能源新闻网讯，9月16日，以“能源安全 绿色转型”为主题的2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。

开幕式后，与会领导来到华为、国家能源集团、隆基等展区，参观了论坛举办的科技成果展览展示。论坛期间，还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

下面是九大专题分论坛之2023“能源谷”建设发展论坛活动中深圳大学特聘教授 中国工程院院士谢和平先生的发言：

尊敬的甘书记，各位专家和领导，我很高兴参加这次论坛，专程从深圳早上五点多到现在飞了三个小时，我专门搞了一个PPT，跟主题很一致的能源转型趋势和未来技术探索。

我简单地说，用数字说明全球能源转型的趋势。我从中国、东盟、美国、欧盟四个区域，说明全球能源转型的趋势。对电力终端能源消费的比重在不断地加快，速度也在增长。同时我们中国人均3%的能源消费增速支撑了人均6.2%的GDP增长，这个趋势也是我们看到的。

另外，全球能源加大可再生能源的使用，增长速度很快，大家看到氢能成为未来能源新的形势，中国、东盟、美国、欧盟都是这样的，从世界各个区域的战略规划和未来研究，发展国家的决策都是明显增长的。

面向21世纪，无论碳中和发展、社会发展、经济发展，最终能源终端形式只有三个，无论你是什么能源来路，无论你哪来的能源，就是电、氢、热，电总共占终端能源的60%-70%，氢15%-25%，热也是10%-25%，未来的能源终端形式最终就是电、氢、热。就重要形式来说氢很重要，并且最近也很热，大家都在说，因为氢有四大功能，它能够达到长时效的储能效果;它可以直接拿来用;可以转化能源，从电到氢，从氢到电可以转化;氢本身就是一种燃料，直接作为燃料做，包括现在的发电机全部都在用氢动力系统，氢能在未来转型里面扮演重要的角色，从能源的供给侧、需求侧都有不可替代的作用。

无论怎么说，未来的趋势电占主要比重，必须是蓝电和绿电，我们的煤电不可能替代和消除，但是煤电未来必须标配CCUS。。氢也一样，氢也必须是蓝氢、绿氢，不应该是灰氢，不能以现在目前的成本，煤制灰氢很便宜，也可和可再生能源对接变成绿氢。总的来讲，能源全球趋势未来必然是这样的形式，能源未来技术要落脚在哪里?一是如何低碳CCUS，以及未来零碳排放的能源技术，所以说技术突破是核心变量，如何把技术突破变量转变为经济、社会发展的增量，这是我们当前中国重大改革的内涵所在。

发展能源未来技术如何实现高水平的科技自立自强，什么叫高水平?就是做原来没做过的，做高水平科技自力自强不是自力更生，自力更生就是别人有的我自己要做出来，别人不卖给我们买不了那叫自力更生，我们不是自力更生，而是要真正的自立自强，不光是不被卡脖子，还要去卡别人的脖子，这才叫高水平的科技自立自强。

我现在讲一下自己团队在能源未来技术里的探索，总共有九个领域的技术，时间关系我只讲前面五项。

总的来讲，我从2009年开始我们团队就是做别人没有做过的，做超越别人做过的。开辟能源认知的疆域，探索能源未来全新路径，这是能源领域未来技术的思想和目标。

首先是CCUS，时间关系我只讲前面两项。

一是电化学捕集技术，一乙醇胺化学吸收法和物理吸附法是国外的技术，每度电捕集两毛钱。我们2018年开始有了全新的原理，提出了捕集技术，以电化学制作耦合新的原理进行捕集。理论上现在能耗370 kWh/吨，理论上37 kWh/吨，我们这个技术做到了67 kWh/吨，我们现在将近它的理论值，并且很稳定。这里面有个问题我们还在攻关，这个技术如果能实现规模化，如果每度电按捕集只要几分钱，我想我们的企业家为什么不去捕集，为什么把它排出来?所以必须有颠覆性的原理和技术，使成本降到基本上可以忽略不计的情况下，自然就会零碳、低碳。

