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到2060年绿氢能源占比达70%,我们距离氢能时代还有多远?

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我们不仅在中国14亿人口中选人才,还要在全球70亿人中吸引人才。

以“投身新科技浪潮,共创可持续未来”为主题的2022浦江创新论坛科技创新青年峰会于8月28日拉开帷幕。本届峰会聚焦激励更多青年投身科技突破和创新创造的时代浪潮,以进一步推动全球可持续发展目标的实现。

【在全球70亿人中选人才】

“我们不仅在中国14亿人口中选人才,还要在全球70亿人中吸引人才。”峰会中,科技部外国专家服务司副司长李昕做开场演讲时表示,中国欢迎更多科学家来中国创新创业。

李昕介绍,去年年9月召开的中央人才工作会议,提出了一个战略目标——2035年前我国进入创新型的国家的前列,并建成人才强国。在建设世界科技强国的过程中,中国的发展需要世界人才的参与,中国的发展也为世界人才提供了机遇,将实行更加积极、更加开放、更加有效的人才政策,用好科技创新资源,形成具有吸引力和国际竞争力的人才制度体系,加快建设世界重要人才中心和创新高地。

如今的青年科学技术人员在工作、生活、职业发展,甚至心理健康方面面临很多的挑战。政府和企业事业单位正努力为青年科学技术人员成长创造环境和条件,鼓励青年科学技术人员在科技领域勇于探索。比如,科技部负责的国家重点研发计划,明确设立了青年科学家项目,规定出一定的比例来,给青年科学家组织更大的重大目标任务导向的重大研发任务的机会;国家自然科学基金委员会已经有优秀杰青的项目;中国科协等部门也在今年发布了《关于支持青年科技人才全面发展联合行动的倡议》,科技部在8月发布了有关于开展减轻青年科研人员负担专项行动。据悉,人社部、教育部也会发布一系列支持鼓励和激励青年科技人员行动的政策和大礼包。

中国正在研究一系列世界一流的大科学装置。今年年底马上就要建成的中国空间站,现已对全球开放;贵州的“中国天眼”——500米口径球面射电望远镜(FAST)、四川的第一深地暗物质实验室、西藏的国际宇宙线观测站、世界上排名前列的深海探测装置——“奋斗者”号,还有广东江门中微子装置、赫赫有名的上海光源……这些装置都是科学家做研究时需要用到的,它们将是产生“剧变”的反应堆,吸引更多国家的科学家陆续来到中国。

中国欢迎更多的外国科学家来中国创新创业。为此,科技部外国专家服务司推动了一系列中外青年科技人才交流的项目,不仅仅支持科技领域,也包括历史、文化、法律、金融、对外传播等等。国家自然科学基金项目是个面向全球的科学研究基金,人社部的中国博士后科学基金会专门有海外博士后的项目,中国科学院有国际人才计划。目前,“外国学者研究基金项目”的报名还是非常踊跃的,全球来竞争。

【21世纪是氢能时代】

21世纪,是氢能的时代。氢能作为共同的原料,也是能量的载体。国际能源署预测,2030年全球对氢的需求达2.3亿吨,绿氢占比60%到80%之间。

氢能有何优势?复旦大学青年研究员、2022“寻找青年的声音”代表龚鸣介绍,首先氢能最大的优势是不涉及碳,氢能是零碳的能源媒介。其次,它的热值非常的高,而且它是电热器转化之间的重要媒介,它可以应用于各个方面。比如说,目前来说氢能主要应用于化工行业、合成氨工业、甲醇合成等方面。

海南大学化学工程与技术学院教授田新龙认为,未来十年,氢能将迎来爆发式的发展,它在消纳可再生能源和煤和石油方面,将能起到替代作用。我国也逐渐从灰氢、蓝氢过渡到绿氢的制备阶段,同时也将全面推进全国氢能供给和利用基础设施网络体系的建设,预计在2050年基本形成氢能全产业链。

