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以科技创新推动双碳目标实现
加入时间:2022-05-17  来源:中国环境报  
 
  “推动科技创新是实现‘双碳’目标的关键。”在5月14—15日召开的第二届全国碳中和与绿色发展大会上,中国气候变化事务特使解振华在致辞中指出:“当今世界正迎来一轮以低碳、零碳、负碳为特征的科技革命和产业竞争,全球绿色低碳转型的大趋势不可逆转。”“要加快推进绿色低碳科技革命,狠抓绿色低碳技术攻关,加速发展动能的新旧转换,实现经济、社会、能源、环境、健康、粮食多领域协同发展。”
  
  此次会议主题为“碳达峰碳中和技术”,由中国环境科学学会主办。会议旨在分享碳达峰碳中和前沿技术,推进绿色低碳技术创新发展。与会专家和代表就当前“双碳”的热点和难点,以及各行业未来发展相关问题等进行了交流和探讨。
  
  “不是一谈‘双碳’就是‘弃煤’‘弃化石能源’”
  
  中国工程院院士、上海交通大学碳中和发展研究院院长黄震认为,面向碳达峰、碳中和,我国面临挑战,要大力推进能源转型,发展新型电力系统与可再生燃料。从基于自然禀赋的能源开发利用走向基于技术创新的新能源开发利用,构建清洁零碳、安全高效的能源体系。
  
  “不是一谈‘双碳’就是‘弃煤’‘弃化石能源’。面向碳中和的能源变革,绝不仅是一个能源问题、一个环境问题,它们是一个全局性系统性问题。”黄震表示,“双碳”目标不是一蹴而就的,而是要循序渐进,先立后破,先构建起新能源为主体的电力系统,再逐渐减少化石能源的使用,最终零碳排放的化石能源+ccus(碳捕获、利用与封存)仍将是不可或缺的保障性能源。
  
  清华大学能源环境经济研究所所长、教授张希良说,煤电将会起到调峰作用,通过加装ccs(碳捕捉与封存),实现化石能源的低碳化利用。电力消费总量会显著上升,占到总量的70%,电气化很重要。通过模型分析,若要实现到2060年能源系统净零排放的目标,电力行业在2045年应达到零排放,之后要实现负排放,2050年实现-1.1亿吨二氧化碳,2060年实现-5.6亿吨二氧化碳。
  
  “碳中和与经济社会发展不是对立、矛盾关系”
  
  对于如何正确理解“双碳”与经济社会发展的关系,与会专家表达了自己的观点。
  
  科技部中国21世纪议程管理中心主任黄晶认为,“双碳”目标是为了更高质量、更有效率、更加公平、更可持续、更为安全的发展。
  
  “实现‘双碳’特别是碳中和与经济社会发展不是对立、矛盾关系。‘双碳’不是赛道超车,而是换赛道,是重新定义人类社会的资源利用方式。”黄震认为,碳中和将引领构建全新的零碳产业体系,将引发数百万亿元投资与产业机遇,一批新技术、新行业、新商业模式将诞生。谁在零碳技术创新占据领先,谁就是新赛道上的领跑者。同时,一些传统行业如不变革,行将归零、被颠覆与消亡。“双碳”是挑战更是机遇。
  
  钢铁行业在国内碳排放仅次于电力行业,但钢铁行业是国民经济基础产业,是工业的重要粮食、建设的重要保障、经济的重要支撑。“钢铁行业要在发展中降碳,在降碳中发展。”冶金工业规划研究院党委书记、总工程师,俄罗斯自然科学院外籍院士李新创说,技术创新是推进钢铁行业绿色低碳转型、落实“双碳”目标的有力手段。
  
  “2035年以前,能效提高一直都会发挥很重要的作用”
  
  根据中共中央、国务院发布的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,到2030年,我国重点耗能行业能源利用达到国际先进水平。
  
  目前,我国能源利用效率距世界先进水平仍有差距,亟待提升。2020年,我国能源消费占全球总量的26.1%,电力消费占全球总量的32.1%,但gdp只占全球总量的17.4%,单位gdp能耗约比全球平均水平高50%。
  
  中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌说,我国的能源强度是世界平均水平的1.3倍,远高于美英法德日等发达国家,是经合组织国家的2.7倍。当前消费水平下,能耗降1%,可减0.5亿吨标准煤当量,减排1亿多吨二氧化碳。
  
  张希良说,能效提高主要依靠经济结构转型和产品结构的调整,以降低能源的消耗。到2030年以前,能效提高是最主要的降碳手段,而非化石能源替代作用只约占24%。2031—2035年,非化石能源替代作用显著提升,能效提高带来的降碳作用会有所下降,但仍约占50%。2035年以前,能效提高一直都会发挥很重要的作用。之后,能效提高的作用才会逐渐变小。
  
  与会专家表示,我国要聚焦动能转换需求,把握前沿,力争在主要耗能领域的节能关键技术、清洁能源以及先进煤电和核电等重大装备制造、重污染行业清洁生产集成等方面取得体系化突破,使主要工业产品单位能耗指标和排放指标达到世界先进水平。
  
