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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)(zai)劉中民看來，當(dang)前(qian)(qian)正處于技(ji)術(shu)迭代的(de)關鍵期。“未來非碳能源(yuan)(yuan)消費(fei)比重的(de)大幅提(ti)高主要靠技(ji)術(shu)突(tu)破(po)及(ji)組合。如(ru)果2030年前(qian)(qian)技(ji)術(shu)儲備不到位，那么到2050年就很(hen)難實現(xian)可再生(sheng)能源(yuan)(yuan)大比例提(ti)升。現(xian)在(zai)(zai)要做的(de)就是弄(nong)明白技(ji)術(shu)路線(xian)，搞清楚到底需要哪些(xie)技(ji)術(shu)。”

01“我國能源體系長期相互獨立，尚未形成減排合力”

以化石(shi)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)為(wei)主(zhu)導的(de)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)結(jie)構(gou)，決定(ding)了我(wo)國80%以上的(de)溫(wen)室(shi)氣體(ti)來自能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)生產與利用。“煤炭在我(wo)國能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)結(jie)構(gou)中的(de)比重(zhong)(zhong)逐年下(xia)降，但其作為(wei)主(zhu)體(ti)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)地位在未(wei)來一段時間內很(hen)難(nan)改變，化石(shi)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)和非化石(shi)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)消費比重(zhong)(zhong)實現對調(diao)(diao)需要過程(cheng)(cheng)。但目前各種(zhong)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)之間長期相互(hu)獨立，尚(shang)未(wei)形(xing)成發展與減排合(he)力，并(bing)不能(neng)(neng)支撐完成這一比重(zhong)(zhong)對調(diao)(diao)過程(cheng)(cheng)。”

劉中(zhong)民舉例說(shuo)，煤和石油(you)均(jun)可轉化(hua)(hua)為化(hua)(hua)學品(pin)(pin)等，這意味著儲量相對豐富的(de)煤能(neng)(neng)(neng)夠(gou)作為原料(liao)彌補石油(you)資源(yuan)的(de)不足。煤和可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)同樣用(yong)于發(fa)電(dian)(dian)，前(qian)者雖然(ran)占比高，但也是主(zhu)要(yao)的(de)二氧化(hua)(hua)碳(tan)排放源(yuan)，后者雖然(ran)清潔，但當前(qian)并網效率低、規模應用(yong)還有困(kun)難。“各能(neng)(neng)(neng)源(yuan)分系統所(suo)提供的(de)產品(pin)(pin)大致相同，無非就是電(dian)(dian)、熱、油(you)品(pin)(pin)等。既(ji)然(ran)目標一致，為什么不能(neng)(neng)(neng)聯(lian)合(he)起來？”

主要問題在(zai)于缺少技(ji)(ji)術。“傳統(tong)思維按照領(ling)域劃分(fen)，煤講煤的(de)事(shi)、油氣(qi)(qi)講油氣(qi)(qi)的(de)事(shi)、風光講風光的(de)事(shi)，長期缺乏(fa)連接(jie)不同(tong)能源形式的(de)技(ji)(ji)術。實現雙碳目標是一項(xiang)系(xi)統(tong)性(xing)變革，就(jiu)事(shi)論事(shi)難以形成合力，需(xu)要各(ge)能源分(fen)系(xi)統(tong)耦合互補，各(ge)自發揮所長、規避短(duan)板，跨(kua)部門、跨(kua)行業、跨(kua)領(ling)域聯動。”劉(liu)中民表示，在(zai)形成合力的(de)過程中，要注意不同(tong)技(ji)(ji)術所對(dui)應的(de)應用場景差異(yi)，不能只(zhi)看(kan)到(dao)一項(xiang)技(ji)(ji)術的(de)長處，或只(zhi)看(kan)到(dao)另一項(xiang)技(ji)(ji)術的(de)短(duan)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(wei)打(da)破界限，中科院(yuan)(yuan)潔凈能源(yuan)創新研(yan)究院(yuan)(yuan)將圍繞三條主線(xian)進行研(yan)究：

