2022年11月8日-10日，由中國汽車工業協會主辦的第12屆中國汽車論壇在上海嘉定舉辦。作為黨的“二十大”召開后的汽車行業首場盛會，本屆論壇以“聚力行穩 蓄勢新程”為主題，共設置“1場閉門峰會+1個大會論壇+16個主題論壇”，以汽車產業的高質量發展為主線，與行業精英一起貫徹新精神，研判新形勢，共商新舉措。其中，在11月9日上午舉辦的“大會論壇”上，中國工程院院士、上海市政協副主席、上海交通大學碳中和發展研究院院長黃震發表精彩演講。以下內容為現場演講實錄： 尊敬的萬主席、尊敬的苗部長、各位嘉賓，大家上午好！今天我們萬主席做了非常重要的主題發言，然后大家做了非常好的交流分享。我今天上午主要是跟大家交流一下，也是我最近兩年時間對碳中和愿景下我們能源怎么轉型，它的基本邏輯是怎么樣的邏輯，我們的車用燃料、車用用能將來是什么樣的發展方向，談談我的思考。

大家都知道，2020年9月22日習近平主席在第七十五屆聯合國大會上宣布了我國碳達峰、碳中和目標。今年1月24日中共中央政治局集體學習會上習近平總書記再次強調，實現碳達峰碳中和，是推動高質量發展的內在要求，是黨中央統籌國內國際兩個大局作出的重大戰略決策。不久前勝利閉幕的二十大，明確指出“要深入推進能源革命，加快規劃建設新型能源體系”。

講到雙碳大家都知道，最重要的就是要控制二氧化碳溫室氣體的排放。

首先看一下大氣當中二氧化碳是多少濃度呢？據美國國家海洋和大氣管理局觀測顯示，2022年6月大氣層中的CO2濃度達到了420.99 ppm，是地球上人類出現后的最高值。

我們回溯200多年前工業革命時是多少呢？1750年是275PPM。如果我們把三次工業革命時間標在整個坐標軸上我們可以看到，從第一、第二、第三次工業革命看，由于化石能源煤、油、氣的發現利用極大提高勞動生產力，這兩百多年來人類社會大繁榮、大發展，但也產生了嚴重的環境問題，包括氣候變化的問題。

這里面中國工程院有一個數據，目前能源體系、能源系統當中的二氧化碳排放占到所有溫室氣體排放的88%，將近90%，因此，可以說面向碳中和我們正面臨又一次新的能源轉型。

這次能源轉型我首先談談自己的思考，這個碳中和能源轉型的基本邏輯是什么？

首先我們來回顧一下人類若干次能源轉型，我們看到最早從人類學會了鉆木取火、摩擦生火開始，人類開始進入薪柴為主的時代，也就是進入了農業社會，進入到農耕文明時代。然后由于瓦特發明蒸汽機，當時叫第一次工業革命的開始，煤炭開始大量使用。另外法拉第發明了電磁感應效應，我們說人類進入電氣化時代，這個電氣化時代也加大我們各種化石燃料的大規模使用，我們引發到人類進入工業時代和工業文明時代。

那么我們未來走向何方？我們大家都有共識，我們未來走向新能源為主體的零碳時代，零碳時代將會引領我們進入到“生態文明”的全新的人類新時代。因此，我們可以看到我們人類的這次能源轉型，區別于以往薪柴到煤炭，煤炭到油氣，我們這一次轉型，我認為是變革性、顛覆性的。

我們看，我們2020年整個化石能源占到85%。非化石能源包括可再生能源和部分核電15%。到2020年目前我們做了大量的測算，2060年碳中和是完全顛覆了現有結構，那時候化石能源應該控制在15%以內，而85%及以上能源都是非化石、可再生的能源，包括部分核電。

因此我們經常把能源分為兩類。一個叫一次能源，就是我們直接能夠獲得的煤、石油、天然氣包括風能等。第二類就是我們真正所使用的，工廠企業和城鄉居民所使用的是二次能源。

二次能源最重要的是兩類，一個是電力一個是燃料，因此要瞄向我們走向碳中和非常重要的是電力必須要脫碳和零碳化，燃料也要走向脫碳和零碳。只有這樣我們才算實現了零碳的電力和可再生的燃料。

