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新能源技术

致敬践行“碳中和”理念的偏执狂们

发布时间:2021-09-29 16:09:43    来源:费敬银原创

致敬践行“碳中和”理念的偏执狂们

费敬银

西北工业大学 710072

Emailjyfei@nwpu.edu.cn

Mobile: 13991120876

 

一、碳排放现状

全球碳排放总量约为300多亿吨/年。其中,美国碳排放占比16%(美国人均碳排放量:17.6吨/年,排名世界第一),中国碳排放占比28%(中国人均碳排放量:6.6吨/年)。其它国家碳排放共计占比56%(数据来源于“中央电视台”科教频道)。

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碳排放现状

 

众所周知,人类目前的碳排放总量,已经远远超出了地球自身的汇碳能力。温室气体的不断增加导致地球的生态环境日益恶化,威胁着动植物的繁衍、生息。

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碳排放“世界地图”

 

二、碳排放的构成(以中国为例)

人均碳排放量:6.6吨/年。其中:

1.人体生理代谢过程中的所碳排放量约为0.1吨/年;

2.人均化石能源(煤炭、石油等)消耗所产生的碳排放6.5吨/年。

6.6吨/年的人均碳排放量中,仅人们利用生活热电、交通工具这两项的能耗,所产生的碳排放占比高达66.3%,是人均碳排放量的主要构成部分。

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不堪负重的地球环境

 

三、“碳中和”的含义

通过采取有效措施(如植树造林、恢复海洋生态、节能减排等)汇碳,使汇碳总量与排碳总量达到平衡,实现二氧化碳“零排放”的目标,是“碳中和”概念的原始定义。

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碳中和概念图解

 

四、实现“碳中和”的方法

树木或植被是天然的“碳中和”主体。有资料介绍,每10平方米的树木或25平方米的植被,可以通过光合作用,吸收一个人呼出的二氧化碳,并提供人体所需的氧气。

但是,如果要吸收掉人均排放的碳当量,将需要造林660平方米/人、或种植植被1650平方米/人。

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仅靠自然汇碳无法实现碳中和目标

 

显然,以中国现有的人口及土地现状,仅靠种植具有光合作用植物,无法满足“碳中和”的要求。只能依靠:1、节能、减排(减少化石能源的消耗量);2、开发、利用“零”碳排放(或低碳排放)的新能源。

解决“碳中和”问题的具体措施包括(但不仅限于):

(一)、充分利用太阳能光-热转换装置

太阳能热水器、太阳能空调等光-热转换装置是太阳能利用率最高(90%)的无碳排放新能源形式。冬季享受阳浴是最健康的环保生活方式

 

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(二)、提高风电、水电、光电在能源供给中的比例

当前,国家的电力结构是,火电占73.00%;水电占12.47%;风电占7.28%;核电5.04%,其它如光伏发电可以忽略不计。

热电产生的碳排放占总排放的42%。因此,减少使用来自公共电网的电力,有利于降低碳排放的总量。

在充分进行环评的基础上,在有条件的地方,适度建设无碳能源(风电、水电、光电等)供给基地,可降低热电在电力供给中的比例,有利于降低碳排放。

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开发环保的储能装置,如储能电池,电解制氢等,将太阳能利用中剩余的能量转换为可贮藏的电能或氢能。

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氢能(零碳能源):解决人类能源危机、环境危机的未来之能。

 

五、为实现“碳中和”目标默默奉献的偏执狂

在氢能尚未普遍使用之前,实现碳中和的主要途径:

(一)、提高太阳能的利用效率

有多种利用太阳能的形式,光伏发电(光—电转换)是能量利用率的最低的一种形式,远低于风电、水电的能量利用率。光-热转换具有最高的太阳能利用率。

例如,在开发利用太阳能的过程,太阳能热水器是光—热转化效率最高、制造成本最低、推广使用最容易的节能技术。充分开展“太阳能光谱选择性吸收技术”的研究,可进一步拓展太阳能光热转换技术的应用范围(参见费敬银论文:太阳光谱择性低电流黑铬镀层研究,太阳能学报

(二)、开发利用新型节能技术

在不改变生产、生活现状的前提下,新型节能技术的推广应用,是实现碳中和目标的最佳途径。

例如,西北工业大学国家大学科技园资源节约环保型表面功能材料工程研究中心研发的“室温超快速镀镍技术”,可以将当前的镀镍能耗降低50%以上。

(三)、修复、再制造失效产品

降耗是实现碳中和目标的最简单方式。在制造业领域,适时修复劣化的产品或装备,恢复其使用性能,与制造同类新产品相比,其减碳效果提升90%以上。

例如,采用FJY系列电刷镀技术修复工程机械、冶金机械、矿山机械等是实实在在的减碳方法(参见“中国刷镀网”中的典型应用)。

 

(三)、修复、再制造失效产品

降耗是实现碳中和目标的最简单方式。在制造业领域,适时修复劣化的产品或装备,恢复其使用性能,与制造同类新产品相比,其减碳效果提升90%以上。

例如,采用FJY系列电刷镀技术修复工程机械、冶金机械、矿山机械等是实实在在的减碳方法(参见“中国刷镀网”中的典型应用)。

(四)、身体力行“减碳”生活方式

开车出行(特别是开充电汽车出行是高耗能的出行方式)产生的碳排放,占人均碳排放的60%以上。因此,调整高耗能生活方式,可实质性地降低碳排放。

更有甚者,当有人得知牛的生活方式不低碳时,她拒绝吃“牛”产品的决心是真实而坚定的

 

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FEIST镀层厚度监控电源.jpg

FEIST镀层厚度显示电刷镀电源

 

FJY电刷镀修复局部缺陷(凹坑、压伤等,潍柴动力交流,21-03-13)7.jpg

FJY系列环保、多功能电刷镀溶液

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