  “碳减排越早,对社会的经济损失越小”
  
  “碳减排越早,对社会的经济损失越小。”中国科学院院士、浙江大学超重力研究中心主任陈云敏说。
  
  碳排放的社会成本,是指单位二氧化碳排放对现在以及将来社会造成的经济损失。2007年每吨二氧化碳的社会成本为208.66元,并以每年3%递增。碳减排收益主要来源于碳减排量市场交易(46.56元/吨二氧化碳)和填埋气发电并网产生收益(0.538元/千瓦小时)。
  
  陈云敏分享的天子岭填埋场碳减排案例显示,每减少1吨二氧化碳排放当量就产生了98.29元的效益。2007—2022年,共产生碳减排效益9.4亿元。如果能够提高填埋气收集率,则可更显著减少碳排放。如果填埋气收集率能达到100%,2007—2021年,碳排放总量比目前可减少70%,增加经济效益6.1亿元。
  
  碳中和是一场经济社会系统性变革,科技创新发挥不可替代的作用,法律法规、绿色金融、碳税、碳交易等政策制度、市场机制的作用也同等重要。建立健全碳交易机制,通过碳市场这只无形的手,可促进企业将绿色低碳纳入生产决策,引导企业加大低碳技术研发力度和应用步伐。
  
  张希良说,将来能源要发生颠覆性的变化,要有新的技术、新的投资,因此要有一个碳定价的机制。比如,碳价/边际碳减排成本在2020年是58元/吨,到2050年就要达到751元/吨,2060年要达到2732元/吨。碳价要比现在的电价更高,才能发挥好碳市场的作用。
  
  “目前覆盖减碳的六大领域中的技术中约有一半尚未成熟”
  
  2021年6月国家电投在四川甘孜州正斗一期200mw光伏项目上报出0.118元/千瓦时最低价,创下中国光伏电站项目最低纪录。我国光伏已实现上网平价,陆上风电亦步入平价时代。全球排名前十的光伏组件制造企业中我国占8家,前十风机整机制造企业中我国占据了半壁江山。但我国可再生能源仍存在波动性、随机性、间歇性等问题。黄震认为:“科技创新和技术变革是推动能源变革的最关键因素。”
  
  当前,零碳能源技术是各国的竞争焦点。尽管我国光伏发电成本比美国低20%,比欧盟低27%,但美国能源署也提出,各类光伏成本到2030年要降价60%左右。我国绿氢成本现在是全球最低,比美国约低30%,比欧洲约低50%。但美国也提出2030年要降低80%,达到1美元/公斤。贺克斌说:“在复杂的国际竞争格局下,依托我国的研发和技术的比较优势,在未来以低碳为特征的国际竞争中占领制高点是一项重要挑战。”
  
  根据国际能源署和欧洲专利局分析,全球低碳能源技术国际专利集中在少数经济体,欧盟占29%,日本占25%,美国占20%,韩国占10%,而中国只有8%。建立新的产业平台,一项重要的挑战就是核心技术创新。贺克斌说,根据国际能源署分析,要实现全球净零排放目标,在目前覆盖减碳的六大领域中的技术中,约有一半尚未成熟,需要技术创新。根据中国21世纪议程管理中心研究,通过对中国要实现减碳涉及的六大类、18个子类、66个亚类进行详细梳理,得出一个基本的结论就是:以减碳的贡献比例来看,1/3的技术已商业化,1/3处于中试或是示范工程,还有1/3是概念或处于研发阶段。因此,对于科技工作者来说,要做的工作还很多,任务还很重。
  
  “支撑ccus形成显著减排效益,助力碳中和目标‘到得稳’”
  
  为推动ccus产业发展,近年来我国出台了一系列政策。2021年10月,中共中央、国务院在《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中提出,推进规模化碳捕集利用与封存技术研发、示范和产业化应用。2022年2月,国家发展改革委、国家能源局在《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》中提出,加强二氧化碳捕集利用与封存技术推广示范。
  
  科技部中国21世纪议程管理中心研究员张贤表示,到2070年全球实现净零排放,ccus技术累计需贡献15%减排量,达到净零时减排104亿吨/年。研究表明,实现我国碳中和目标,2060年ccus的减排贡献在5亿—29亿吨。
  
  “加强新一代技术研发是当务之急。”张贤表示,要加强新一代低成本、低能耗ccus技术研发,争取到2035年初步实现商业化应用,到2050年在多个行业广泛推广。要明确碳中和目标下各行业减排路径,充分把握ccus技术改造最佳窗口期,开展大规模示范与产业化集群建设。
  
  中国科学院上海高等研究院副院长、研究员魏伟认为,目前亟待开展有望大幅度降低减排成本的颠覆性技术。在2030年之前,实现一代、二代技术规模化应用和集成示范,解决一批核心关键技术,支撑现有技术“走得快”,助力三代技术“靠得前”。到2060年之前,突破一批前沿颠覆性技术瓶颈,推动新兴方案“跟得上”,支撑ccus形成显著减排效益,助力碳中和目标“到得稳”。(本报记者刘蔚 见习记者江虹霖)
  
  
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