3月12日晚,厦门大学MBA科技与人文大讲堂第十七讲顺利举办,中国科学院院士、博士生导师孙世刚教授应邀为大讲堂作题为《双碳目标与新能源发展》的讲座,讲座由MBA中心主任屈文洲教授主持。
孙世刚就双碳目标和新能源发展的主题展开分享。讲座主要围绕能源与社会发展的关系,双碳目标的实现过程和挑战、电化学能源和氢能源等清洁能源的发展以及职业体系调整、产业结构调整等方面展开,令在座同学收获颇丰。
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能源与社会发展
讲座伊始,孙世刚首先为同学们介绍了能源的不同分类以及能源与人类社会发展的密切关系。
孙世刚从世界工业革命的发展历程入手,分析了不同能源对人类社会发展所带来的深远影响以及不同能源所代表的社会发展的主流方向。同时,他还强调了自第一次工业革命以来世界能源消耗持续增长,世界能源消耗量到2040年将增加56%。
孙世刚指出,由于化石能源在几百万年前形成,其在地球上的分布极为不均匀,目前发现和开发新的化石能源资源的速度和化石能源的消耗速度存在严重不匹配的情况,预期使用年限也有所减少。长期以来,人类社会对能源的利用不完全,且受到卡诺循环理论的限制,转化为可用能的效率较低。此外,CO2等温室气体排放也较为严重,以直接燃烧化石燃料为主的能源利用方式对环境构成了严重威胁,造成了诸如全球变暖、雾霾、水污染、冰川融化和海平面升高等严峻的环境和气候变迁问题。
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“碳达峰”和“碳中和”
孙世刚进一步指出,面对当下世界严峻的环境问题,中国在能源问题上也做出了积极的承诺,签订了《京都议定书》和《巴黎协定》等气候变化协定,并提出了“碳达峰”和“碳中和”理念,明确了“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,争取在2060年前实现碳中和” 的“双碳”目标。
孙世刚强调,我国实现“碳达峰”、“碳中和”的时间紧、任务重,但“双碳”目标作为国家重要的发展战略,对中国、世界的影响不可低估,不仅推动能源结构的变革,同时促进可再生能源在世界范围内的利用和开发。通过对我国能源结构和能源消费方式变革的介绍,孙世刚谈到,目前能源是制约我国未来发展的最为重要的问题,而化石能源(天然气、煤层气、页岩气)的高效优化利用和洁净新能源(可再生能源、电化学能源、氢能源)的开发是“碳达峰”和“碳中和”实现的两大重要途径。
此外,孙世刚还对化石资源/可再生资源的转化和再生清洁能源(太阳能、风能、水能)的开发等途径做了简单介绍,并分析了配套大规模储能技术的重要性。
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电化学能源
孙世刚通过对电化学能源的能量转化和储存等方面的介绍,分析了电化学能源所具备的高效、清洁、可靠、方便灵活、应用广泛等巨大优势。而后,他回顾了电化学能源的发展历程,并梳理了电化学能源在各个领域的广泛应用。
孙世刚从能量储存的角度分析了电化学能源可有效促进可再生能源开发利用的原理。同时,他提出了储能电池还可以进一步服务国家“双碳”战略的实施。通过对新能源汽车动力电源的介绍以及不同新能源汽车的能源比较,孙世刚指出,新能源汽车不仅可以减小对原油的依赖,同时减少CO2排放,还可高效利用可再生能源,并分享了我国新能源汽车发展取得的重要进展。
孙世刚还阐述了电池的分类以及不同种类电池的代表和工作原理。他还通过人类对能量储存的历史变迁,提出了大规模储能的重要性,对电化学能源器件的性能提出了能量、功率、安全、寿命、适应性和成本等方面的新要求,指出了新能源动力电池所面临的新挑战,并介绍了如何提升电化学能源器件性能的途径。
此外,孙世刚还介绍了锂-硫电池、锂-空气电池、钠电池、燃料电池的工作原理和具体应用,并将二次电池和燃料电池的能量转化效率作比较,分析了燃料电池的优势和所面临的挑战。最后,针对燃料电池催化剂的挑战,孙世刚提出了具体的解决途径并分析了目前催化剂市场的国际形势。
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氢能源
孙世刚围绕制氢、运氢和用氢,介绍了清洁的终极能源——氢能源。
首先,孙世刚演示了氢能的能量转换方式,比较了氢气和其他燃料的能量密度,得出了高能量密度是实现新能源技术产业化基础的结论。
同时,通过分解氢能全产业链和氢气的生产过程,孙世刚介绍了不同来源氢气的分类,并比较了氢气和液氢的制备成本,重点分析了电解水制氢的巨大优势。此外,他还分享了不同的氢能储存和运输技术,展示了我国氢气生产和需求的现状和发展方向。
最后,通过对氢气应用和氢经济的介绍,孙世刚提出,以氢气/液氢为主要能源载体的氢能经济是可持续发展的必然,电化学能源储存和转换技术在氢能的利用中将会发挥核心作用。
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讲座落幕及Q&A
讲座尾声,孙世刚强调,我国实现“双碳”目标,需要大力发展清洁可再生能源和配套的电化学储能、推进新能源汽车和氢能技术快速发展,这一过程需要持续的科技创新。
在互动问答环节,在场师生围绕“电化学应用产能过剩”、“新能源利用和开发”、“新能源汽车挑战的应对”等话题进行了问答与热烈的讨论,给予在场与会者颇多启迪与收获。
随后,屈文洲代表MBA中心向孙世刚颁发讲座纪念奖杯,讲座在热烈的掌声中圆满结束。
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