金涌:從長遠(yuǎn)來看,就是大力發(fā)展可再生能源,少用甚至不用化石能源。美國現(xiàn)在正研究核聚變反應(yīng)堆,據(jù)說是五十年可以商業(yè)化,如果能成功,我們的能源問題就解決了。當(dāng)前來講,化石能源是一個焦點(diǎn),就是我們?nèi)绾我皇B地解決能源短缺與空氣污染的矛盾。在煤、石油和天然氣這三種主要化石能源中,石油和天然氣更易于加工、利用,也是相對更清潔的化石能源。我國通過多渠道合作,積極擴(kuò)大供應(yīng),來保障能源安全。
金涌現(xiàn)任中國化工學(xué)會和中國顆粒學(xué)會常務(wù)理事,中國生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)會副理事長,工業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)專業(yè)委員會主任,國務(wù)院學(xué)位委員會化工學(xué)科評議組召集人(第四屆至第六屆)。長期從事湍動流化床、高速氣固流化床反應(yīng)器、氣液固三相流化床反應(yīng)器、顆粒技術(shù)及反應(yīng)-反應(yīng)、反應(yīng)-分離耦合等教學(xué)與研究工作。近年來重點(diǎn)研究方向?yàn)樯鷳B(tài)工業(yè)工程和循環(huán)經(jīng)濟(jì),主持和指導(dǎo)多項(xiàng)國家發(fā)改委、環(huán)境保護(hù)部的工業(yè)生態(tài)園區(qū)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃建設(shè)。
中國電力報:您認(rèn)為霧霾天氣形成的原因是什么?
金涌:從成因來講,像PM2.5顆粒物到了微米這個級別,合成的可能性比較大。就是兩個氣體在光的催化作用下形成固體后,結(jié)合在一起。再比如說汽車燒油,里面沒有完全燃燒的碳,柴油燃燒排出來的重?zé)N。還有就是排出來的二氧化硫、氮氧化物,這是酸性的。很多霧霾的抽樣就是這些硫酸鹽或硝酸鹽,能占到50%左右,跟燃煤燃油的關(guān)系比較大。還有我們大量的使用化肥也給空氣中提供了氨,最后變成硫酸銨、硝酸銨。
“能源對外依存度紅線可以再思考”
中國電力報:您怎樣看待我國目前面臨的能源問題?
金涌:我們國家在能源方面現(xiàn)在面臨幾個問題:一個是能源短缺。通常我們說煤多,但實(shí)際上我們的煤只占世界儲量的12%,人口占到世界的22%左右。所以這樣一算,我們煤炭資源的人均儲量只是世界人均儲量的一半左右,所以我們的煤也很緊張。石油儲量只占全世界的2%多一點(diǎn),天然氣儲量就更少了,只有1%多一點(diǎn),用過去的說法來講,就是缺油少氣。
第二個是我們的能源利用率并不高。
以愛輝———騰沖線為例,東南這片區(qū)域的陸地面積占全球陸地面積的1/30,但消耗了全世界40%的煤,單位面積消耗的煤比世界平均每個面積消耗的煤大12倍。
而且,我們現(xiàn)在消耗世界上21.9%的能源產(chǎn)生了11.6%的GDP,這么大的能源消耗,本身就存在問題。
中國電力報:您怎樣理解能源生產(chǎn)方式變革?
金涌:從長遠(yuǎn)來看,就是大力發(fā)展可再生能源,少用甚至不用化石能源。美國現(xiàn)在正研究核聚變反應(yīng)堆,據(jù)說是五十年可以商業(yè)化,如果能成功,我們的能源問題就解決了。當(dāng)前來講,化石能源是一個焦點(diǎn),就是我們?nèi)绾我皇B地解決能源短缺與空氣污染的矛盾。在煤、石油和天然氣這三種主要化石能源中,石油和天然氣更易于加工、利用,也是相對更清潔的化石能源。我國通過多渠道合作,積極擴(kuò)大供應(yīng),來保障能源安全。
中國電力報:隨著我國能源消費(fèi)總量的增長,近幾年石油和天然氣的對外依存度也在不斷上升,如果繼續(xù)攀升,是否會危及能源安全?
金涌:2013年我們國家石油的對外依存度已經(jīng)達(dá)到了58%,距離我們當(dāng)初設(shè)定60%的紅線已經(jīng)很接近了。根據(jù)中國工程院預(yù)測,到2020年我國石油供應(yīng)的缺口可能在6000~7000萬噸/年。如果我們采用煤制油的路線填補(bǔ)這個缺口,則要多排放近10億噸二氧化碳,這樣將承受巨大的國際輿論壓力。
權(quán)衡利弊,與其大量用煤,不如買油、買氣更清潔。我們在確定了市場經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)的地位后,關(guān)于對外依存度上限的問題我認(rèn)為可以再思考,F(xiàn)在國際上石油的波動性并不是很大,美國、歐洲現(xiàn)在對石油的進(jìn)口都趨向穩(wěn)定,實(shí)際上買石油的主要是中國、日本和印度,不是像前些年那么明顯的搶油,而且隨著俄羅斯天然氣將源源不斷地輸往我國,進(jìn)口上看來沒有多大問題。而且從技術(shù)角度出發(fā),紅線實(shí)際上也是難于守住的。
“潔凈油大有文章可作”
中國電力報:對于提高石油、天然氣的利用效率,潔凈生產(chǎn)方面,您有何建議?
