周宏春:碳达峰碳中和需要创新驱动和技术支撑

选择字号:   本文共阅读 105 次 更新时间:2021-11-19 23:21:01

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周宏春  

  

   推动碳减排乃至碳中和,实现经济社会可持续发展,成为各国应对全球气候变化的共同选择。

   碳达峰、碳中和本质上是依靠技术进步和创新,更多地利用太阳能、风能等可再生能源,支撑人民群众福利水平的不断提升,支撑经济社会的可持续发展;碳达峰、碳中和是能源生产、消费和技术革命,而不是让群众回到“面朝黄土背朝天”的农耕社会。

   能源革命由创新和技术进步推动

   碳达峰、碳中和将引发以去碳化为标志的科技革命,从而为全球科学家和社会各界提供广阔的创新平台和合作空间,催生基础研究领域一系列新理论新方法新手段,孕育一系列重大颠覆性技术创新,带来新产业、新交通、新建筑、新能源乃至新的发展方式和消费模式。

   纵观世界历史,每次能源革命都是由技术革命引发的,由发明某种动力机械带动对能源资源的开发利用甚至引发工业革命。蒸汽机的出现引发以煤炭大规模开发为特征的第一次能源革命;内燃机的诞生促发以石油开发利用为代表的第二次能源革命。而今,可再生能源开发利用将成为第三次工业革命的动力,不仅要替代煤炭、油气等化石能源,电、氢及其载体(如氨)可能成为新的能源组成,构成全新的能源体系。

   无论是能源生产端低碳化,还是能源消费端提效,都离不开技术进步以及创新的支撑。碳达峰碳中和将成为世界各国技术进步和创新的“竞技场”。实现“双碳”目标,既要材料、制造工艺和能源等方面的技术更新迭代,也要工业、农业、交通、建筑等领域的挖潜提效,提高能源利用效率。

   在我国的能源生产和消费活动中,化石能源占据着极为重要的地位。现阶段,我国用得最多的能源是煤炭、石油、天然气、可再生能源与核能等化石能源。2020年,我国能源活动中,化石能源活动占56.8%,排放的碳占比很大。

   因此,为了减少化石能源碳排放,我国对相关技术进行了大量研发、创新和应用。例如,钢铁、水泥、化工等高能耗高排放大户中,碳排放量主要与生产技术工艺相关。实现工艺流程低碳再造是碳减排的关键和核心技术。我国为了推动化石能源向高值、高效和清洁转化发展,在碳基分子转变为化学品和新材料等方面进行了关键技术攻关。

   科技部依托重点研究计划,在煤炭清洁高效利用和节能技术、可再生能源与氢能技术、储能与智能电网技术等方面部署了一系列研究,未来还将启动“碳中和关键技术研究与示范”重点专项。

   中国科学院完成了“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”“低阶煤清洁高效梯级利用关键技术与示范”等项目,启动了“变革性洁净能源关键技术与示范”战略性先导科技专项,以能源技术革命推进能源革命。

   在“双碳”领域“领跑”成为新时代新使命

   放眼未来,碳达峰、碳中和是一场新技术、新产业、新市场的赛跑。在这场系统性变革中,中国将与发达国家同场竞技。在“双碳”目标下,我国经济社会系统性变革必将孕育全新的科学技术与工程;能源生产、消费、结构等将出现革命性的变化。

   我国以化石能源为主体的能源体系将转变为以可再生能源为主体、多能互补、高效利用、智能化管理的低碳能源体系,并带动我国能源相关制造业的转型升级和绿色低碳发展。

   太阳能、风能、水能、生物质能等可再生能源的利用过程不排放二氧化碳,对环境和气候相对友好。近年来,我国积极布局和大力发展可再生能源产业,有关数据显示,“十三五”期间我国水电、风电、光伏、在建核电装机规模等多项指标保持世界第一。但与化石能源相比,可再生能源有能量密度低、时空分布不均、发电间歇性、成本较高(初期尤其如此)等缺点,一定程度上限制了其规模化应用。

   因此,根据中央财经委员会第九次会议的精神,能源领域的绿色低碳发展有几项重点工作:

   首先,要打通能源之间的联系,促进多能互补、温度对口、梯级利用;

   其次,发展大规模储能技术,以有效解决电网运行安全、电力电量平衡、可再生能源消纳等问题;

   第三,研发能源转化新途径,减少传统能源利用中的二氧化碳排放,或将二氧化碳转化为高碳材料;

   第四,氢能技术、先进安全核能技 术 、 二 氧 化 碳 捕 集 利 用 与 封 存(CCUS)技术等要协同共进,突破储能、智能电网等关键技术,构建清洁低碳安全高效经济的能源体系。

   工业领域,要发展原料、燃料替代和工艺革新技术,推动钢铁、水泥、有色、化石等高碳产业生产工艺流程零碳再造。交通领域,要加快发展新能源汽车技术,形成绿色低碳交通运输体系。建筑领域,要推进建筑-光伏一体化进程;采用分布式蓄电方式实现充电桩与新能源汽车智能连接;进行直流配电,并实 现建筑柔性用电,发展形成“光储直柔”智能系统。

   要发展碳汇、碳捕集利用与封存等技术,以及非二氧化碳温室气体减排技术,另辟蹊径,走出一条符合中国国情的碳中和之路。

   我国应加快部署低碳领域的国际前沿技术研究,提升我国在低碳环保领域的技术优势和储备,应当加强技术集成耦合创新,注重颠覆性技术创新和推广应用。

   2020年10月,由中国科学院大连化学物理研究所主导研发的“千吨级液态太阳燃料合成示范项目”成功运行,中国科学院院士李灿总结道,“液态太阳燃料合成提供了一条减排二氧化碳,以及可再生能源到绿色液体燃料生产的全新途径。”这是实现我国“双碳”目标的有益探索。

   未来什么技术路线将成为“主角”,技术经济性和规模化应用是关键因素,因而需要更好地发挥市场配置资源的决定性作用。

   碳达峰、碳中和是一项极为复杂的系统工程,事关中华民族永续发展和人类命运共同体建设。电力和能源过程低碳化是实现“双碳”目标的关键,既要从可再生能源、核能、资源循环利用、智能交通、绿色建筑等方面提前做好技术储备,也要从政策机制上给予保障,要利用政策、法律、经济、行政、宣传等手段为“双碳”目标的实现营造良好环境,依靠理论创新、技术创新、制度创新、文化创新等途径,推动中国实现在“双碳”领域“领跑”,推进全球气候治理迈上新台阶。

  

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文章来源:科技与金融杂志

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