碳中和联合实验室做啥？中国明星电厂能用烟气里的二氧化碳，制备万吨车用燃料

内容导航：

碳中和联合实验室做啥？中国明星电厂能用烟气里的二氧化碳，制备万吨车用燃料

水素石原料是什么？

日产停止开发氢能汽车，电动才是王道，氢能真的不行吗？

一文说明白碳中和

一、碳中和联合实验室做啥？中国明星电厂能用烟气里的二氧化碳，制备万吨车用燃料

被授予全球清洁煤领导者奖的上海外高桥第三发电有限责任公司，尽管是燃煤火电厂，但不仅平均能耗水平达到世界“最低”水平，而且平均排放指标也创造着历史“最低”成绩。

作为中国明星电厂，上海外三电厂多次刷新自己保持的平均供电煤耗最低纪录，甚至正在把烟气里的温室气体变废为宝。日前，以化工为一流学科代表的华东理工大学，与国有独资综合性能源产业集团——申能股份有限公司签约，共建“华东理工大学—申能股份有限公司碳中和联合实验室”，并在申能能源中心正式启动了外三发电二氧化碳制甲醇万吨级中试和30万吨工程示范工艺包项目。

在第29届国际电力大会上，上海外高桥第三发电有限责任公司被授予全球清洁煤领导者奖中的最高效率奖和最低氮氧化物排放奖。这一奖项旨在表彰世界范围内在煤炭清洁利用和碳减排方面做出杰出贡献的能源企业，这也是该奖项设立以来第一次向中国企业颁奖。根据组委会评议，当时外三电厂平均能耗水平只是美国先进电厂的85.7%，氮氧化物排放水平仅为其五分之一左右。

今年9月，中共中央、国务院发布了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，对我国碳达峰、碳中和工作进行了全面部署。目前，上海正着力推动电力、钢铁、化工等重点领域和重点用能单位节能降碳，确保在2025年前实现碳达峰。

校企牵手，产学结合，按签署协议内容，实验室以碳综合利用的相关研究作为工作重点，在电厂烟气二氧化碳制甲醇、电厂烟气二氧化碳制烯烃、电厂烟气二氧化碳制其他高值化学品等领域开展研究工作，并根据需要扩展到更多领域。双方将以项目为依托，在捕集火电机组烟气中二氧化碳制甲醇路线方面，深化已有发明的工程化实验及应用，开展应用基础研究、关键技术研究、工程放大和产业化装置建设，建成火电烟气二氧化碳捕集制甲醇的中试示范项目。

解放日报·上观新闻记者了解到，甲醇不仅是基本有机原料和重要化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料。譬如，甲醇与异丁烯反应得到甲基叔丁基醚，是高辛烷值无铅汽油添加剂。甲醇也可用于生产二甲醚，和二甲醚按一定比例配制而成的新型液体燃料被称为“醇醚燃料”，燃烧效率和热效率均高于液化气。除此之外，它还可制烯烃和丙烯，解决资源短缺问题。

据悉，华东理工与申能集团长期以来保持良好合作关系，已建立“华理-申能能源大数据联合研究中心”等平台。华理校长轩福贞表示，“华理与申能股份有限公司合作共建‘碳中和联合实验室’，是校企双方落实党中央关于‘双碳’目标战略决策的重要举措，也是校企双方在新发展阶段深化合作的新起点。”申能集团总裁倪斌表示，共建联合实验室将突破碳综合利用的关键技术，实现火电烟气二氧化碳捕集制备甲醇应用示范，成为碳捕集及再利用技术的先行者和领军者。

栏目主编：徐瑞哲 文字编辑：徐瑞哲 题图来源：图虫创意（概念图） 图片编辑：笪曦

本文内图来源：华东理工大学

来源：作者：徐瑞哲

一、水素石原料是什么？

水素石，从巴马村提取巴马河的乳矿石物质，经过高科技提炼而成，
有个环保宣教中心推荐的，它的原理是把矿物质水的大分子水转化为小分子水，更利于人体的吸收，还能把水转为弱碱性水。（未经过科学验证）
1、水素石的成分有金属镁，事实上有很多氢面膜，也是采用金属镁与水反应产生氢的原理制作的；
2、水素石可以富含人体有益的各种成分；
3、水素石的叫法很多，源于水素石的外观形状，有的叫水素粉、水素棒、富氢棒、富氢颗粒、水素瓷片、水素片等等；
4、水素石的形状直接制约了金属镁与水反应产生氢气的速度

