近日,在中國(西部)氫能大會上,遠景科技集團CEO張雷發(fā)表了主題演講——《綠氫,開啟新石油的時代》。
各位嘉賓大家上午好!今天我們在談氫能的未來,但是恰恰氫能卻不是未來的能源。氫能,其實是宇宙中最古老的能源。當我們在思考未來氫能利用的時候,或許我們可以從自然怎么使用氫能,感受到氫能使用的靈感。
為什么這么說?此時此刻我們正在享用著氫能,不管是燃油車的電力驅(qū)動,還是煤電廠的電力,或者是風電和光伏。大家想,這一切不是來自于太陽能嗎?再思考一步,太陽能的背后,恰恰就是在我們頭頂上方此時此刻正在發(fā)生的核聚變。在太陽1500萬度高溫高壓下,氫原子正在不斷地劇變成氦原子,同時釋放出巨大的能量。而氦原子在不斷產(chǎn)生二次劇變,產(chǎn)生碳、氮、氧等常量元素。隨著恒星的爆發(fā),巨大的能量場進一步會產(chǎn)生更多的重量元素。所以今天看到的氫其實是宇宙之初、萬物之始,是一切能量本質(zhì)的來源,宇宙中90%的元素恰恰來自于氫元素。
有哲學家講過:“能看到多遠的歷史,就能看到多遠的未來”。如果我們已經(jīng)理解氫的應(yīng)用過程,那恰恰是對于氫的未來探索非常有意義。氫作為最活躍的元素,它在地面開始之初是以水的形式存在,因為過度活躍的氫只能以水的形式才能做最大的保留,但是氫正在發(fā)生一場前所未有的遷移。
在高溫高壓早期地表的溫度下,因為太陽能的作用,氫、氮氣、二氧化碳和水不斷合成,終于使海洋成為一種富含氨基酸的有機物質(zhì)。而氨基酸物質(zhì)最終進化成蛋白質(zhì),變成真核生物,也就是今天講的藍藻。
藍色細菌恰恰是一切改變的開始,也是新命運改變的開始。藍藻通過光合作用,讓氫不斷從水中離開,走向它天然注定的生命伴侶——碳,碳氫的組合成為地球中通過植物的光合作用,源源不斷地獲取儲存太陽能的最佳形式。
所以到今天當我們思考儲氫的時候,是不是可以從中看到新的儲存。碳氫鍵也是自然界中探索出來一種最有效、最安全、高能的氫的儲存形式。而這個碳氫鍵的形成,最終形成了煤、石油、天然氣,這一切就是碳氫鍵的合成。而這個合成,成為了今天我們驅(qū)動的來源。因為這里面包含了豐富的能量,也是成為工業(yè)文明所需要的高能的材料。
隨著碳氫化合物的不斷進化、分化,碳和氫又走向了一個分離的過程——二氧化碳不斷地排入到了大氣。因為我們過去是在使用歷史中的碳氫化合物(化石能源),而這個過程,使空氣中的二氧化碳濃度從工業(yè)革命前的280ppm上升到今天的420ppm。
在歷史上,上一次自然界二氧化碳濃度達到420ppm,是300萬年以前。大家要知道那時候地表溫度比今天高2攝氏度,海平面的高度比今天高30米。所以說,這一切都會到來。因為二氧化碳的濃度已經(jīng)達到了這樣高的水平。
在未來的30年,在我們實現(xiàn)碳中和的過程中,這個濃度還會不斷提升。這就是為什么說極端的氣候,只會變得越來越極端。在這樣的一個背景下,我們必須思考新的碳氫循環(huán)。也就是說,如何不讓地下的碳元素成為空氣中的碳元素的增量。那也就意味著,我們必須有效使用地表的碳源和海洋中的碳源。而這樣一個新的循環(huán),也就是我們說的碳中和。
碳中和,也就意味著我們的燃料、我們的材料,正在從石油基、煤基轉(zhuǎn)向生物材料、生物燃料,這個過程也就意味著另外一變化正在發(fā)生。因為如果我們要把生物的碳有效運用,我們需要一場新的技術(shù)——生物合成技術(shù)。
生物合成是氫能最相關(guān)的技術(shù)之一,一個非常關(guān)鍵、正在崛起的技術(shù),也是榆林未來可以更加探索、更加增長的科技方向之一。但是,氫能在這個生物合成中,要扮演什么樣的角色?大家都知道,石油的碳氫比是1:1.7左右。當我們使用高能度的燃料和聚合材料的時候,碳氫比是1:2到1:3之間。這意味著今天的碳水化合物來自于自然界的生物碳,必須給它匹配更多的氫,才能扮演起生物材料這樣一個重要的使命,也就意味著——氫是碳中和經(jīng)濟的關(guān)鍵所在。
當加了氫之后,我們的材料才會更加有效。即使回到煤化工,煤化工作為石油化工的過渡產(chǎn)品,我們發(fā)現(xiàn)綠氫在榆林也是煤化工的必然之路。因為煤炭中的碳氫比是1:0.7。如果要達到更高比例的燃料和材料的碳氫比,必須要更多的綠氫,而這樣的氫不可能從煤化工中取得。因為它的過程中得了氫,但也產(chǎn)生了碳,這樣的氫必須來自于水,來自于可再生能源。
所以,人類可以向大自然學習光合作用,下一場革命自然發(fā)生,就是人造光合作用,人造光合作用就是通過可再生能源獲得可再生電力。讓水中分離出氫和氧,讓氫和碳通過生物合成技術(shù),通過來自于生物基的秸稈、玉米、能源類植物,包括畜牧業(yè)的排泄物,來不斷合成新的生物材料和新的生物燃料。這場新的人造光合作用,將會是未來世界重要的技術(shù)革命。
整場故事講完,大家會發(fā)現(xiàn),如果我們離開了碳來談氫,那么一切的工作將變得毫無意義。碳和氫的結(jié)合,是一種能量的結(jié)合,而碳和氫的分離,既產(chǎn)生了能量,但又讓碳回到空氣。
這樣一種結(jié)合有天然的注定。因為這是生命、這是有機物、這是文明所必須的基礎(chǔ)材料。我們能做到的是,讓碳和氫這對戀人,讓他們可以今生今世相愛,今生今世的分開和老去,而不是讓億萬年以前的戀人,又回到世界和空氣中。謝謝大家!
原標題:遠景科技張雷:關(guān)于氫能,我們能看到多遠的歷史,我們就能看到多遠的未來!