2022年3月25-27日,中國電動汽車百人會論壇(2022)正式召開。會議以“迎接新能源汽車市場化發(fā)展新階段”為主題,就新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展、雙碳目標、氣候變化、供應鏈調(diào)整、信息技術與智能技術深度應用、人類出行方式變革、大國競爭與合作等諸多挑戰(zhàn)和機遇等話題展開深度研討。
在27日下午舉辦的以“氫能邁向規(guī)模示范新階段”為主題的氫能產(chǎn)業(yè)論壇中,中國工程院院士陳清泉圍繞主題發(fā)表了演講,主要觀點如下:
1.我國化石能源只能打減量牌,我們必須要提高可再生能源的利用率,如太陽能、風能、水力能;
2.可再生能源需要儲能來解決穩(wěn)定供應問題,氫能可以解決大規(guī)模電力的儲存問題;
3.我國質(zhì)子交換膜關鍵材料技術和大型化方面還是有短板,低成本技術仍然未解決,產(chǎn)業(yè)化速度應該盡快提升;
4.緊緊依靠技術不能夠解決復雜的問題和迎接新的挑戰(zhàn),必須將人文世界、物理世界、信息世界深度地融合。
以下為演講實錄:
各位領導,各位專家,各位朋友,我今天很高興在“2022中國電動汽車百人會論壇—氫能論壇”和大家交流,我今天和大家交流的目的是“氫能和四網(wǎng)四流融合推進雙碳目標”,我交流的內(nèi)容可以分為三個目標:
第一個,講講“雙碳”目標;
第二個,講一講氫能在我國未來能源中的重要地位;
第三個,講一講我提倡的“四網(wǎng)四流”。這里的“四網(wǎng)”就是能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、交通網(wǎng)、人文網(wǎng)。這里的“四流”就是能源流、信息流、物質(zhì)流、價值流。我們通過“四網(wǎng)四流”融合,可以更好地推進碳中和,促進數(shù)字經(jīng)濟。
第一個題目,“雙碳”目標。
在最近兩會上的政府報告提出來了碳達峰碳中和,要有序推進碳達峰碳中和的工作,落實碳達峰行動的方案,推動能源革命,確保能源供應,立足資源稟賦,堅持先立后破、通盤謀劃、推進能源低碳轉(zhuǎn)型。
《巴黎協(xié)定》代表了全球綠色低碳轉(zhuǎn)型的大方向,是保護地球家園需要采取的最低限度,各國必須邁出決定性的步伐。
這里來看看主要國家的二氧化碳排放量,我們排名第一,然后是美國、歐盟、印度和日本。
過去十年,全球溫室氣體排放以1.5%的速度增長。2018年,全球二氧化碳排放量375億噸,各種溫室氣體總排放553億噸二氧化碳當量。
全球已經(jīng)有132個國家和地區(qū)提出了實現(xiàn)碳中和的時間,發(fā)達國家多數(shù)是在2050年,也有幾個國家在這個之前。
看看歐盟在上世紀80年代就已經(jīng)碳達峰,美國在2007年達到碳達峰,日本2008年達到,而我們現(xiàn)在還要繼續(xù)往上,還沒有達到碳達峰,因為我們經(jīng)濟發(fā)展很快,所以我們要到2030年才達到碳達峰,到2060年碳中和,從碳達峰到碳中和的時間我們只有30年,而歐盟有70年,日本有40年。
我們要實現(xiàn)相應的溫控目標,到2030年全球溫室氣體排放量必須比現(xiàn)在各國公布的國家數(shù)據(jù)中心還要再減少,今年各國要給出比數(shù)據(jù)中心還要好的、還要更進步的目標,我們要力爭溫升保證2度,比較力爭不超過1.5度。
通過碳達峰碳中和也提高了我們的理念,我們積極應對氣候變化,不僅是為了規(guī)避氣候變化的風險,而且是為了提高我國經(jīng)濟增長的質(zhì)量和效益,破解資源、環(huán)境的約束,事關國家的全局和未來。
