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“碳中和是指一定時期內，國家、企業等特定組織或個人，通過植樹造林、固碳及負碳技術應用等形式，抵消自身活動產生的碳排放總量，實現正負抵消，達到相對‘零排放’。這意味著，要想實現相對‘零排放’，就需要通過‘人為努力’減排和消除二氧化碳，這背后離不開各類能源技術的合力支撐。”中國工程院院士，中國科學院潔凈能源創新研究院院長，大連化學物理研究所、青島生物能源與過程研究所所長劉中民近日在接受本報記者專訪時指出，能源技術的創新及耦合對于實現碳減排目標將起到至關重要的作用。

在(zai)劉中民看來，當(dang)前正處于(yu)技術迭代的(de)關鍵期。“未來非(fei)碳能(neng)源消費比(bi)重的(de)大幅提高主要靠(kao)技術突破及組合。如果2030年(nian)前技術儲備不到(dao)位，那么到(dao)2050年(nian)就很難實現可再生(sheng)能(neng)源大比(bi)例(li)提升。現在(zai)要做的(de)就是弄明白技術路線，搞清楚到(dao)底需(xu)要哪(na)些技術。”

01“我國能源體系長期相互獨立，尚未形成減排合力”

以(yi)化石(shi)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)為主導的能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)結構(gou)，決定了我國80%以(yi)上的溫室氣體來(lai)自能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)生產與利用。“煤炭(tan)在我國能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)結構(gou)中的比重(zhong)(zhong)逐年(nian)下降，但其作(zuo)為主體能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的地位在未來(lai)一段時間(jian)內(nei)很(hen)難改變，化石(shi)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)和非化石(shi)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的消(xiao)費比重(zhong)(zhong)實現對(dui)(dui)調(diao)需要過程。但目前(qian)各種能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)之間(jian)長期相互獨(du)立，尚未形成發展與減排合力，并(bing)不能(neng)(neng)(neng)支撐完成這(zhe)一比重(zhong)(zhong)對(dui)(dui)調(diao)過程。”

劉中民舉例說，煤和(he)(he)石油(you)(you)均可轉化(hua)(hua)為化(hua)(hua)學品等，這意(yi)味(wei)著(zhu)儲量相對(dui)豐富的(de)煤能(neng)夠(gou)作(zuo)為原料彌補石油(you)(you)資源的(de)不足(zu)。煤和(he)(he)可再生能(neng)源同(tong)樣用(yong)于發電，前(qian)者(zhe)雖然(ran)占比高，但也是(shi)主(zhu)要的(de)二氧化(hua)(hua)碳(tan)排放源，后者(zhe)雖然(ran)清潔，但當前(qian)并網效率低、規模應用(yong)還有困難。“各能(neng)源分系統所提供的(de)產品大致相同(tong)，無非就是(shi)電、熱、油(you)(you)品等。既然(ran)目標一致，為什么不能(neng)聯合(he)起(qi)來？”

主要問題在于缺少技術(shu)。“傳統(tong)(tong)思維按照(zhao)領域劃分(fen)，煤(mei)講煤(mei)的(de)事(shi)、油(you)氣講油(you)氣的(de)事(shi)、風光(guang)講風光(guang)的(de)事(shi)，長(chang)期缺乏連接不同能(neng)(neng)源形(xing)式(shi)的(de)技術(shu)。實(shi)現雙碳目標是一項系(xi)統(tong)(tong)性變革，就(jiu)事(shi)論事(shi)難(nan)以形(xing)成合力，需要各能(neng)(neng)源分(fen)系(xi)統(tong)(tong)耦合互補，各自發揮(hui)所(suo)長(chang)、規避(bi)短板，跨(kua)部(bu)門(men)、跨(kua)行業(ye)、跨(kua)領域聯動。”劉(liu)中民表示，在形(xing)成合力的(de)過程中，要注(zhu)意不同技術(shu)所(suo)對應的(de)應用(yong)場(chang)景差異，不能(neng)(neng)只看(kan)到一項技術(shu)的(de)長(chang)處，或只看(kan)到另一項技術(shu)的(de)短處。

