和假设去决定可以做什么事.
过去我们的科技水平整体落 后于西方，一张白纸可以借鉴已验证的技术路线去结合我国发展需求描绘科技发展 战略.
但如今很多领域我们已经实现并跑甚至是领跑，这种情况下制定战略一定要 充分论证.
我们制定战略一定是以已有的、证明的、现实的技术路线为基础.
不同行业的进步不一样，计算机行业有摩尔定律，这么多年确实发展得很快，但是 线来推进.
有一个笑话是，比尔盖茨跟波音公司总裁讲，假如飞机行业的技术进步跟计算机一 样快，那现在人人都可以不用开车，改为开私人飞机了.
波音公司的总裁说，假如 我的技术跟你一样的话，这个世界就没人敢坐飞机了，因为那个年代计算机动不动 就死机.
所以说，大家不要认为某一个行业发展很快，其他行业就都一样能够 快速发展.
能源行业本身就是一个不断地砸钱但技术进步缓慢的行业.
未来储能技 术肯定会有新发明与突破，我们鼓励储能技术的创新与发展，但制定战略时，要以 今天已经被大规模证明的技术为基础，没证明技术突破不能先假设这个技术肯定会 有突破.
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，但是这些没法从根本上解决 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，据估算全世界只有大约13%的石油就生产了我们的石化产品，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%的石油排碳的碳中和问题.
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，但我们科学 家要讲事实，掌数字说话.
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（碳捕集、利用与 封存技术）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.
我看到一个数字，近年，中国整个二氧化碳驱油消耗量大概是每年几百万吨CO2耗 量，与我们一年的排放是103亿吨CO2总量是非常有限的.
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曾经研究过这个事情.
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.
当时我们做了示范工