二、日产停止开发氢能汽车，电动才是王道，氢能真的不行吗？

氢能分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”

氢能是一种二次能源，主要制备方式包括煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢、工业副产制氢、炼厂气制氢、焦炉煤气制氢等。氢能根据生产的来源，可以分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”。灰氢来源于化石燃料，成本低，但是碳排放量大。蓝氢也是来源于化石燃料，但使用了碳捕捉、利用与储存(CCUS)等先进技术，碳排放量较小。绿氢是利用可再生能源(太阳能、风能等)制备的氢气，制备过程没有碳排放，但是成本较高。

中国氢气产量达到3342万吨

根据中国煤炭工业协会数据，在2017-2021年中国氢气产量逐渐增长，2021年氢气产量约3342万吨，较2020年增长33.68%。

2030年以后中国氢能需求量将激增

根据中国氢能联盟的预测，2020年以后中国氢能需求将持续增加，尤其是2030年以后，为达成“碳中和、碳达峰”的目标，氢能需求量将大增。到2060年，中国氢能年需求将超过1.3亿吨。

加氢站数量超270座

燃料电池车是氢能的主要应用领域之一，而加氢站是给氢能源汽车提供氢气的重要基础设施。随着中国新能源汽车产业规模增长，加氢站需求提升，中国加氢站数量也逐年增长。截止2022年6月，中国加氢站数量超过270座，较2018年加氢站数量增长超10倍。

行业政策解解读

中国氢能行业处于发展初期，达到行业成熟期仍有较长的路要走。国家发改委和国家能源局2022年3月发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》，提出到2025年可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，到2035年形成较为完善的创新体系，到2035年，形成多元应用生态。

综上所述，氢能根据生产的来源，可以分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”。2021年底，中国氢能产量超过3300万吨。从需求端看，未来中国氢能需求量将持续增长，到2060年预期年需求超1.3亿吨。从下游应用看，中国加氢站数量超过270座。根据《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》等规划，未来中国氢能产业将逐渐完善。

—— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国氢能源行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》

三、一文说明白碳中和

水要是生命之源的话，那碳就是生命之基了，我们是碳基生命，各种含碳的有机分子作为基础构成了我们的肉体。气态的二氧化碳是个大被子让我们地球妈妈有一个合适的气温，然而，现在被子太厚了。

碳惹谁了

地球每天都会接受太阳辐射的能量，地球的地表热了以后也会向外辐射能量（任何物体都向外辐射能量）。地球辐射出去的能量是长波，很容易被空气中的二氧化碳（一氧化碳，甲烷这些带碳的气体也可以）吸收，地球大气中的二氧化碳量刚好比较适中，这样我们的空气就是温暖且相对比较恒定的，不太高也不太低，这个气温人类刚好舒服。这个二氧化碳能温暖地球的效应就是温室效应，二氧化碳这些气体就是温室气体。

或许有人要问，为啥我们的运气那么好呢，地球和太阳距离适中，地球带磁场屏蔽宇宙射线，地球自转轴带个角度产生四季，地球空气中各种气体比例还刚好，随便差一项我们人类都有灭顶之灾，其实这也是幸存者偏差，如果不是这些条件都满足了，我们也没机会问这些问题，我们都是宇宙中的幸存者。

如果你把房子租给了一个不爱干净的人，家里卫生比较差，等你回到这个房子里，你发现家里有了一个蟑螂群，可能有一只蟑螂说为啥我们运气这么好呢，这里有吃的，有水，温度也合适，其实是刚好有这样的条件触发了这里生成了一个蟑螂群落，这群蟑螂只是这个房子的匆匆过客而已，智人虽说存在了几万年了，和宇宙一多百亿年比起来也是如同屋子里的一群蟑螂。

工业革命以后，人类开始大量烧煤了，又烧石油和天然气了，这些燃烧排放了大量的二氧化碳，最近几十年科学家就发愁这么多二氧化碳会不会导致地球气温升高，然后他们研究了一下，发现还真是升高了，而且速度很快，带来的结果会是灾难性的，于是气候问题就出现了。后来就是我们熟悉的各国的领导人聚在一起开会指定减少碳排放的协议，从京都议定书到巴黎协定。