最終我們可以用三個替代。一個是綠電的替代，一個是可再生燃料去替代化石燃料，綠電替代灰電，還有綠色燃料的替代，三個替代最終會實現我們各行各業的碳中和和全社會的碳中和。

它基本的邏輯有這么五個方面。

一、新能源從補充能源走向主體能源

第一，最重要、最核心的是新能源從補充能源走向主體能源。目前火力發電，60萬、百萬的基礎可以連續供給，但未來一定走向新能源為主體的新型能源系統。但新能源有很多問題，波動性、隨機性、間歇性等，因此我們要重構能源體系，要構建新能源為主體的全新新型電力系統

第一，當然對我們國家來說要做到這一點非常有底氣，我國可再生能源開發利用規模穩居世界第一，截至2021年底，我國可再生能源發電裝機總規模達到10.63億千瓦，占總裝機的比重達44.8%；

2021年我國可再生能源發電量達到2.48萬億千瓦時，占全社會用電量的比重達29.8%。

2020年12月12日，國家主席習近平在氣候雄心峰會上宣布2030年我們光伏裝機將達到12萬億千瓦以上。根據交大的預測，我們實際可能會達到18億千瓦，到2050年、2060年會達到50億到60億。當然說這些我們也非常有底氣，因為全球排名TOP10光伏組件的企業，我們國家占了8家。TOP10風機制造企業我們占了半壁江山。

另外還有很重要的就是大家用得起用不起的問題？最近十年可再次生活能源發電由于技術的進步，成本下降的非常快。在這里我告訴大家兩個數據，一個數據是2021年6月國家電投在四川甘孜州正斗一期200MW光伏項目上報出0.118元/千瓦時最低價，創下中國光伏電站項目最低價紀錄。我國光伏已實現上網平價，陸上風電亦步入平價時代

另一個數據是在沙特阿拉伯有一個光伏電廠，我們所有組件都是中國出口的，它報了1.04美分一度電。光伏界科學家有一個目標，希望進入到一美分一度電的時代，現在看來這個已經為期不遠了。

同時我了解現在陸上風電，我們的西部成本控制在一毛八左右甚至以下，我們的海上風電要在“十四五”期間平價上網，這些太陽能和光伏的價格會重新定義能源的價格，不像以前天然氣的價格才是能源的價格。首先最重要的新新能源從補充能源走向主體能源，我們化石能源怎么辦？

二、化石能源從主體能源走向保障性能源

我一直有一個觀點，我們化石能源會從主體能源走向保障性能源，我們這么大的國家，這么多人口，所以我們不能簡單說棄煤、棄石油，所以要對我們化石能源來說是保障性能源，但是化石能源包括大型的發電，它也要實現零碳排放。

大家知道最近有一個非常熱的方向叫CCS或者CCUS，就是碳捕獲。即CO2的捕集、運輸、利用與封存。通過CCUS可以實現大規模的火力發電零碳排放，當然我們還要補充一個核能，最終作為一種保障型能源結合可再生能源發電，最終實現了大量可以用之不盡的零碳的電力。

三、再電氣化將成為碳中和重要路徑

有了零碳電力以后，我認為就是再電氣化將成為碳中和最重要的途徑，為什么加一個“再”呢？我們剛才講了法拉第發現了電磁感應現象，人類進入到電氣化時代，但是我們實際上現在來看我們電氣化時代水平不高。

2018年全球電氣化水平或者電能占終端能源消費的比重為19%，我國為25.5%。 預計到2050年全球電氣化水平將高于50%-70%。根據IEA研究結果，2060年25%的碳減排來自于電氣化的貢獻。

因此如果我們有了大量零碳電力以后，特別是可再生能源的大力發展，我們叫以電代煤、以電代油、以電代氣，能電氣化盡可能電氣化，由此實現工業、建筑、交通領域的再電氣化，實現我們各行各業的脫碳和零碳，這我想是極為重要的路徑。