二是二氧化碳发电，二氧化碳我们觉得不好处理，现在国际上谈气候变化，奥巴马他们提出了CCS，二氧化碳捕捉封存，作为政府项目是可以的，但该技术成本高，同时存在CO2逃逸的风险。从2009年开始我们国家就提出CCUS，把二氧化碳怎么用起来，我们提出二氧化碳能不能够资源化、能源化利用?中国石化与四川大学共同组建了CCU研究院，每年给我将近一千万的研发经费。二氧化碳同样可以能源化发电，资源化利用，这个工作我们一直在攻关。简单的碱性矿物与CO2和钠盐添加剂矿化反应输出电能，并联产碳酸氢钠等化工产品，二氧化碳与碱性矿物反应通常只能生成碳酸盐，并放出热。我们有个全新的想法，2014年一个小的二氧化碳矿化发电的电池，可在不需要外界提供能量的情况下实现CO2矿化反应过程并向外界提供电能和高附加值化工产品。2014年我们把功率提高到5.5W/m2，2015年提高到45.6W/m2，2017年提高到65.55W/m2。2019年我们做到了96.75W/m2，在实验室。这是什么效果?这意味着二氧化碳和碱性矿物一起发电，达到了96.75W/m2这样一个功率密度，快接近光发电的水平，远远高于微生物电池的水平。如果这个能够规模化、产业化，二氧化碳还可以不只是处理它，还可以作为能源。

这是我们做的千瓦级的二氧化碳矿化利用中试，二氧化碳处理了，废物处理了，还可以产生资源化利用，二氧化碳的利用CCUS全新路径我们做了很多研究。美国能源部部长朱棣文专门到我实验室，对我们的成果高度肯定。

三是地热，全世界都知道地热资源很丰富，可以无限。我们国家是全球第二大地热能源，地热现在是简单的制冷、供暖、温泉，是替代能源。我认为地热资源如果你不发电，不作为能源，在能源里面永远没有你的角色，永远是资源。核心是地热发电怎么突破?美国很重视，专门拨了1.4亿推动地热能开发与利用。传统涡轮机地热发电效率通常小于10%，ORC也是12%，多在制冷方面。我们能不能突破发电技术?我在深圳大学五年之内做了三项技术。一是热伏发电、二是原位发电，三是磁悬浮发电。

时间关系，我只讲前面两个。

第一，2018年我提出的热伏发电，研究温差材料设计发动机，从原理上，从热力学、电容力学和电学设计全新的热伏发动机。我们从2018年一个小的发电单元25瓦，2021年到500瓦，去年1100瓦，今年我们做到了2000瓦，全新的由温差材料设计的发电机发电。这是全世界首套最高发电规模的发动机，处于领先水平，我实验室刚刚做了一个2000瓦的，在高温90度，低温20度的情况下有2000瓦的发电规模，这个我们现在要去青岛试，如果试验成功今年两会会作为首创地热发电成果。时间关系，点到为止。

第二，原位发电，地热开采全国都是这样，把地热、水再利用，围绕平衡再回来。我就想能不能热和水都不出来，就一口井，搞科学研究就可以大胆想，这是我在黑板画的想法，就一口井，热和水都不出来，出来的是电。我们设计总共构想的实施方案，出来就是电，我们在实验室试，首先是26瓦的构想，一个井出来发电，做成了。后来我们到了500瓦，现在正在设计攻关1000瓦，如果这个能做成，大家想想一口井出来就是电，一口地热井相当于一个小电站的效果。如果这些能实现，我们地球是活的，地球任何地方都有地热，看你打多深，这样的话地热作为能源就会取之不尽。核心是从原理和技术上攻关，实现它的发电效率和规模上去，未来是地热+多能互补的，任何地方都可以搞零碳园区。

四是零碳排放的直接煤固体燃料电池发电技术，当前脱硫脱硝除尘已经接近世界领先水平，大家都把它当成一个问题来提，就因为有碳排放。我想我们煤炭发电能不能没有碳排放?我就提出我们煤炭不通过燃烧，碳出来就是电，一氧化碳和氢气，碳在我的体系里面能源化，煤炭不能够燃烧，通过透氧膜直接发电，变成一氧化碳和氢气，整个发电的未来技术就没有碳排放，那么我们煤电就是真正清洁的、零碳的未来技术体系。

