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陈勇院士:从中邦资源禀赋商量应鼎力生长地热

  

陈勇院士:从中邦资源禀赋商量应鼎力生长地热

  

陈勇院士:从中邦资源禀赋商量应鼎力生长地热

  以太阳能光伏行业的全生命周期为例。从原料、生产一直到产品出厂,期间经历了采矿、生产多晶硅、冶炼等需消耗能量与资源的过程。而当产品报废后,还将面临废弃物处置的问题。

  在2019 国家能源集团清洁电力国际工程技术高端论坛发言伊始,陈勇便强调:“我做的报告题目一是要求科学、一是要求客观——科学强调机理、技术、理论,客观则要求实事求是。”

  在陈勇看来,发展太阳能要从新的原理和新的材料入手。“希望年轻人能积极探索,发展新的风能和太阳能转换原理,发展新的能源材料, 同时找准应用的定位。比如太阳能一体化等。”

  陈勇强调,可再生能源转化为能量的过程, 既不完全清洁也存在不可再生的问题。

  陈勇指出:“其中,鸡、羊、牛、猪等动物的粪便量约为34 亿吨,相当于3.5 亿吨标准煤, 如果能转变成能量可以减少二氧化碳、二氧化硫的排放,并减少温室气体排放,这个贡献是非常大的。”

  他指出,“可再生能源是清洁永不枯竭的能源”这句话经常被提及,人们往往只看到可再生能源清洁以及永不枯竭的一面,但却忽视了一个问题——能源不转变成能量即无法做功。

  “我始终认为,现在我们发展可再生能源太不理性了,从某种意义上来看这是乱来。”谈及目前中国可再生能源发展战略,中国工程院院士、广州能源研究所研究员陈勇直言不讳。

  通过这样一种大概的统计、估算与判断,人与动物的粪便量约为40 多亿吨。而十亿吨粪便已相当于一吨标准煤的能力,这一数字已经非常可观。

  “比如看到一头牛,我们就会有基本的一个判断与估算。一头牛一天大概会排出50 公斤粪便,这一数量排便量相当于十头猪,而一头猪的粪便又相当于三个人粪便的总和,一个人的粪便则相当于七只鸡的粪便。”

  目前,全球可再生能源种类分为太阳能、风能、地热能、海洋能、水能以及生物质能。

  陈勇指出,其中生物质能的转换方式与其他可再生能源不同,它可以直接转化。“而其他可再生能源的转换则是一种需要载体的间接行为, 只有生物质能不仅可以转化成电、热,还能转化成气体、液体、固体甚至化工原料。”

  此外载体的“寿命”不长也是非常棘手的难题。陈勇指出,比如太阳能行业的相关载体寿命就仅有二三十年左右。“将来这么多的太阳能、风能载体应该怎么处理?因此我们要客观地认识一个物质,不能只看好的一面而忽略另外一面。”

  陈勇强调:“我们应当从能源与环保的双重效益考量,优先发展生物质能;从资源禀赋考虑应该大力发展地热能,其可以在各领域进行广泛的利用;从转换原理入手应该创新太阳能、风能的转换原理和机理,同时还应当前瞻性地部署海洋能的研究和开发。”

  陈勇强调:“我们现在要解决的是被动型生物质能的问题,它并不是一个简单的能源问题, 实际是一个与环境有关的问题。”

  实际上,在人们周围大量存在的是被动型生物质能,即不以人们意志为转移,在生产生活过程中产生的生活垃圾、人需粪便、农业废物、林业废物等,年产量约60 亿吨。生物质能如果处理不当就会成为污染源,而一旦把它当成资源和能源利用后,便具有巨大的能量价值和资源价值。

  对于可再生能源的不可再生性,陈勇做了重点阐述:“可再生能源就是可再生的,怎么还有不可再生性?这个观点一旦说出来会刺激到许多企业,但我还是想表达一下。”

  “中国地热能资源很普遍,但能量密度相对低一点,如果作为热利用来说是不错的,但作为发电利用还有点问题。”

  这份让他特别强调科学与客观的报告,便是《应科学客观地制订可再生能源发展战略》。“我始终认为,现在我们发展可再生能源太不理性了, 从某种意义上来看这是乱来。”陈勇直言不讳。

  他认为,发展风能和太阳能一定要与别的领域相结合,要与民生及产业结合。“比如在农村可以与农机结合、与建筑一体化结合,与其他农业设施结合等,河南已经建成了光伏厕所、污水厂等,以及用太阳能、风能发展氢能等。”

  他与团队曾做了简单的产品全生命周期的分析,包括经济指数、能量指数、环境指数、物质指数等。“物质指数我给的比较高——但实际上是假定所有太阳能、风能都能实现100% 回收利用情况下,物质指数才能很高。如果不能回收利用,物质指数也会很低,进而环境指数、经济指数都不会太好,这是客观的情况。”