02非化石能源與化石能源技術耦合，會實現更好效果

劉中民介紹，為打(da)破界限，中科(ke)院潔凈能源(yuan)創新研(yan)究院將圍繞(rao)三條主線(xian)進行研(yan)究：

一是(shi)化(hua)石能(neng)源(yuan)清潔(jie)高效利用與耦合替(ti)代(dai)。包括發(fa)展百萬(wan)噸煤(mei)(mei)制液體燃(ran)料示范(fan)、百萬(wan)噸煤(mei)(mei)制化(hua)學品(pin)示范(fan)，形成兩個千萬(wan)噸級油氣替(ti)代(dai)戰略(lve)產業，以及實現百萬(wan)噸煤(mei)(mei)炭清潔(jie)高效燃(ran)燒。

二是(shi)清潔能(neng)源(yuan)多能(neng)互補(bu)與規模(mo)應(ying)用。開(kai)發新一(yi)代高(gao)能(neng)量密度、低成本儲能(neng)技(ji)術(shu)(shu)，形成百兆瓦大規模(mo)儲能(neng)示范(fan)(fan)；打造以河北(bei)張家口皇帝城100%可(ke)(ke)再生能(neng)源(yuan)應(ying)用示范(fan)(fan)鎮，為城鎮化能(neng)源(yuan)消(xiao)費模(mo)式提供完整的100%可(ke)(ke)再生能(neng)源(yuan)解決方(fang)案；發展50兆瓦/年高(gao)效晶硅異(yi)質(zhi)結(jie)太(tai)陽能(neng)電(dian)池生產(chan)線等關鍵技(ji)術(shu)(shu)，提升我國可(ke)(ke)再生能(neng)源(yuan)技(ji)術(shu)(shu)水平和消(xiao)納(na)能(neng)力。

三是低碳(tan)化(hua)多(duo)能(neng)融合戰略。依(yi)托氫燃(ran)料電池、核能(neng)非電綜合利用(yong)(yong)、二氧(yang)化(hua)碳(tan)加氫制(zhi)甲(jia)醇等(deng)關(guan)鍵技術及示范(fan)應(ying)用(yong)(yong)，結合上(shang)述(shu)兩條主線頂層設計(ji)并形(xing)成(cheng)可再生能(neng)源與(yu)化(hua)石能(neng)源的(de)互補融合發展方案。

劉中民透露，中國科學院正在(zai)(zai)開(kai)展“中國碳中和框架路線圖研究”重(zhong)大咨詢項(xiang)目，其中一項(xiang)內(nei)容為能源(yuan)技(ji)術預測，計劃按(an)照上述三步(bu)走戰略展開(kai)。“到(dao)2030年，煤(mei)炭占我國一次能源(yuan)消費的比重(zhong)仍將在(zai)(zai)45%左右(you)。當前(qian)亟需研究清楚，究竟誰在(zai)(zai)排碳、分別排了多少，哪些能減(jian)排，哪些減(jian)不動。不得不排放的部分就需要考慮消納的措施(shi)，以此為基礎展開(kai)技(ji)術預測。發展可再生能源(yuan)固然必要，但化(hua)石能源(yuan)技(ji)術創新同樣重(zhong)要，二者若能實現耦合(he)，效(xiao)果將會更好(hao)。”

劉中(zhong)民(min)指出，除了顛覆性技術，現有技術迭(die)代升級也值得(de)關注。“在(zai)能源及(ji)相關行業的80多億噸的碳排(pai)放中(zhong)，大約(yue)一半來(lai)自鋼鐵(tie)、水泥(ni)、石化(hua)、有色冶金等工(gong)業行業。這些傳統工(gong)藝發展(zhan)多年，似(si)乎(hu)很成(cheng)熟，但如今用新理(li)念再看卻不一定(ding)合理(li)，或(huo)者說有很大提升空(kong)間。未來(lai)，需要借(jie)助(zhu)顛覆性思維，注入低碳、零碳新技術，實現流程(cheng)再造。”

03“理念與技術可以借鑒或復制，模式不能照搬”

那么新(xin)理(li)念、新(xin)思路(lu)的技術(shu)可行性及其耦(ou)合效果如(ru)何驗證？“我國地域(yu)廣闊，各地情況迥異，大(da)范圍推廣不可能(neng)參照同一(yi)模式，于是我們選擇(ze)了一(yi)批典型區域(yu)先行先試。”劉中民向記者談起了陜西榆林的例(li)子。