金涌:目前我國石油主要用于生產(chǎn)汽油、煤油、柴油等液體燃料,2012年我國生產(chǎn)了2.82億噸成品油,其中有1.2億噸重質(zhì)油原料大多是通過延遲焦化工藝獲得車用輕質(zhì)油產(chǎn)品的,并產(chǎn)生了兩千萬噸石油焦(基本與煤同質(zhì)),這與我們進(jìn)行煤制油是矛盾的。
現(xiàn)在加氫裂化途徑在國際上被廣泛采用,大家認(rèn)為這一技術(shù)比較適合我國的重質(zhì)油加工,可以大大提高能源利用率。
如果通過煤炭生產(chǎn)氫氣(能源轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到70%以上),為重質(zhì)油加氫,每年可多產(chǎn)出兩千萬噸成品油,所以國家應(yīng)鼓勵石化企業(yè),發(fā)展煤制氫。
中國電力報:汽車尾氣排放被認(rèn)為是霧霾的重要來源,有沒有減少這部分污染物排放的方法?
金涌:柴油機(jī)由于能源效率高,日常我們應(yīng)用的也比較多。但是柴油車由于氣缸內(nèi)燃燒不完全,排出的細(xì)炭粒和未燃盡重質(zhì)油蒸汽成分較多。如采用含氧碳?xì)浠衔镒鳛閾胶先剂峡纱龠M(jìn)烴類車用燃料充分燃燒,比如添加聚甲氧基二甲醚可以促進(jìn)柴油在氣缸內(nèi)完全燃燒而減少污染排放。同時,由于合成聚甲氧基二甲醚的過程中消耗的煤炭量顯著比煤制油少,因此還有減排二氧化碳的效果,尤其適合在高寒缺氧地區(qū)使用。假設(shè)添加30%的比例,我們現(xiàn)在2.8億噸成品油,碳排放起碼減少20%以上。因此我們應(yīng)當(dāng)加快研究制定使用標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行推廣。
還有另一個方向就是煤變醇醚燃料,也就是甲醇、二甲醚等。甲醇汽油已經(jīng)在上海、陜西等地進(jìn)行過試點(diǎn)了,實(shí)踐證明添加百分之十五,對汽車沒什么影響,今后我們也應(yīng)該大力推廣。
中國電力報:隨著中石油、中石化先后宣布成品油銷售業(yè)務(wù)方面將引入社會資本,您認(rèn)為這將對新技術(shù)的推廣有怎樣影響?
金涌:當(dāng)然有好處。我認(rèn)為煤化工企業(yè)可以參股到這部分加油站中去,市場將促進(jìn)這些技術(shù)的推廣應(yīng)用。而且可以提倡個性化加油站,比如搞一個最佳配方,進(jìn)行品牌經(jīng)營,同時有幾種配方,進(jìn)行競爭,這樣就可以推廣出去了。
“煤制氣應(yīng)理性發(fā)展”
中國電力報:您對天然氣的推廣應(yīng)用方面有何看法?
金涌:天然氣是化石能源中相對最清潔的,現(xiàn)在很多城市都大力推進(jìn)天然氣用于發(fā)電或車用燃料,這在天然氣供應(yīng)充足的情況下是沒有問題的,但我們現(xiàn)在天然氣也是短缺的,這就出現(xiàn)了采用煤制氣+天然氣發(fā)電的路線,但實(shí)際上它的能源轉(zhuǎn)換效率不如用煤發(fā)電。
天然氣采用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的效率為60%,煤制天然氣的能源效率也是60%左右,因此煤經(jīng)天然氣到電能的總效率約為36%,而超超臨界燃煤發(fā)電的效率可以達(dá)到45%,這就相當(dāng)于丟掉了相當(dāng)一部分能量。事實(shí)上燃煤電廠也可以做的很干凈,比如像上海外高橋第三電廠在減排方面已經(jīng)做的非常好了。
中國電力報:民用天然氣似乎也是使用量比較大的市場?
金涌:煤制成天然氣供民用固然清潔度高,但家用電器也很清潔。比如用電飯煲做飯,比直燃天然氣做飯熱效率高50%,用電通過熱泵技術(shù)為家庭取暖也比用天然氣取暖節(jié)能。
中國電力報:您認(rèn)為煤變天然氣是否有推廣利用價值?
