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控制碳排放的意义(意义有哪些)

发布时间:2022-03-08 15:24:40 在职研究生学费 浏览次数:822

人类宜居的地球环境,是在距今约五亿年前形成的。

而人类文明演进到工业革命之后,开始迅速打破大气的平衡——大量埋于地下的化石燃料推动人类迅速进入工业文明,同时也令大气中的二氧化碳浓度几乎翻了一倍。

由此引发的气候变化,已经不容人类视而不见了。

10亿吨级减碳、万亿级产业,这套“液态阳光+绿氢”组合拳真能做到?

中国科学院大连化学物理研究所的李灿院士团队,突破了绿色氢能和液态阳光方案中的关键技术。“液态阳光+绿氢”策略可实现数10亿吨级减碳,形成万亿级以上新兴产业。

在昨天举行的“墨子沙龙”上,李灿介绍,“液态阳光”这种人工光合反应,其效率可比自然界的光合作用提高几十倍,超过14%。这可能将是一场重大的能源革命,替代化石能源,最大程度减少碳排放,帮助人类实现可持续发展。

全球努力的目标

2050年控制升温1.5℃

电影《流浪地球》讲述了当太阳系已经不适合人类生存,人类带着地球去宇宙别处流浪的故事。“故事很有想象力,如果地球本身的大气层被我们破坏,那是连流浪都不能挽回的悲剧。”李灿院士说,人类必须正视目前的危机。

要知道,迄今为止,人类还没能找到第二颗类似地球的宜居行星,可以开辟第二家园。

众所周知,大气层就像一层厚度适中的棉被。太阳为地球带来的能量,大部分会耗散出去,但由于大气层“棉被”的存在,这些能量不会全部耗散出去,从而为人类生存提供了适宜的温度。

10亿吨级减碳、万亿级产业,这套“液态阳光+绿氢”组合拳真能做到?

而这层“棉被”恰到好处的保温功能取决于其成分组成,是经过几十亿年的演化,到距今5亿年前,才逐步稳定下来。如果大气成分发生改变,就会引起地球表面温度的变化,哪怕几度升降,都将会带来生态、气候、环境的巨变。

人类大量使用化石能源,导致二氧化碳等释放入大气,引发温室效应。近些年来,极端气候现象频发,已为人类敲响了警钟,减排二氧化碳的议题已经刻不容缓。

2015年,巴黎气候大会提出目标——在21世纪末将全球地表温度相对于工业化前上升的幅度控制在2℃以内。而在2050年之前,各缔约方还应努力将这个数字控制在1.5℃之内。

迄今为止,多数发达国家也已经给出了各自碳达峰和碳中和的时间表。2020年9月22日,中国向世界宣布了2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。

液态阳光+绿氢

为10亿吨减排挑战科学高峰

解决碳排放问题,世界上有一些公认的方法,例如,发展光伏、风电等清洁能源,逐步替代火电;发展氢燃料电池,电动车新能源车逐步替代燃油汽车;利用碳捕获和封存技术,将二氧化碳封存于深海底、废弃矿井等。

能否利用太阳光等可再生资源,将水和二氧化碳转化为液体燃料呢?就像大自然中的光合作用一样。

于是,一些科学家开始尝试“绿氢+液态阳光”的“组合拳”——由太阳能等清洁能源分解水制氢(即绿氢),再由绿氢和二氧化碳反应,生成甲醇或其它燃料和化学品。

10亿吨级减碳、万亿级产业,这套“液态阳光+绿氢”组合拳真能做到?

液态阳光这个名字,很形象地描述了这个过程——将太阳能用甲醇的形式储存、运输、利用。

这套“组合拳”的本质,其实就是利用太阳光等可再生能源,将水和二氧化碳转化为液体燃料。这样一来,不仅把二氧化碳作为资源加以利用,还具备储能调峰功能,兼顾了经济发展和减碳目标——绿氢及液态阳光策略可实现数10亿吨级减碳,形成万亿级以上新兴产业。

李灿介绍,他带领的团队研发了国际上性能最好的规模化电解水制氢的技术,发展了高活性的固溶体催化剂,可以高选择性、高活性的生成甲醇。

为此,研究团队自2000年前后,向一系列科学难题发起挑战。他们从基础研究入手,使光催化分解水制氢的效率大幅提升。“液态太阳燃料合成工业化技术路线本质上是一种人工光合成反应,可以类比自然界中的光合作用,但是效率增加了数十倍,可达14%以上,工业化规模生产是可行的。”李灿院士认为,这可能将是一场重大的能源革命,替代化石能源,最大程度减少碳排放,帮助人类实现可持续发展。

10亿吨级减碳、万亿级产业,这套“液态阳光+绿氢”组合拳真能做到?

目前已经在我国兰州建成了全球首套千吨级液态阳光合成的规模化示范工程,并于2020年试车成功并完成成果鉴定,正在开展十万吨级的液态阳光工业化。

“双碳目标早已逐渐跨越学科背景、年龄职业,深入人心,成为了我们日常生活的指南。”李灿院士希望,有更多年轻人能以此为职业选择的明灯,投身到保护地球、维护人类可持续发展的时代使命中。

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