还是有一些人反对减少碳排放的，质疑者分三种，第一种是压根没有全球变暖，第二种是地球变暖变冷是一直在进行的，地球有他自身的规律，人类活动几乎没有影响，我们属于庸人自扰，第三种是阴谋论，认为这是发达国家的阴谋，用来限制不发达国家发展的一种手段，毕竟，不排放碳就没法炼钢，不大炼钢铁怎么赶英超美。

这些质疑者还是少数的，第一种第二种基本被最近的科学研究和事实打脸了，至于第三种嘛，我们中国也不是不发达国家了，所以说呢，为了人类命运共同体，我们对减碳是认真的。

这里要澄清一个概念，我们平时深恶痛绝的雾霾啊，PM2.5啊其实和温室气体没关系，欧美国家每天蓝天白云的，但他们排出的温室气体一点不比中国少，美国人均碳排放是中国的4倍，二氧化碳无色无味无毒，和大家平时感知的空气污染没什么关系。天然气燃烧只排放二氧化碳，但它算是清洁能源。

怎么中和

今年的两会报告提出到2030年，我国实现碳达峰，到2060年，实现碳中和。碳达峰就是到2030年以后，我们国家碳排放就不增加了。碳中和就是到2060年，我们国家排放的碳和吸收的碳就要平衡，净碳排放是0。

其实已经有两个国家已经实现了碳中和，这两个国家一个是不丹，一个是苏里南，这两个国家一个在喜马拉雅山南麓，一个在南美亚马孙雨林边上，他们有一个共同特点，就是没啥人，也没啥工业，而且都是森林，他们国家的森林吸收了他们国家排放出来的二氧化碳。

吸收碳就是气态的二氧化碳中的碳固化，这里的固化不是冻起来（如果以后有了黑 科技 可以低成本冻起来也可以），是变成碳的固态化合物，最简单的固碳技术就是植树，一棵树里面有至少三分之一都是碳元素，根据质量守恒，种一棵树可以固化不少的碳。植树固碳最大的问题是太慢，而且占地方，这就好像你家里面有装修污染，可以种绿植来吸收，但是你要是就靠它来吸收污染了，你一间屋子都放满了绿植可能都不够。固碳还可以使用化学的方法把碳固化，根据热力学第二定律，这些方法肯定需要消耗大量的能量（树也是靠光合作用使用太阳能固碳的），而产生能量的过程同时也会产生碳排放，这样干不就成了制造一个在日光下可以使用太阳能充电的手电筒了嘛。光靠这些技术手段来固碳达到碳中和是不可能做到的。

要开源也要节流，要想做到碳中和，最主要的事情是要做到不要排放二氧化碳了，或者排放尽可能的少，但咱也不能像不丹和苏里南那样没有工业，要是所有国家都像这俩国家一样，那样咱们人类就喝西北风去了。碳排放最大的就是化石能源的使用，所谓的化石能源，古代动植物变成的尸体慢慢演化得来的煤炭，石油和天然气，目前大部分的能源获得方式还都是化石能源，人们在逐渐用没有碳排放的能源取代化石燃料。

机会在哪里

节能技术。 钢材水泥化工这些行业是耗能大户，又是基础性行业，只要有人类就不会消失，这些行业的耗能量巨大，如果把耗能减下来，就等于是减碳了，这些行业的设备供应商如果能提供节能技术，比如说热的循环再利用，那就会很有竞争力。

新能源。 主要是太阳能，风能。现在风电和太阳能发电技术都已经比较成熟了，而且之前一直说的风电和太阳能发电成本高的问题也在逐渐解决，目前风能和太阳能的每度电成本已经接近于火电了，但最大的问题就是说这俩发电都不稳定，风电没风时候就歇了，太阳能晚上和下雨天也没法发电，这样就需要储能技术。核能和水能对环境的潜在影响比较大，很多国家都限制它们的发展。

储能。 储能技术也是很早就有了，一个典型的方法就是抽水电站，这种电站有两个高低不一样大水池，如果把那个低的水池的水抽到高的水池中，就是实现了把电能储存成水的势能，然后反过来就可以用高的水池的水来冲发电机发电，这看起来好像有点原始，但确实是很多地方在用的储存电能的方法，这种方法两个很大的缺点就是第一是响应比较慢，不够灵活，第二是对地形和土地要求高，找两个大水池还高低不一样本来没那么容易。对于风能和太阳能这种不稳定的能源来说，最好的储能方式还是用动力电池，说白了就是在电网中放很多大的充电宝，电多了给它充电，点不够用它放电，现在动力电池的成本在逐渐降低，以后会有大量的太阳能或者风能配套储能的这种电厂。