金涌:煤變氣有一個地方效果比較好就是大企業(yè)集群內(nèi)部。比如用天然氣、煤氣來煉鋼,燒陶瓷、燒玻璃。我們發(fā)展煤變成天然氣,必須要考慮它的用處合理、經(jīng)濟(jì)。
“電動車可以換電為主”
中國電力報:電動汽車的發(fā)展將成為一個方向,對此您怎樣看?
金涌:我們國家現(xiàn)在大力發(fā)展電動汽車,并作為了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)來扶持。我認(rèn)為,五年之內(nèi)電動車技術(shù)上的大多數(shù)問題基本上可以解決。國際上的共識是采用直插式電動車最節(jié)能,而且污染完全可以集中治理。以燃煤超超臨界發(fā)電用于驅(qū)動電動車為例,煤電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)45%,按照電動車的電機(jī)效率75%計(jì)算,煤經(jīng)電到驅(qū)動車輪的總能量轉(zhuǎn)換效率約為34%。對比煤制油的能量轉(zhuǎn)化效率為35%,汽油機(jī)的效率為25%,煤經(jīng)合成油驅(qū)動燃油汽車的總轉(zhuǎn)化率僅9%,因此煤的最合理利用還要回歸于發(fā)電。
中國電力報:電池技術(shù)是制約電動汽車發(fā)展的瓶頸,您認(rèn)為會有大突破嗎?
金涌:一般采用大電容,大電容放電的速度非?,可以和電池進(jìn)行配合,平常的時候是用電池,啟動和超車的時候是用電容,現(xiàn)在電容也有一些新材料在研發(fā)中。
還有就是鋰電池,發(fā)展前景依然很大,可以通過添加其他元素,產(chǎn)生更大規(guī)模的蓄電能力。
美國現(xiàn)在正研究一種細(xì)菌電池,通過轉(zhuǎn)基因?qū)?xì)菌進(jìn)行改造,形成既能蓄電又能導(dǎo)電的納米結(jié)構(gòu)。
中國電力報:充電方面您有什么看法?
金涌:現(xiàn)在電動汽車的發(fā)展面臨著地方保護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、群雄割據(jù)等情況,我認(rèn)為未來電動汽車生產(chǎn)廠商只需要賣裸車就可以了,大家的標(biāo)準(zhǔn)都統(tǒng)一后,一些企業(yè)可以建設(shè)充換電站,形成品牌經(jīng)營,汽車沒電后只需要去換電池就可以了,既方便又快捷。
特斯拉曾發(fā)明過一種技術(shù),就是無接觸充電,汽車一開到停車位就可以直接充電。原理是車位下面有一個帶電線圈,一進(jìn)去就感應(yīng)充電,很方便,值得我們借鑒。
“節(jié)能要從點(diǎn)滴做起”
中國電力報:您最近比較關(guān)注工業(yè)生態(tài)園區(qū)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)發(fā)展,對此您有怎樣的建議?
金涌:工業(yè)生態(tài)園區(qū)主要目的就是推動各種資源的綜合利用,從延伸產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā),提高產(chǎn)值,并使資源能源污染源得到全面治理,治理霧霾不是園區(qū)的主要目標(biāo),但也會起到一定作用。
低碳經(jīng)濟(jì)最有效的方法就是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),促進(jìn)節(jié)能減排。比如據(jù)說河北要消減6000萬噸鋼鐵的產(chǎn)量,這樣污染會減少,生產(chǎn)效率也會提高,當(dāng)然過程也是很痛苦的,會影響當(dāng)?shù)氐腉DP。
中國電力報:我國正處于快速城鎮(zhèn)化階段,對于建筑節(jié)能這塊您有怎樣的建議?
金涌:我們現(xiàn)在建筑能耗占總能耗的20.7%,繼續(xù)發(fā)展下去,可能會達(dá)到35%以上,超過交通和工業(yè)能耗。德國推行“七升房”政策,就是房子每立方米一年的能耗用在空調(diào)上不高于七升油,F(xiàn)在我們建筑總是追求低成本,帶來了安全隱患,從我們化學(xué)的角度來講,可以采用一些先進(jìn)的材料,比如保溫材料、光電材料等。
中國電力報:城鎮(zhèn)化過程中產(chǎn)生了大量的生活垃圾,但現(xiàn)在垃圾發(fā)電受到了一些居民的抵制。
金涌:老百姓對垃圾發(fā)電有抵制,主要是擔(dān)心有異味,而且會產(chǎn)生致癌物質(zhì)二惡英,這種情況就是垃圾燃燒爐一定要用先進(jìn)的,不能夠排放二惡英,F(xiàn)在市場上存在的不同垃圾焚燒技術(shù),但質(zhì)量良莠不齊,這就需要政府進(jìn)行監(jiān)管。
中國電力報:您怎樣看待能源消費(fèi)方式變革?金涌:這個要從點(diǎn)點(diǎn)滴滴做起,包括交通、居住、工業(yè)方面都要節(jié)省能源,人人從自身做起,我們?nèi)丝跀?shù)量這么大,每人哪怕是一天少排放幾克二氧化碳,總減排量也是相當(dāng)可觀的。