四、可再生燃料將與零碳電力形成二次能源脫碳的重要組合

我們講了針對我們的企業、工廠、學校用的是二次能源，二次能源最重要的一個是電力，一個是燃料。燃料怎么辦？我們交大曾經做過全國的能流圖，目前我告訴一個大數，目前大概我們電力和燃料的比例是多少呢？目前我們一份電力，二份燃料的比例，到了碳中和那一天是倒過來，那個時候電力會變成兩份，燃料還是不可或缺，很多地方不可能全部電氣化，燃料會變成一份。因此我提到一個觀點，可再生燃料將會以零碳電力形成二次能源脫碳的重要組合。

講到這一點，需要說明的是，因為零碳電力具有波動性、隨機性等，因此儲能變得非常重要。一講到儲能大家會想到儲能就是抽水性能、壓縮空氣儲能物理儲能，也會講到電化學儲能，比如說鋰電，現在在發展的鈉電，固態電池包括液流等，這都是電化學的電池儲能。

還有一個非常重要的儲能方式，就是叫燃料儲能。我們可以通過把零碳電力做成各種燃料，這個燃料來說也是非常好的儲能形式，而且非常方便運輸、儲存。所以這對電氣化的行業可以發揮非常重要的作用。

五、從基于地下自然稟賦的能源開發利用走向基于技術創新的新能源開發利用

最后一個邏輯關系，就是我們未來總的發展方向，會從目前基于地下自然稟賦的煤、石油、天然氣能源開發利用，走向基于技術創新新能源的開發利用。大家知道目前實際上全球來說地下資源儲量是極不均勻的，我們有過數據，全球儲量占到前五位的國家，占到煤炭儲量的75%、石油儲量的62%，天然氣儲量的67%。

但是全球所有國家都能夠充分利用我們的陽光，由此產生的風、水等，因此未來怎么能夠把陽光、風更多轉化成我們的電力，能夠基于創新的新能源的開發利用，這是我想講的基本邏輯五個方面。

下面就是我再講一講碳中和愿景下我們車用燃料應該怎么辦。

車用燃料像我們可以利用大量的富余的棄風、棄光的，歐洲現在有很多叫做什么？負電價的時間，我們完全可以把電力做成什么？把零碳的電力做成各種可再生的燃料，它是從石油過來的，陽光過來的，從零碳電力過來的。

這里面大家都比較熟悉的，比如說我們首先可以制氫，目前發展的高效低成本大功率堿性電解水制氫，應該講已經完全工業化了，現在正在做國內也在做，交大也在做研究，用碳制氫。還有更為效率高的用SOEC就是固態氧化物的電解水制氫，這些未來應該講制氫是目前來說最看得到的，相對來說已經走向工業化的這一條路徑。

第二， 氨現在也引起世界各國的重視，氨以前是我們知道的化肥，但氨實際上是無碳的燃料，電解水制氫以后，我們把空分得到的氮氣通過一個工藝完全可以做成氨，這個因為是用陽光做的，是可再生的。還有我們可以用什么？直接把空分的氮氣和水通過電解的辦法，電化學的辦法來做氨，這都是用綠電來做未來的燃料。

第三，更徹底的也是可以使我們基礎設施可以共享的，我們可以做合成燃料，做了合成燃料更多的是液體燃料，這個概念是這樣，大家知道這個公式CxHy + O2→CO2 + H2O，這個就是所有的碳氫燃料在大氣當中燃燒產生二氧化碳，為什么二氧化碳越來越多？

我們有沒有把這個公式倒過來寫，我們把二氧化碳和水倒過來做碳氫燃料，這實際上是可行的，關鍵是要加入能量，能量從哪來？如果我們從綠電過來、太陽能過來這就是非常可行的方法，而且可以擺脫對石油的依賴。