电动 汽车 。 很多欧洲国家已经制定了停止销售燃油 汽车 的时间表，基本上都是在2030年左右。 汽车 的电气化和智能化已经是必然的，现在的问题是智能电动 汽车 蓬勃发展后已经产生巨大的泡沫，就像之前的文章说的，如果电动智能 汽车 不能突破车的边界，就算把丰田大众这些都搞倒闭了，他们也还是 汽车 而已，他们的市值还是有巨大的泡沫，迟早破。至少到目前为止，我们都看不到特斯拉或者蔚来的车的使用边界突破了车的边界，如果不能突破，他们最多是佳能取代柯达一样，而不是苹果取代诺基亚。

低碳畜牧业。 出乎好多人认知的是畜牧业也是碳排放很高的行业，特别是养牛，牛每天吃草，这些纤维不太好消化，于是牛就有了好几个胃来轮着咕噜咕噜消化这些草，牛叫反刍动物，他们的肚子就像一个大的沼气池，所以他们一天到晚的都在放屁或者打嗝，屁里面有大量的甲烷，而甲烷的是比二氧化碳温室效应强30倍的气体，养猪的碳排放也比较大。这个领域的碳中和不太好办，毕竟人不能不吃肉，有这方面的研究是利用生物科学的方法让这些牲畜多长肉少放屁。

总结起来就是以后人类是要构建一个全电 社会 ，而且电的来源是非化石能源，而且是大家能够消费的起的非石化能源。

风险在哪里

碳中和是一个典型的重要不紧急问题，说是2030年碳达峰，2060年碳中和，推迟10年又能怎样呢，又不会马上就死。

说个题外话，看这个时间管理四象限表，其实衡量一个人一个企业甚至一个国家有没有大的前途的一个重要指标就是看他怎么处理重要不紧急问题，最难处理的就是重要不紧急问题。对于重要紧急问题，一个人不会处理可能活不到20岁，很少有这样的人；对于紧急不重要问题不会处理可能就是损失一个快递（典型紧急不重要场景：开会时候接到快递电话）；对于不重要不紧急问题，怎么处理都无所谓。人和人的最大区别其实就是看怎么处理重要不紧急的问题，比如说好好学习争取考个好大学就是个典型的重要不紧急问题。回到碳中和这个话题，如果操之过急，则可能投资过热，最后一地鸡毛，如果患上了拖延症，各项措施不到位，则可能迟迟达不到目标，可能真的会有灭顶之灾。国家的政策制定者必须要很好的控制这个节奏。

另外一个问题是对大气的碳排放是一个典型的经济学上的公地悲剧，公地悲剧说的是如果一块草地没有主人，任由一些牧民过来放牧，大家都想多放点牧，最后的结果一定是草皮完全退化，对于公地，为了防止它退化，必须要有制度来管理。我们的大气也是这样，对每个国家都是公地，大家一起高高兴兴的制定了巴黎协定，相当于规定了每家只能养几头牛，然而国际间的条约是没有约束力的，懂王上台不久就退出了巴黎协定，自由的去放牧了，还好睡王上台后马上又加入了，要是一直是懂王这样，其他国家是跟还是不跟呢。

对于个人投资来说，减碳二十年前都开始都是热点了，相关的概念都已经炒了很久了，就拿太阳能发电来说，现在已经是第四波了，第一波是无锡尚德，破产了，第二波是江西赛维，破产了，还有赞助过世界杯的英利，破产了，第三波是汉能集团，破产了，现在是第四波，来自西安的企业隆基股份（这家企业老板性李，总部在西安，名字叫隆基，让人浮想联翩啊），这行都出了几个首富（首负）了。

气候变化是可以说人类第一次遇到的共同问题，之前的人类的大问题都是一拨人联合起来打另一拨人，总有赢的一拨人，这次是要么都赢要么都输。这次重大问题又叠加了能源革命，也是人类的一次重大机会。碳中和这个议题已经炒作很多年了，以前叫节能减排，现在换了个名字，叫碳中和，本质没变。这个议题虽然炒作了很多年，但这次应该是来真的了。