一是(shi)化石能源清(qing)潔高(gao)效利用與耦合(he)替(ti)代。包括發展百萬(wan)噸(dun)煤制(zhi)液體燃(ran)料示(shi)范、百萬(wan)噸(dun)煤制(zhi)化學品(pin)示(shi)范，形成兩個千萬(wan)噸(dun)級油氣(qi)替(ti)代戰(zhan)略產業，以及實現百萬(wan)噸(dun)煤炭清(qing)潔高(gao)效燃(ran)燒(shao)。

二是清潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan)多(duo)能(neng)(neng)互補與(yu)規模(mo)(mo)應(ying)用。開發新一(yi)代高能(neng)(neng)量密度、低成(cheng)本(ben)儲能(neng)(neng)技術(shu)，形成(cheng)百兆(zhao)瓦(wa)大規模(mo)(mo)儲能(neng)(neng)示(shi)范；打(da)造以河北(bei)張(zhang)家口皇帝城100%可(ke)(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)應(ying)用示(shi)范鎮，為城鎮化能(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)費模(mo)(mo)式提供完整(zheng)的100%可(ke)(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)解決(jue)方(fang)案；發展50兆(zhao)瓦(wa)/年高效晶(jing)硅異質結(jie)太陽能(neng)(neng)電池生產線等關鍵技術(shu)，提升我國可(ke)(ke)再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)技術(shu)水平和消(xiao)納能(neng)(neng)力。

三(san)是低碳化多能(neng)融合戰略。依托氫(qing)燃料電池(chi)、核能(neng)非電綜合利用(yong)、二氧化碳加氫(qing)制甲醇等關(guan)鍵技術及示范(fan)應用(yong)，結(jie)合上述兩條主線頂層設計并形成可再生能(neng)源與(yu)化石(shi)能(neng)源的互補融合發展方(fang)案。

劉中(zhong)民透露，中(zhong)國科學院正在開展(zhan)“中(zhong)國碳中(zhong)和(he)框架(jia)路線圖研究(jiu)(jiu)”重(zhong)大咨詢項目，其(qi)中(zhong)一項內(nei)容為能源技術(shu)(shu)預測，計劃按照上述三步走戰略展(zhan)開。“到2030年，煤炭占我國一次能源消費的比重(zhong)仍將(jiang)(jiang)在45%左右。當前亟需研究(jiu)(jiu)清楚，究(jiu)(jiu)竟誰在排碳、分(fen)別(bie)排了(le)多少，哪(na)些(xie)能減排，哪(na)些(xie)減不(bu)動。不(bu)得不(bu)排放(fang)的部分(fen)就(jiu)需要考慮消納的措施，以此(ci)為基礎展(zhan)開技術(shu)(shu)預測。發(fa)展(zhan)可再生能源固(gu)然必要，但化石能源技術(shu)(shu)創(chuang)新同樣重(zhong)要，二者(zhe)若能實現耦合，效果將(jiang)(jiang)會更好。”

劉中民指出，除了顛覆性技術(shu)，現有技術(shu)迭(die)代升級也值(zhi)得關注。“在(zai)能源及相(xiang)關行業的80多億噸的碳排放(fang)中，大約一(yi)半來自鋼鐵、水泥(ni)、石化、有色冶(ye)金等(deng)工業行業。這(zhe)些傳統工藝(yi)發展(zhan)多年，似乎很(hen)成熟，但如今用新理念再看卻不一(yi)定合理，或(huo)者說有很(hen)大提升空間。未來，需要借(jie)助顛覆性思維，注入低碳、零碳新技術(shu)，實現流程再造。”

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)思路的(de)(de)技術可行性(xing)及其(qi)耦(ou)合效(xiao)果如何驗(yan)證？“我(wo)國地域(yu)廣(guang)闊(kuo)，各(ge)地情況(kuang)迥(jiong)異，大范圍推廣(guang)不(bu)可能參照同一模式，于是我(wo)們(men)選擇了一批典(dian)型(xing)區域(yu)先行先試。”劉中民向記者談起(qi)了陜(shan)西榆林的(de)(de)例(li)子(zi)。