目前來說，自然界已經發生了，我們的光合作用、陽光水、二氧化碳生產碳水化合物，那些大豆、玉米可以做成油，這就是自然界的循環，但效率比較低、時間周期比較長。所以目前有兩條路徑比較有商業化前景的，一個就是用熱催化的辦法，一個是用電催化的辦法，我們把陽光、水二氧化碳可以做成各種液體燃料，包括合成柴油、合成汽油、合成航空煤油，包括做甲醇、二甲醚等。

而且這樣可再生的合成染料，我們從整個儲能的路線來看，一個是儲能的時間，因為儲能分為短時，中短時、超長時的，還有是儲能的規模來說，我們可以看到可再生的液體燃料，它又是最有優勢的，從時間和規模上來說是最有優勢的。

當然這個里面講了，現在目前已經可以做到的一條路線，我們用電解水制氫和捕集二氧化碳我們來做甲醇、二甲醚，這條路線實際上世界上已經有示范，

Carbon Recycling International （CRI）公司在冰島建成了世界上第一座基于CO2循環利用的商業化甲醇廠。通過冰島豐富地熱發電并電解水制H2，利用H2與地熱電站排氣中的CO2合成可再生甲醇，甲醇年產能已達4000噸。這個工廠叫喬治奧拉工廠，喬治奧拉是美國諾貝爾獎獲得者、化學家，也是他最早提出了這么一個概念。

我們還可以看一下第二條路線也是認為非常有前景的路線，是電催化、電化學的辦法，它分成高溫和低溫的，就是把燃料電池的逆過程來做，有高溫SOE，實際上最后我們可以通過生成合成器，一氧化碳加氫之后可以做合成汽油、合成柴油，包括用甲醇、二甲醚，這條路線應該講國際上也是非常熱的熱點，現在也有示范裝置。

交大為了這個兩年以前成立了可再生合成燃料的中心，我們正在做兩條路線，低溫的路線和高溫的路線，也包括我們也做了二甲醚新型燃料就是零碳的燃料，包括氨和氫的，包括車用甲醛相關的研究。

這是未來的應用前景，這個前景我們將來這個燃料擺脫對石油的依賴，我們可以從綠電，特別是富裕的綠電來做各種燃料，有分布式也可以做集中式，我們看上面這張圖，我們可以利用屋頂的光伏，就是把陽光產生的綠電、光伏電、水和二氧化碳在一個小型的撬裝裝置里就可以合成汽油和柴油，我要開車，這個油就可以給車加注就可以走了，我自己不開車，我可以賣給加油站讓大家去分享。

因此我對未來在能源綠色轉型的大背景下，汽車的用能我想首先我們的前提是會產生大量甚至很多可以利用太陽光、陽光，我們可以得到取之不盡、用之不竭的大量綠電，這些綠電電動汽車一定是大趨勢。

但我同時說，我們通過大量的綠電可以做各種各樣可再生燃料，這些可再生燃料我們可以用于內燃機等，這又是一個另外的發展方向，我想這些都一定是多元發展，最后由市場決定，用戶來選擇到底用哪種類型的燃料的車子。

最后我也有兩點建議，針對我對剛才的一些思考，首先針對汽車動力系統，要從汽車“油耗”標準向“碳排放”標準轉變，采用全生命周期碳排放評估方法，盡快制定車用低碳和零碳燃料標準。

第二，建議盡快出臺我們國家碳排放的法規，歐盟早已經出臺了，我們盡快出臺汽車碳排放法規，適時出臺燃料碳稅，引領汽車動力走向低碳和零碳。

最后，我想講的是，過去人類的文明是從石器時代走向鐵器時代，并不是說我們先人真的把石頭用完了，昨天的汽車一直依賴于上億年以前陽光照耀的產物，也就是我們的化石燃料，所以我想明天的汽車，用的是每天的陽光都可以給我們提供取之不盡的綠電和各種可再生燃料，這就是我今天的演講。

最后一張圖片，就是未來燃料的前景，給大家分享，謝謝大家。


（注：本文根據現場速記整理，未經演講嘉賓審閱 ）