第二個題目,我講一講氫能在我國未來能源中的地位??梢钥闯?,它是越來越重要的地位。
氫能在我國未來的重要地位,習主席在2020年聯(lián)合國成立75周年會議上提出了碳達峰碳中和的目標,我們要力爭在2030年比2005年碳排放要下降65%,我們要有25%的非化石能源占比,要有12億千瓦的風光裝機,我們力爭2060年前實現(xiàn)碳中和,控制化石能源的總量,提高現(xiàn)有能源體系的效率,加快發(fā)展可再生能源替代,構建以新能源為主體的新型能源體系。
我國化石能源只能打減量牌,我們必須要提高可再生能源的利用率。在2018年,中國二氧化碳排放量達到了98.39億噸,占全球總排放量的29.69%,人均6.98噸,是全球人均碳排放量的1.6倍,所以我們必須大力提高可再生能源的利用率。
我國有豐富的可再生能源的資源,太陽能、風能、水力能。我國可再生能源稟賦相當于我國峰值能源需求總量的2.7倍,但需要儲能來解決穩(wěn)定供應問題,氫能可以解決大規(guī)模電力的儲存問題,也可以解決單一電網(wǎng)不能解決的冶金、化工行業(yè)的原料問題。
我們可以有兩條路線來制氫。第一個,通過太陽能、風能、通過光伏,來電解制氫,來氫氣儲存。第二個,通過種植植物、生物發(fā)酵乙醇,重整制氫。這兩條路線。
我國的氫能資源是非常豐富的。我國的氫氣資源,特別是工業(yè)副產(chǎn)氫,煤制氫產(chǎn)量占世界的1/3,但是它含有雜質(zhì)比較多,不能用于質(zhì)子交換膜燃料電池,但是基本上用于化工和石油工業(yè),燃料電池用量不到1%。主要原因是因為提純成本太高,工藝難度大,壓縮耗能高,導致最終的應用成本比較高。
在質(zhì)子交換膜制氫方面,我們國內(nèi)外都做了很多的大容量裝備,可以做到大型化,但是低成本技術仍然未解決。我國質(zhì)子交換膜關鍵材料技術和大型化方面還是有短板,產(chǎn)業(yè)化速度應該盡快提升。競爭日益激烈,必須加速。
在光伏電池方面,我們國家也取得了很大的進步。例如,國電投的光伏電池,效率可以達到25%,制氫成本可控。我們的量產(chǎn)效率達到了24.5%,達到世界領先水平,我們可以做到雙面發(fā)電,可以較單面電池多發(fā)電10%—30%。
這是在最近的冬奧會上我們國產(chǎn)的氫能車輛的運行情況,其中的燃料電池是由國電投來提供的,這是兩種車型的技術數(shù)據(jù)。
最后一個題目,我講一講“四網(wǎng)四流”融合推進碳中和、促進數(shù)字經(jīng)濟。
為什么我們要搞“四網(wǎng)四流”?去年12月份,由我牽頭發(fā)布了《四網(wǎng)四流產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展白皮書》,由中國電機工程學會、中國通信學會、國電投和華為一起發(fā)布,我們搞“四網(wǎng)四流”的中心核心就是能夠充分發(fā)揮數(shù)字經(jīng)濟,另外,充分發(fā)揮上層建筑跟經(jīng)濟基礎的關系。因為“四網(wǎng)”里面能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、交通網(wǎng)、人文網(wǎng)。人文網(wǎng)是上層建筑,而能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、交通網(wǎng)是經(jīng)濟基礎,上層建筑和經(jīng)濟基礎很好的互動。還有“四流”能源流、信息流、物質(zhì)流、價值流。通過這個可以做到能源和物質(zhì)和價值的耦合和交流。所以通過“四網(wǎng)四流”,第一,我們可以充分發(fā)揮數(shù)字經(jīng)濟的紅利。