據(ju)他(ta)介紹(shao)，榆(yu)林坐擁豐富(fu)煤油氣鹽資源(yuan)和海量(liang)風(feng)光可(ke)再生能(neng)源(yuan)資源(yuan)，是(shi)典型的能(neng)源(yuan)富(fu)集區(qu)，為(wei)保障國(guo)家(jia)(jia)能(neng)源(yuan)安(an)全(quan)作(zuo)出(chu)了(le)貢獻。“化(hua)石資源(yuan)豐富(fu)，既是(shi)優勢，也(ye)(ye)形(xing)成了(le)制約。榆(yu)林同時(shi)面臨三(san)大挑戰(zhan)——如(ru)何發揮(hui)國(guo)家(jia)(jia)能(neng)源(yuan)基地(di)對國(guo)家(jia)(jia)供(gong)應(ying)和安(an)全(quan)的保障作(zuo)用，地(di)下資源(yuan)富(fu)集和地(di)上生態(tai)脆弱(ruo)之間的矛盾，碳達(da)峰、碳中(zhong)和目標下的區(qu)域經濟發展問題。探索高碳地(di)區(qu)的低(di)碳化(hua)發展路徑迫在眉(mei)睫，也(ye)(ye)極具代表意義(yi)、參考價值。”

為此，榆林計(ji)劃創建(jian)國(guo)家級能(neng)源(yuan)革命創新示(shi)(shi)范區(qu)(qu)，探索(suo)以(yi)能(neng)源(yuan)技(ji)術(shu)集成創新為引(yin)領的(de)清潔低碳、安(an)全高效的(de)能(neng)源(yuan)體系構建(jian)范式。“僅關注某個項目或幾(ji)項技(ji)術(shu)，不(bu)(bu)足以(yi)看清發展(zhan)趨(qu)勢(shi)。一群(qun)最先(xian)進(jin)的(de)技(ji)術(shu)放(fang)在一起，未必(bi)就能(neng)形(xing)成高效、先(xian)進(jin)的(de)技(ji)術(shu)體系。從整個區(qu)(qu)域出發，通過技(ji)術(shu)協調互(hu)補帶動不(bu)(bu)同能(neng)源(yuan)之間產生耦合，才有可能(neng)讓產值升上去、讓排放(fang)降(jiang)下來。”劉中民(min)表(biao)示(shi)(shi)。

記者(zhe)了解到，榆(yu)林已確定24項(xiang)重點任務(wu)，包括氫(qing)能(neng)(neng)(neng)與(yu)(yu)煤化(hua)(hua)工融合(he)示(shi)范(fan)等化(hua)(hua)石能(neng)(neng)(neng)源清潔高效(xiao)開發(fa)利用與(yu)(yu)耦合(he)替代，智(zhi)能(neng)(neng)(neng)光(guang)(guang)伏電站(zhan)與(yu)(yu)風光(guang)(guang)熱互補(bu)電站(zhan)等可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源多(duo)能(neng)(neng)(neng)互補(bu)與(yu)(yu)規(gui)模應用，以(yi)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)技(ji)術為支撐的智(zhi)慧融合(he)示(shi)范(fan)等低碳化(hua)(hua)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)(hua)多(duo)能(neng)(neng)(neng)融合(he)等。此外，山西(xi)大(da)同、山東(dong)青島等地也在積極推(tui)進(jin)示(shi)范(fan)，因地制(zhi)宜構建(jian)區域低碳化(hua)(hua)清潔能(neng)(neng)(neng)源發(fa)展體系，突破關鍵技(ji)術，構建(jian)多(duo)能(neng)(neng)(neng)融和集成技(ji)術體系，以(yi)區域能(neng)(neng)(neng)源革命促進(jin)全國能(neng)(neng)(neng)源革命。

“理念與技術(shu)可以借(jie)鑒或復(fu)制，模式不能照搬。下一步我們還(huan)將擴大(da)示范范圍，根據地區(qu)特征設計產業融(rong)合發(fa)展方案，進而(er)形(xing)成區(qu)域聯動(dong)，發(fa)揮優勢(shi)、形(xing)成互補，為實(shi)現減碳目標摸索(suo)出一條(tiao)更科學的路子。”劉中民說。