  此外,可再生能源的不可再生性还存在另一个问题,即能量密度低的问题。陈勇指出,太阳能面临着能量密度低、受气侯影响、不稳定等因素,而风能也存在同样的问题。

  对此,陈勇指出,第一需要用科学的原理、科学的技术,同时一定要实事求是且因地制宜。

  “最后废弃物谁来处置呢?有哪个企业会承诺太阳能、风能产品卖了以后最后还会承担处置的问题?”陈勇说。

  有鉴于此,陈勇与团队在最近的研究中将生物质能分成两大类:一类为主动型生物质能,一类为被动型生物质能。

  如在风能的发展中,规模越大、风机效率越高自然性价比便越好,如今已经出现单机三兆瓦、六兆瓦、十兆瓦的风机。但陈勇去风机场参观时发现,三兆瓦风机的运输都很困难,“当前风机的原理是否合理我不太清楚,是否非要使用这种叶片吗?我希望国人不要总是一味模仿,外国人说什么我们就做什么。”

  其次是要积极部署主动型生物质能的研发, 但不要急于产业化。在生物质能转化领域,业内还有很多工作要做,如仿真学的研究就仍有较大的空间。

  “不转变成能量便是不做功就仅仅只是晒晒太阳而已,。而转变成能量是需要载体的,生产载体的过程又需要耗费能、水、工,生产过程并不是清洁的。但大家都不愿意承认这一问题,总认为太阳能、风能是干净的。”陈勇说。

  此外要重视售中产品的处置,发展新能源和可再生能源时一定要进行全生命周期的分析,“不能只看到太阳能干净的这一面,而忽视了在全生命周期中的不可再生性”。

  陈勇认为,应当合理科学地制订中国可再生能源发展的战略,优先发展生物质能,同时大力发展地热能与热利用技术。

  主动型生物质能就是一种人类主动可以控制的能源。为了人类的发展,人们可以选择种植多少、生产多少。主动型的生物质包括各种各样的能源植物、能源藻等,这些均能通过转化变为生物燃料、电能、生物基化学材料、生物基热能等,但这部分的能源在中国占比非常少,甚至达不到1%。

  他指出,事实上年鉴里关于粪便的统计数据肯定是不准确的。“因为鸡、牛、羊拉屎又该如何统计?所以经常有人说,统计年鉴乘以二才是比较真实的数据。”

  此外,每年中国农民种植的农产品加工废弃物约为18 亿吨,相当于8 亿吨标准煤或64 亿方天然气。农村垃圾加上城市生活垃圾为4 亿吨左右,则相当于0.4 亿吨标准煤。

  而且,太阳能、风能的利用需要较大的空间, 其占地面积相当于核电的100 倍、火电的50 倍。如何利用好这种低密度的能量是目前业内研究的重点。

  对于太阳能、风能的发展,陈勇还抛出了一个疑问:“我始终感觉现在这套太阳能和风能的理论,是不是存在问题?”

  有鉴于此,陈勇指出,应当合理科学地制订中国可再生能源发展的战略。“即优先发展被动型的生物质能。如果不把废弃物转变成能源并资源化利用,我们一年需要花十四五万亿元来处理这些废弃物。中国一年财政收入才二三十万亿元, 同时石油对外依存度已经高达60%,进口天然气占比已经接近50%。我们自己产生了那么多废弃物,为什么不能把它转变成这些能源和资源呢?”

  实际上,优先发展被动型生物质能有许多种方式可以采用。如与重氧结合,可以实现多能互补;粪便可做沼气、可发电、可做天然气,做成包括一氧化碳在内的甲烷气后还可作为化工产品的原料。此外,沼气的沼液、沼渣还可以做肥料。

  不过,陈勇始终不太认可太阳能、风能可以规模化并作为独立能源去利用,“因为它们的能量密度太低了”。

  同时,要大力发展地热能与热利用技术。在陈勇对可再生能源发展的排序中,排名第一的为生物质能,其次为地热能,“然后才是如何发展太阳能、风能”。

  “把废弃物全部累加后,相当于11 亿吨的标准煤或者相9360 亿方天然气——这是我国去年一年消费天然气量的4 倍,也是去年全国所生产天然气量的7 倍。我们一年的废弃物相当于日本整年能源消耗的2 倍,光利用这些粪便就不得了了,而且可以降低污染,相当于减排温室气体40 亿吨,这个贡献是非常大的。”陈宏总结道。

  陈勇表示,生物质能所面临的问题则是原料收集有一定难度。“长期以来,生物质能在中国为什么发展不好?我认为是一个概念上的错误, 即发展生物质能时把它当成一种能源,而在实际操作时又把它当成了废弃物,因此政策上就出现了问题。”

本站文章于2019-12-02 15:49,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:陈勇院士:从中邦资源禀赋商量应鼎力生长地热

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