华夏能源网获悉，11月9日，中国工程院院士、上海大学副校长吴明红在2023世界储能大会上发表题为《碳中和背景下新能源的化学储能路径》的主题演讲。
在演讲中吴明红表示，美国实现碳达峰的时间是2007年，实现碳中和的时间为2050年，时间43年；欧盟实现碳达峰的时间为1981年，实现碳中和的时间为2050年，时间69年。而中国从碳达峰到碳中和只有30年，整体来看时间紧任务重。
此外，吴明红提出储能技术特别是长时储能技术、化学储能路径必将是大家关注的一个技术和环节。从能源转型来说，最受关注的能源之一就是氢能源。新能源到氢能再到储能，一定会往全面市场化方面不断前进。
最后吴明红表示，氨化学储能在未来，也将成为国际能源贸易主题。相信中国将成为可再生能源最大的输出国，绿氨有望成为能源出口的主要路径。
以下为吴明红演讲全文，华夏能源网根据演讲编辑后发布：
2019年来自全球一万多名科学家共同宣布，世界正面临着紧急变化的状态。而联合国环境署预测，如果按现行的碳排放政策，全球平均温度相对于工业化前水平上升3.4-3.7度，温度持续上升将带来不可预计的极端的天气以及生态平衡的破坏。因此碳中和成了大家共同关心的一个主题。
碳中和是解决全球气候变暖的有力途径，包括欧盟、美国和中国等都相继提出了低碳排放，解决全球气候变暖而造成自然灾害频发的问题。
从世界各国对于碳达峰和碳中和的承诺可以看出，包括美国、俄罗斯、日本、德国、加拿大、英国、韩国等都已明确了碳达峰、碳中和的时间。习近平主席在第75届联合会大会上明确的跟世界承诺——中国要在2030年之前达到碳达峰，并且力争于2060年前实现碳中和，这也是中国进入新发展阶段的一个重大战略决策。
从实际情况来看，我国碳中和面临时间紧、任务重的现状。美国实现碳达峰的时间是2007年，实现碳中和的时间为2050年，时间43年；欧盟实现碳达峰的时间为1981年，实现碳中和的时间为2050年，时间69年。中国要在30年内从碳达峰到碳中和，特别是我国还处于经济工业快速发展的增长阶段，所以各个领域都将承担非常重的任务。
全球约70%的碳排放来源于能源领域，所以要实现碳达峰碳中和的最终目标，我们必然会面临能源转型，包括能源空间格局优化以及能源结构优化等方面重要任务。
因此，我国以煤为主的能源结构到2030年碳达峰时，必然会以多元化能源结构为主的模式。再到2060年，我国的能源结构会形成以非化石能源为主的能源格局。
随着新能源的发展，我们的储能技术特别是长时储能技术、化学储能路径必将是大家关注的一个技术和环节。从能源转型来说，氢能源是最受关注的能源之一。新能源到氢能再到储能，一定会往全面市场化方面不断前进。
氢能有着巨大优势，它能充分燃烧，热值非常高，是真正的清洁能源。并且氢能可以通过各种风光电以及可再生能源获得。在零碳背景下，中国氢气消费量将会与日俱增，预计每年我国消耗氢能将达到8100万吨。但是氢能真正问题就是——氢非常的活泼。所以氢能在产业大规模应用之前，面临着安全存储和运输的问题。
目前最有效、最安全、最低成本的储能无疑是化学储能，这个化学储能包括我们通过碳补齐合成甲烷，以及电解质氢合成甲醇，还有合成氨等一系列的化学储能技术。化学储能将成为我们新能源产业的一个关键点，具有跨时代的意义。
什么是氨储氢技术，为什么说氨储氢技术备受关注？
液氨作为一个储氢的载体具有非常得天独厚的优势，首先是液氨具有高能量密度，氨的体积能量密度非常高，每升大概有13.6兆焦，一升的液氨相当于4.5升的高压液氢。如果是常压氢，相当于1200升，同体积的液氨要比液氢的容量多60%。
此外最关键的是它储运成本非常低，按照运氢按相关的工艺和条件来进行换算，运氢的成本大概要比运氨的成本高出几十倍以上。另外氨具有高安全性、易储运等优点，所以液氨作为氢存储和运输的载体，目前全球备受关注。
氨能够解决氢能产业大规模应用，但也存在一些问题，关键就是合成氨工艺。这个难度非常大，需要在超高压或者高温环境下才能实现。那有没有方法，能够在温和条件下，让氮和氢能够合成氨，关键就是先进的催化材料。
传统合成氨转化由于氮分子具有惰性的特质，氮氮三键的键能非常高，所以要打断这个氮氮键，就要克服它的非常高的壁垒。这就意味着沿用目前的氮氢合成氨的条件还是非常苛刻，一般要在100多个大气压以及催化剂作用下才能反应。
如果氨的合成能在温和条件下，实现高效稳定的氨氢转化，那这个路径就能走通了。因此如何开发温和条件下的转化催化剂成为关注的重点，这也是我们团队十多年来一直聚焦的关键问题。
我们的新型催化剂颠覆了整个氮氢的反应路径，通过动力学试验的数据以及反应路径和工艺来表明，全新的反应路径通过传统的电子集效应改变为体项的扩散效应，这样能够大大的引入氢负离子，全面的提高了催化剂的活性。
通过使用我们氢负离子的催化剂，氨转氢的条件大幅的下降。整个合成氨的压力可以降到5个兆帕。这是什么概念？一般在3-5个兆帕下以及温度在300-400度，比较温和的情况下就能非常有效的实现反应。同时氢负离子的催化剂与传统催化剂优势也非常明显，它的反应活性相当于铁附在新型催化剂的70倍，也相当于目前最新的钌基催化剂的15倍。
在催化作用下，我们可以极大的提高氮氮分解活性以及氮氢的合成高效转化，并且非常稳定，可以长时间可逆的循环，也为产业需求奠定了非常好的基础。
传统合成氨主要是大工业装置，严重依赖化石燃料制氢，在大型规模的碳排放情况下，才有可能满足这些超高温和高压的条件。而温和合成氨可以满足分布式合成氨，以及风光电获得可再生能源制氢的小型、移动式、分布式的绿电制氢合成工艺的要求，从而实现氨储氢零排放。我们能够非常有效的实现合成氨工艺，从而彻底解决传统合成氨高能耗、高污染现状，并助力碳中和。
氨化学储能在未来，也将成为国际能源贸易主题的未来。相信中国将成为可再生能源最大的输出国，绿氨有望成为能源出口的主要路径。
在风光电输送方面，我们通过长管输送氨，也能非常有效的实现可再生能源的消纳以及各行业深度的脱碳。绿氨能源属性里完全属于无碳的能源。氨本身也能作为船舶、航空运输以及氨燃料电池动力系统等方面应用，氨有望形成一个新的技术集群，新的产业链和价值链。
今天我分享了氨氢转化最新的研究以及产业前景，也希望能与我们企业家同仁们一起共同努力推动储能技术，使其成为引领能源产业革命，实现创新驱动发展的原动力。