有预测表明,到2060年,整个氢能市场增量会达到接近1亿吨,整个氢能的应用场景也从传统的化工行业,面向整个社会的方方面面,包括建筑,包括交通行业。氢能经济也会应运而生。比如,电力系统与氢能相互耦合,相互扶持。在电力系统发展氢能的下游产业,在发展氢能这些下游产业的基础上,再回馈给电力系统,去增加可再生能源在整个能源系统的比重,从而达到低碳的目标。

海南大学化学工程与技术学院教授田新龙介绍,目前,全球经济还是以灰氢和蓝氢为主,绿氢主要是来自可再生能源电解水。中国在2020年和2021天基本实现3300万吨氢气的产量,但绿氢产量非常低,基本占到1%,我们的目标是:到2060年,绿氢能源占比要达到70%。

现实与目标之间的差距,给科学工作者带来更多的挑战与机遇。田新龙教授认为,氢能利用的关键材料——催化剂和催化剂自主交换膜,当前主要依赖进口,基本上占到70%左右的成本,这些关键材料的国产化非常迫切。复旦大学青年研究员、2022“寻找青年的声音”代表龚鸣认为,氢能是我们实现碳中和、碳达峰的重要途径,它可以与可再生能源深度耦合,提升效率。同时制氢是全产业链上的重要课题,需要我们科研和工业同时攻关。在此同时,我们需要真正考虑它的可持续性,将整个氢能循环起来,这样才真正实现我们对于碳中和目标的实现。

【前沿性与实用性相结合】

紧紧围绕“低碳”主题,不少青年学者在水资源、通讯、储能等方面分享了自己的观点。

《世界银行》的报告,全球有28亿人缺水,25亿人缺电。缺水跟缺电是紧密相连的。通常来说,我们消耗能量去处理水,然后做分布式的布置。但是,在缺水的地区,需要水的时候,能否自产一点水,而不需要建大型的水处理厂?

2020年“科学探索奖”前沿交叉领域获奖人、南京大学教授朱嘉认为,太阳能光蒸发技术能做到这一点。这一技术利用微纳结构的设计,不需要任何光学的辅助和热力的辅助,可以实现光蒸发85%以上,从而可以实现高效、稳定的“界面光蒸发”,可以用于海水淡化、污水处理。

上海交通大学机械与工程学院教授李廷贤介绍,目前全球主要的能源国家都把储能技术作为目前主要的战略高地。比如说,2020年美国专门出台了储能大挑战的发展路线图,它的目标很明确,在2030年美国成为全球储能领域的领导者。

我们国家对储能非常重视,这几年出台了很多的政策。比如说2021年加快储能技术的指导意见,把储能列为我们国家能源领域的战略性的新型领域。这几年,我们国家储能技术得到很好的发展,以锂电池为例,全球最大的电池厂家中,中国有6家。随着“双碳目标”的实施,可再生能源会越来越重要,储能技术主要的目标,就是把可再生能源由不稳定变成稳定的输出,满足我们国家能源的需求。

山东大学能源与动力学院教授程星星认为,我们只要好好利用化石能源,本质上和“双碳目标”并不矛盾。

我们如何低碳的利用化石能源?主要包括两个方面:怎样清洁利用化石能源,比如说一直在做燃煤的清洁排放、清洁利用,一方面是从燃煤利用过程中提高效率,另一方面是后端污染物治理的清洁化、节能化,减少外围资源和能量的输入,让整个系统变得更加独立一些。另一方面,传统的化石能源如何和新能源这两个互相结合起来?因为新能源存在季节性比较强,这对化石能源的利用提出了一定的挑战,要提高它的调控能力。

实现“双碳目标”,实现碳中和,青年学者的使命是什么?腾讯可持续社会价值副总裁、碳中和实验室负责人许浩认为,青年的使命是创新主义,尤其在做基础研究的同时,要注意到研究的前沿性,把前沿性和实用性结合在一起。

编辑:二月