據他介紹，榆林(lin)坐擁豐(feng)(feng)富煤油氣鹽資源(yuan)和(he)海量風光可再生(sheng)能源(yuan)資源(yuan)，是典型(xing)的(de)(de)(de)(de)能源(yuan)富集(ji)區，為保障(zhang)國家(jia)能源(yuan)安全(quan)(quan)作(zuo)出了貢獻(xian)。“化石資源(yuan)豐(feng)(feng)富，既(ji)是優勢(shi)，也(ye)形(xing)成了制約(yue)。榆林(lin)同時(shi)面臨三(san)大挑(tiao)戰——如何發揮國家(jia)能源(yuan)基(ji)地(di)(di)對國家(jia)供應和(he)安全(quan)(quan)的(de)(de)(de)(de)保障(zhang)作(zuo)用，地(di)(di)下資源(yuan)富集(ji)和(he)地(di)(di)上生(sheng)態脆弱之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)矛盾，碳達峰、碳中和(he)目標(biao)下的(de)(de)(de)(de)區域經濟發展問題。探索高(gao)碳地(di)(di)區的(de)(de)(de)(de)低碳化發展路徑迫在(zai)眉睫，也(ye)極(ji)具代表意義(yi)、參考價值。”

為(wei)此，榆林計劃創(chuang)建國(guo)家(jia)級能(neng)(neng)源革(ge)命創(chuang)新(xin)示(shi)范(fan)區(qu)，探索以能(neng)(neng)源技術(shu)集成創(chuang)新(xin)為(wei)引領的(de)(de)清潔低碳、安全高(gao)效(xiao)的(de)(de)能(neng)(neng)源體系構建范(fan)式(shi)。“僅關注(zhu)某個項(xiang)目或幾項(xiang)技術(shu)，不(bu)足以看清發展趨(qu)勢。一(yi)群最先進(jin)的(de)(de)技術(shu)放在一(yi)起，未必就能(neng)(neng)形成高(gao)效(xiao)、先進(jin)的(de)(de)技術(shu)體系。從整(zheng)個區(qu)域出發，通過技術(shu)協調互補帶動不(bu)同能(neng)(neng)源之(zhi)間產(chan)生耦合，才(cai)有可能(neng)(neng)讓(rang)產(chan)值(zhi)升上去(qu)、讓(rang)排放降下(xia)來(lai)。”劉中民表示(shi)。

記者了解到(dao)，榆林已確定24項重點任務，包(bao)括氫(qing)能(neng)(neng)(neng)與煤化(hua)工融(rong)合(he)(he)(he)示(shi)范(fan)等(deng)化(hua)石能(neng)(neng)(neng)源(yuan)清潔高(gao)效開(kai)發利用(yong)(yong)與耦合(he)(he)(he)替代，智(zhi)能(neng)(neng)(neng)光(guang)伏電站(zhan)與風光(guang)熱互(hu)補(bu)電站(zhan)等(deng)可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)多(duo)能(neng)(neng)(neng)互(hu)補(bu)與規模應用(yong)(yong)，以(yi)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)技(ji)術為支撐的(de)智(zhi)慧融(rong)合(he)(he)(he)示(shi)范(fan)等(deng)低碳(tan)化(hua)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)多(duo)能(neng)(neng)(neng)融(rong)合(he)(he)(he)等(deng)。此外，山西大同(tong)、山東青島等(deng)地也(ye)在積極推進(jin)示(shi)范(fan)，因(yin)地制宜構建區域低碳(tan)化(hua)清潔能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發展體系(xi)，突破關鍵(jian)技(ji)術，構建多(duo)能(neng)(neng)(neng)融(rong)和集成技(ji)術體系(xi)，以(yi)區域能(neng)(neng)(neng)源(yuan)革命促(cu)進(jin)全國能(neng)(neng)(neng)源(yuan)革命。

“理念(nian)與(yu)技術可以借鑒(jian)或復制，模式(shi)不能照(zhao)搬。下(xia)一步我們還(huan)將(jiang)擴大示范(fan)范(fan)圍(wei)，根(gen)據地區(qu)特征設計產業融合發展方(fang)案，進而(er)形成區(qu)域聯動，發揮優勢、形成互補，為實現減(jian)碳目標(biao)摸索出(chu)一條(tiao)更科學的路子(zi)。”劉中民說。