这方面我们这五年来在三方面取得突破，突破一：直接煤燃料高效催化技术。前年我们电的研究发表了，因为是全新的。我们异想天开的想法行不行?然后再谈能源效率、经济性和规模化，这个可能是十五年以后、二十年以后未来技术，但是作为一个探索，作为科技工作者的探索。我有一个梦想，如果这个梦想能实现，这是我在学校推的，怎么破除没有碳排放的煤炭不燃烧发电的几个路径，这是我在学校画的，我们自己去提想法和推公式。这是我的一个梦想，我是煤炭行业出来的，如果我们彻底颠覆现有的煤电IGCC发电方式，实现没有碳排放，真正破解煤炭发电没有碳排放的问题，使煤炭本质上成为清洁能源，对于我们这样的一个国家，我们的资源禀赋不是煤多，相对油气来说煤富一点，“富煤缺油少气”，对我们来说是非常有必要的，是这样的未来技术。这是真正的未来技术，我也没有自信说十年能做成，十五年能做成，二十年能做成，但是我们应该这样去努力、去探索。

五是海水直接制氢的问题，海水是取之不尽的，如果我不到深圳去，如果我在北京和成都不会想到做海水，因为我是能源学部的院士，2001年当的院士。大湾区和深圳都是外供能源，这样的地方要想发展能源安全怎么保障?如果自己能够自供能源才是区域发展长远的战略，我就想深圳大湾区有什么资源禀赋?

第一，海水资源占地球水总量的97%，那就取之不尽，并且海水是不受边界领土限制的，对于一个国家的能源安全也很重要。海水制氢，70年代初Williams提出海水生态化，变成纯净水制氢，他提出能不能不淡化直接制氢?但是破解不了，因为海水里面有92种复杂元素，氯离子、钠离子、细菌、杂质等，会对电解槽部件产生腐蚀和毒性，海水中杂质也会导致催化剂的失活。五十年来MRT都在攻关，都很难解决，没有一种催化剂能够全部破解90多种复杂元素的影响。总的来讲是怎么化解复杂元素的影响。我开始也带了一个博士生，跟着他们做催化剂，也在国际杂志发表了文章。后来我一想不能彻底解决，我就想能不能换一个思路，从力学另外一个角度来想，从力学和物理的角度，我就想能不能海水无淡化、不额外耗能、无额外催化剂、无特殊膜材料制备隔离直接制氢。然后我们就把理论推出来，从化学的领域，从物理力学和化学结合，提出了海水原位无淡化直接电解制氢思路与技术构想，理论上实现空间很大，我就很兴奋，我们赶紧去试。拿了三吨海水来试，试了以后效果非常好，非常稳定，3200个小时没有任何副反应，并且电解效果很好，我们很兴奋。我们直接投了《Nature》正刊，我们团队的人说这个成果做起来感觉不是很难，《Nature》正刊副编辑给我们的评价很高，“很少有论文能够令人信服地从海水中实现规模化稳定制氢，但该论文的工作恰恰做到了这一点”。我们的污水、废水，包括泡澡水都可以来制氢，不需要纯净水才能制氢，完全颠覆了过去的认识。这是我们非常了不起的成果我们认为。

因为我觉得这个很有意义，想赶紧找中国的企业合作，我找了国内很多企业，只有东方电气的余董事长很有眼光，因为我这个没有立过项，自己拿别的钱来做的，共享知识产权，工程示范产业化企业来做，因为我有经历，我在做别的颠覆性技术。东方电气非常有魄力、有眼光，给了我三千万，我就跟它签了协议。我们论文发表不到20天就签协议了。

发表以后国际上包括BP公司，包括欧洲清洁公司都跟我们联系，希望我们提供装备，大家互谈条件，必须有专利和内部资料、技术方案，一想到我们把资料给它，中国的技术不就到了他们手里吗?我就想我们好不容易有这么一个原理颠覆技术，能不能在中国的大地上首次把它做成功，把它首次工程示范和产业化，做到后面其他国家一起跟进加盟产业化没有问题，我作为一个中国学者希望我们自己的好原创和理论技术，应该在中国大地上首试。

我的梦想是在中国的大地上完成首次海试、首次中试，首次产业化。我们5月底在福建兴化湾海试成功，我们这个原理和技术在大海里，和海上风电直接对接，这是我们总的海试制氢平台，把我们的装置直接沉到海水里面去制氢，把海上风电交流变成直流，以及制氢以后的主动系统。