第二個,通過“四網(wǎng)四流”可以把沒有用的能源變成有用,同時促進碳中和。其中最主要的原因,因為我們做到了“人—機—物”的結(jié)合,所謂“人—機—物”,就是人文世界,“機”就是計算機,信息世界,和物理世界,就是人文世界、信息世界、物理世界的融合,產(chǎn)生智能。這就是說,我們通過人文世界、信息世界跟物理世界,我們通過數(shù)字孿生把數(shù)據(jù)變信息,再進一步通過融合孿生,在人文世界的幫助下我們進一步把信息變成知識。再通過人文世界的幫助,我們進一步把知識變成智能,就是通過認知卵生,使我們的知識可以自主學習,不斷地替代,變成智能。有了智能我們就可以有智能的能源,這個就是“四網(wǎng)四流”的幾個要素。
第一個,我剛才講了定義,就不再重復了。
這個機理是什么呢?通過融合以后,能夠達到耦合和設備的共享,提高網(wǎng)絡中能源和資源的效率,融合的關鍵是通過人文網(wǎng)將耦合中的動態(tài)因果關系、復雜邏輯關系搞清楚,這樣融合的效果就通過價值流來調(diào)整融合中的技術、產(chǎn)業(yè)、生態(tài)的演化,最后就產(chǎn)生提高經(jīng)濟效益,也提高環(huán)保效益。
“四網(wǎng)四流”的科學、哲學思想。它的哲學思想就是整體大于個體的總和,上層建筑和經(jīng)濟基礎的互動。它的科學理論,探索出能源、信息和人的行為的互動規(guī)律。而它的工程實踐,就是將能源技術和現(xiàn)代技術結(jié)合,開發(fā)了智能能源操作系統(tǒng),采用端邊云的結(jié)構,將能源體系和人工智能大數(shù)據(jù)結(jié)合,實現(xiàn)增值效益。
舉個例子來說。我們可以用“四網(wǎng)四流”的理念來破解四大矛盾,也就是化石能源和可再生能源,因為可再生能源是有不確定性的、隨機性的,還有集中能源和分布式能源的矛盾,一次能源和二次能源的矛盾,電力能源和化工能源。通過“四網(wǎng)四流”的融合,我們可以解決。
舉個案例來說。在能源里面有多種能源形態(tài),電力、氣、煤,我們把各種不同的能源形態(tài)耦合。比如說在發(fā)電當中,我們用風能、太陽能、燃氣、傳統(tǒng)的煤電,假如我們的風能、太陽能太多,因為它是間歇性的,風能、太陽能太多,電網(wǎng)不能接受,就拿來制氫,就是把能源流變成物質(zhì)流,需要的時候氫氣跟氧氣結(jié)合,就是通過燃料電池發(fā)電。在這個同時,在能源的生產(chǎn)和消費當中又產(chǎn)生二氧化碳,也產(chǎn)生氫氣,二氧化碳跟氫氣就變成和合成能源甲烷乙炔,實際上就是用氫氣來捕捉二氧化碳,同時能夠來促進電力能源和化工能源的矛盾。所以通過“四網(wǎng)四流”產(chǎn)生智能,產(chǎn)生智能以后,一方面我們能夠把沒有用的變成有用,另一方面我們來促進碳中和。氫氣在里面起著很重要的作用,因為氫氣具有能源和物質(zhì)的屬性,氫氣具有燃料和材料的屬性。所以能夠耦合電力能源和化工能源,能夠耦合能源流和物質(zhì)流。
“四網(wǎng)四流”有三個載體:第一個載體,我們要有區(qū)域的智能能源管控中心。第二個,電動汽車是載體,它是移動的,因為電動汽車是移動的能源、也是移動的儲能。第三個載體,是光伏的建筑。因為光伏的建筑它是固定的載體,在光伏建筑它是一個發(fā)電廠,并且這個發(fā)電多余的可以跟電網(wǎng)連接,可以制氫,可以給電動汽車充電。所以我們通過這三個載體,把電力網(wǎng)、能源網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)結(jié)合,從納米網(wǎng)一直可以連到區(qū)域網(wǎng)的國家電網(wǎng)。
