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重庆专访 | 中国工程院院士潘复生:能源转型是实现“双碳”的最根本途径

日期 : 2022-04-15
摘要
近日,国家发展改革委国家能源局印发《“十四五”新型储能发展实施方案》,新型储能发展步入快车道。《重庆专访》对话中国工程院院士、重庆市科协主席、重庆大学教授潘复生,听他畅聊在“双碳”背景下,关于能源转型的探索和思考。

近日,国家发展改革委国家能源局印发《“十四五”新型储能发展实施方案》,新型储能发展步入快车道。《重庆专访》对话中国工程院院士、重庆市科协主席、重庆大学教授潘复生,听他畅聊在“双碳”背景下,关于能源转型的探索和思考。

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潘复生:怎么达到“双碳”目标,解决节能减排、能源转型的问题,特别是解决能耗和污染的问题,我认为,有两个途径必须给予特别的关注。第一个途径是节能减排,第二个途径是能源转型。节能减排主要针对现有生产过程和应用过程当中的能耗降低,降低污染,要通过改进工艺、技术。第二个途径是能源转型。我认为,能源转型是最关键的,也是将来解决“双碳”问题最根本的途径。

目前,我们国家以火电为主的格局,肯定还会持续比较长的时间,但是从长远来说,肯定必须要解决这个问题。怎么解决?我认为,很重要的一点是,技术要立出来。为什么立技术?可再生能源是不稳定的,一会有太阳,一会没太阳,一会有风,一会没有风,电的稳定性是很难保证的。不稳定以后,就无法并网,没办法传输,相当于很多可再生能源都浪费掉了。我们国家现在的光电、风电浪费是极为巨大的。有的人统计说,光电、风电已经发出来的电,相当于每年浪费一个三峡水电站,浪费之巨大,不可想象。传输问题不解决,并网问题不解决,也是说储存跟运输问题不解决,可再生能源的使用是很难实现的。除此之外,我们说,氢能战略是下一步全球发展的战略之一,氢能是清洁能源,氢能也遇到同样的问题。

邴吉:所以您特别关注新一代的储能材料。

潘复生:对。正因为这样,我特别关心新一代储能材料装备的发展。只有把储能材料装备产业做大做强,才有可能实现可再生能源和氢能的大规模使用。

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在潘复生看来,因为实现“双碳”目标急需构建以清洁能源、可再生能源为主的新能源体系,理所当然,与新能源发展紧密相关的储能技术和产业备受关注。今年全国两会期间,作为全国人大代表,潘院士曾专门提出关于加快推进我国新一代储能材料与装备产业发展的建议。

邴吉:在新一代的前沿性储能材料里,我们知道,您特别熟悉镁,您给我们科普一下,在生活中,我们会在哪些地方用到它?

潘复生:几十年前,镁基本上是不作为材料使用的,而是当作烟花爆竹或者作为冶金化工过程中的还原剂、化学添加剂。最近二十年来,我们特别关注镁材料的发展。比如说,在汽车领域,钢铁材料跟镁合金相比,重量重,整个油耗大幅度升高。一辆汽车如果重量减轻10%,油耗可以降低5%到8%,能耗跟排放都能大幅度降低。

邴吉:那安全性会受影响吗?

潘复生:安全性也是过去比较担心的一个问题,但是实际上,镁合金在汽车等交通工具上使用以后,交通工具轻量化以后,它的重心是下移的,所以安全性不但不会降低,还会有所提高。现在,全世界90%以上的汽车都开始用镁合金零部件。国外像宝马、奔驰、美国的通用,国内像长安汽车,很多汽车厂商都在用或者开始用镁合金零部件。沃尔沃的车,镁合金零部件的使用率超过80%、90%。如果从零部件本身来说,90%以上的方向盘,可能都是用镁合金零部件。当然我们最关注的,做的最重点的是储能材料。在储能材料方面,镁有非常好的电池特性,有可能会成为下一代的颠覆性的电池。用镁做的储氢材料有可能会成为下一代的颠覆性的储氢材料。 

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邴吉:我们知道,在很多场合,您说过镁电池的性能比锂电池更强,但是为什么现在在市场上没有进行大规模的推广,我们大部分使用的还是锂电池呢?

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潘复生:大家都知道,锂电池所用的锂资源和钴资源极为短缺,尤其是我们国家。全球能开采的时间很短,有人保守估计,只能开采十几年到二十年。什么概念?一晃而过。但是镁资源可以开采几千年。所以在锂电池的发展过程中,资源短期问题是很难解决的。第二个是安全问题,镁电池安全性远高于锂电池。镁电池的环保性要明显地高于锂电池。因为锂电池的污染问题,到目前来说,也没有找到特别好的办法解决。当然,没有锂电池的发展,确实没有现在全世界信息产业的发展,大家的生活也不可能这么便利。但是锂电池存在这么多问题,资源问题、安全问题,还有环保问题,这些都是客观存在的。特别是环保问题,废电池你丢哪去了,大家都先放到抽屉里,但实际上,现在没有找到特别有效的低成本的处理废电池的方法。

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邴吉:那镁将来会成为很好的锂电池的替代品吗?

潘复生:镁电池的发展历史非常短,所以它有很多的问题还需要去解决。现在应该说实验室里已经出了不少产品,我们去年也在深圳高交会上做了10多款镁电池产品的展示。今年准备要再做一部分中试,想办法做一部分的示范线。我们希望的目标是,三五年以后就要开始使用,也许五到十年,会大规模应用。当然作为科技创新,作为技术突破,有的东西是很难预测的。

潘复生:我们跟两江新区正在合作,考虑建立一个比较大的储能材料与装备的研究平台。目标定位是为国家实现“双碳”目标提供一个高水平的研究平台,同时为全球人才的聚集提供一个高水平研究平台。两江新区管委会做了大量工作,重庆大学也跟他们做了多次沟通。这个项目的工作正在有力地推动当中,干勇院士、李卫院士,包括西工大李贺军院士都参与其中。

邴吉:平台会建在两江新区吗?

潘复生:现在考虑是两江新区。平台一旦建成,它所形成的产业,有可能会为重庆下一个最大产业打下好的技术基础。重庆最大的产业,原来是汽车,现在是新兴产业,下一个最大产业是什么?希望这个储能材料研究院能够全方位地但是有重点地去突破。

邴吉:那您现在手上最重要的一个项目是什么?

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潘复生:主要做几个示范。一个是加氢站的示范,实际上做固态镁的加氢站。第二个要做分布式能源示范。现在我们的电高峰和低谷之间,有很多电都浪费掉了,那么怎么把电用起来,通过氢气,通过储氢材料,使其变成稳定的电,供给家庭使用或者供给某些场景使用。第三个,我们正在考虑大型示范储能站。比如说西北地区,风电、光电没法并网以后,这一部分电怎么把它储存下来,变成氢气,储存到镁合金当中去,利用镁合金稳定共性发电,争取并入电网,这种示范也在今年开始考虑。当然最现实的一个,我们现在做得比较多的,是运氢车。刚才说了我们的氢气运输车不能过隧道,时速不能超过200公里,而且在特定的时间才能开。这个肯定有问题。我们希望今年在氢气运输车当中能够开始做示范,搞固态氢气运输车示范。这些工作都在推动。

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赵深艳 责任编辑 宣传部