这是现场一分钟的视频，当时我们跟工程院报告，工程院马上派了一些院士，上个月27日专门到那里现场考察，因为28日就来台风了，27日拆装回来，直接到三峡福建海上风电区域，和他们58号风机直接对接，在大海里面直接把海水制氢这样的过程。这是58号风机，是东方电气制造的，隶属三峡集团。对接以后现场制氢，时间关系不放了。

我们这个颠覆性原理，实验室的样机在大海里面3-8级台风，0.3-0.9米左右的海浪影响下，仍然很稳定地制氢，能耗也和现实一样5度电，以1.2 Nm3 H2/h规模，连续稳定运行10天，为什么是10天?第二天台风来了，我们不得不撤退，这是整个的过程。

海试取得了很大的效果，当时工程院专家组去考察给了很高的评价：首次实现了中国学者提出的全新原理技术在真实海洋里面是稳定、可行的，和海上风电直接消纳对接，实现海水直接像纯净水一样的电解制氢，这是世界级的首创，了不起。现在的技术，在德国、挪威，包括我们国家制氢，先把它淡化再制氢，然后再污水处理。我们这个不需要淡化，不需要输运，也不需要额外的催化剂和能耗，直接可以制氢。我们的成本和陆地上的纯净水制氢成本一样，并且比它还少一个土地，因为我们不占土地，我们在大海里面，土地的折旧成本不需要，我们的成本比陆地上制氢还少土地费。我们只是无占地面积等设施和污染物处理成本，单位质量氢气大概算下来是15.89-21块的成本。

如果我们的目前海水直接电解电耗第一代技术是5度电，我们正在攻关第二代是4.5度电，第三代是4度电，如果这样下去未来如果当电价低于0.23元/度时，海水制氢成本与煤制氢+CCUS相比具有竞争优势;当电价低于0.15元/度时，海水制氢与煤制灰氢相当;当电价低于0.11元/度时，海水制氢成本将完全低于煤制灰氢成本。未来如果取得海上风电的技术进步，电价一下来还有优势。因为如果把海上的风电成本作为我们一体化前期成果，电价就跟不要钱一样的。

我们下一步要打造这样一个原理技术的新赛道，根据这个原理技术产业链的新赛道，我们正在做这个事情，这是我们正在海试的第一代，正在攻关第二代，要探索第三代，构想第四代，为全球打造一个新赛道，还要技术领跑新赛跑，这是我的一个宏伟构想。我们现在第一步完成验证了，第二步规模化，第三步产业化，大概就这么个想法。时间关系，不讲了。

我想通过我们的研究能源未来技术来支撑我们国家倡导的，中国高水平科技自立自强，关键是要打造新赛道，做别人没做过的，做超越别人做过的，形成新格局。什么是新格局?我们的学者要多讲自己做了什么，自己的原创技术。我们的资本投资前沿探索，投资未来技术;一流企业应该攻关核心技术、发展自主技术、创造产品装备先进企业发展成熟技术，升级现有技术，制造产品装备。我们应该努力做这些东西。

总的来讲，我们一定要从过去包括现在“跟踪”研究，“掌握”技术，“制造”产品，我们的领导往往担心哪里有个好技术，去把技术买来，如果我们能够卖技术和卖专利才是中国真正的自立自强，形成一个新格局“原创”研究、“独创”技术、“创造”产品，根本上要从原理和技术上去颠覆和突破，我们希望政府、资源和社会资本去选、去投真正能够进行原理上原创，技术上独创的人和团队，这是我个人的想法。

我们院士正在改革，大多数院士都在一线搞科研，院士带头搞创新，带头弘扬科学精神，带头起表率作用，我们一大批院士小则60多岁，我快70了，我现在是再创业。要当战斗员，亲自干;要当指挥员，培养人才带团队;当好参谋员，战略谋划;做好宣讲员进中小学校园科普。我们一起努力，谢谢大家!

本文系能源新闻网整理自谢和平在全球能源转型高层论坛中九大专题分论坛之2023“能源谷”建设发展论坛演讲实录，未经本人审阅。