我們通過“四網(wǎng)四流”可以將不同的能源形態(tài)(電力、氣、熱)通過數(shù)字化耦合優(yōu)化,將廢棄的能源轉(zhuǎn)化為有用,并來助推碳中和。
所以我再做個小結(jié)。也就是說通過“四網(wǎng)四流”我們可以全方位全力推動數(shù)字經(jīng)濟,發(fā)揮數(shù)字經(jīng)濟的紅利。我們所謂的能源網(wǎng),實際上就是把能源網(wǎng)跟信息網(wǎng)結(jié)合。所謂車聯(lián)網(wǎng),實際上就是把交通網(wǎng)、能源網(wǎng)、信息網(wǎng)結(jié)合。而我提出來的“四網(wǎng)四流”,將人文網(wǎng),就可以更好發(fā)展出氫氣,什么是人文網(wǎng)?人文網(wǎng)就是先進的思想、先進的法規(guī)、先進的政策,剛才我在那個圖里面講了,通過人文網(wǎng)我們可以更好地把數(shù)據(jù)變信息、信息變知識、知識變智能。
畢竟通過我提出來“四網(wǎng)四流”,也有助于推動第四次工業(yè)革命到第五次工業(yè)革命。我們回顧一下,第一次工業(yè)革命是蒸汽機的發(fā)現(xiàn),第二次工業(yè)革命是電力的發(fā)明,第三次工業(yè)革命是計算機的出現(xiàn)、數(shù)字革命,第四次工業(yè)革命很厲害,是人工智能,也因為它的影響力會超過前三次革命。但是光靠人工智能不夠,因為人工智能沒有加人文網(wǎng)的指導,人工智能也可以做破壞性的東西,所以要把人工智能要加上人文、要加上環(huán)境,這也就是第五次工業(yè)革命的主要內(nèi)容,就是我們現(xiàn)在正在從第四次工業(yè)革命演化到第五次工業(yè)革命。
歐盟也提出來歐盟工業(yè)5.0,歐盟工業(yè)5.0也就是以人為本、可持續(xù)、高韌性。而日本也提出來日本社會5.0,日本社會5.0是以人為本需要成為考慮的核心因素。
我最后做一個小結(jié)。上個世紀我們專注于物理世界的進步,本世紀初我們專注于網(wǎng)絡信息世界的發(fā)展和數(shù)字化的復興。網(wǎng)絡信息世界創(chuàng)造了新的價值,提高了我們的生產(chǎn)力,改變了我們的人際關系。但是我們要進一步顛覆性的思維,將物理世界、信息世界、人文世界深度融合,這樣我們可以更好地把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息、信息轉(zhuǎn)化為知識、知識轉(zhuǎn)化為智能,解決復雜問題。在現(xiàn)實世界中,緊緊依靠技術不能夠解決復雜的問題和迎接新的挑戰(zhàn),必須將人文世界、物理世界、信息世界深度地融合。
最后我還經(jīng)常用我提出來的“六個眼睛”和大家勉勵。因為眼睛的英文叫做“eye”,就是眼睛,我們要有六個眼睛,我有四個眼睛都不夠。
第一個,我們把眼睛放在前面,有前瞻性的思維。第二個,我們把眼睛放在后面,要吸取歷史教訓。第三個,我們把眼睛放在上面,要有中和思維。第四個,我們把眼睛放在腳底下,可以落地。第五個,我們把眼睛放在右邊,看看歐美國家。第六個,我們把眼睛放在左邊,看看日韓國家。無處不曉,無所不知。
眼睛的英文叫“eye”,所以第一個,我們要有Inspiration激情,有了激情我們有第二個Imagination想象力,有了想象力我們可以有第三個Innovation創(chuàng)新,但是不要忘記今天我特別強調(diào)的要集成、要融合Integration,“四網(wǎng)四流”就是深度的融合,然后我們要Implementation實現(xiàn),也需要投資Investment。
謝謝大家!
評論