李政：以碳中和為抓手 實(shí)現(xiàn)人類綠色革命

2020年9月，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上提出，中國要在2030年前實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放達(dá)峰，到2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。在世界范圍內(nèi)，已有超過130個國家提出了碳中和目標(biāo)，大多數(shù)國家承諾在2050或2060年完成目標(biāo)。“碳中和”是人類為應(yīng)對氣候危機(jī)而做出的終極努力之一，如果各國能夠按照各自的計(jì)劃，在幾十年內(nèi)將碳排放歸零，我們或許還有機(jī)會將全球變暖控制在1.5℃或2℃之內(nèi)，將人類與地球從氣候變化的深淵邊緣拉回安全地帶。 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

但是，作為仍在發(fā)展中的人口大國、煤炭大國、制造業(yè)大國，中國能夠完成這一涉及全社會方方面面的大轉(zhuǎn)型，在短短40年的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的巨大轉(zhuǎn)變嗎？宏大的碳中和藍(lán)圖包含哪幾個主要板塊，又分別應(yīng)當(dāng)如何推進(jìn)？在這場由NSR編委、能源化學(xué)領(lǐng)域專家包信和院士主持的論壇中，來自多個相關(guān)領(lǐng)域的頂尖中國研究者齊聚一堂，共同梳理中國碳中和所面臨的形勢與挑戰(zhàn)，對發(fā)電端、用能端、固碳端的發(fā)展現(xiàn)狀與未來路徑進(jìn)行深度解讀，嘗試勾畫出中國碳中和綠色革命的整體圖景。 本+文+內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

包信和：我們今天請到幾位不同領(lǐng)域的專家，主要從能源相關(guān)的幾個角度出發(fā)，一起來討論碳達(dá)峰和碳中和這個話題。從2020年9月習(xí)總書記在聯(lián)合國大會上提出碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)以來，國內(nèi)做了許多規(guī)劃，采取了許多舉措。首先我們請李政老師從整體的角度，談一談我國提出雙碳目標(biāo)的背景和意義。

 

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李政：氣候變化已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到共識，這是一個全人類共同面對的巨大挑戰(zhàn)。而碳達(dá)峰、碳中和就是針對氣候變化的根源，即溫室氣體排放，所采取的一項(xiàng)根本性措施。世界上許多國家都提出了碳中和目標(biāo)，而且從歐洲的綠色新政到我國的碳中和目標(biāo)，都不是為了低碳而低碳，而是希望以碳中和為抓手，倒逼經(jīng)濟(jì)社會的高質(zhì)量發(fā)展，完成一場“綠色工業(yè)革命”，把經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展方向由傳統(tǒng)的依靠化石能源的路徑，轉(zhuǎn)向追求低碳、追求綠色的新的方向上來。“綠色革命”已經(jīng)成為了世界大勢，如果逆勢而行，我國下一階段的發(fā)展一定會遭遇阻礙，只有順應(yīng)這個趨勢，而且應(yīng)當(dāng)努力引領(lǐng)這個趨勢，我國的經(jīng)濟(jì)、社會才能在未來取得新的跨越式發(fā)展。由此可以看出，雙碳目標(biāo)是中國政府經(jīng)過深思熟慮而做出的戰(zhàn)略決策。 內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網(wǎng)-tan pai fang . com

各國都制定了碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)，但是各國的能源結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段不同，所以實(shí)現(xiàn)碳中和的難度也不同。西方發(fā)達(dá)國家實(shí)際上已經(jīng)完成了碳達(dá)峰。歐洲在上世紀(jì)80年代就已經(jīng)達(dá)峰，因此它們有70年左右的時間去完成從達(dá)峰到中和的過程；美國也在2005年達(dá)峰，有45年的時間。但是我國還在發(fā)展之中，而且我們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重、能源結(jié)構(gòu)偏煤，科技創(chuàng)新能力也還不夠，因此要在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)達(dá)峰和中和，難度是比較大的。

而從國際氣候談判的角度來看，各國對造成當(dāng)前問題的責(zé)任是不一樣的。在歷史上，發(fā)達(dá)國家排放了更多的二氧化碳。因此，在向碳中和目標(biāo)前進(jìn)的過程中，必須堅(jiān)持氣候正義，不應(yīng)當(dāng)損害發(fā)展中國家的發(fā)展權(quán)。在2021年的格拉斯哥氣候大會上，發(fā)達(dá)國家提出了兩個比較大的訴求，第一是希望將1.5℃設(shè)定為氣候行動的單一目標(biāo)，第二是要逐步完全淘汰（phase out）煤炭。經(jīng)過各國的談判和斗爭，最后的協(xié)議決定：第一是堅(jiān)持了《巴黎協(xié)定》2℃并努力實(shí)現(xiàn)1.5℃的目標(biāo)，但也明確指出要保持1.5℃可達(dá)；第二是將“phase out”改為“phase down”，不要求逐步完全淘汰煤炭，而是逐步降低煤炭的使用量。 本+文`內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

總之，實(shí)現(xiàn)碳中和、追求低碳綠色的新型社會體系，是符合人類共同利益，各國都在關(guān)注和努力的一個重要方向。 本@文$內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

 

包信和：關(guān)于實(shí)現(xiàn)碳中和的策略和方法，有哪些我們可以借鑒的國際經(jīng)驗(yàn)？ 本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m

 

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李政：美國有過一個“2050零碳美國”的研究，其中有一些值得借鑒的內(nèi)容。這個研究描述了在不同政策、不同能源結(jié)構(gòu)和電氣化水平選擇之下，美國未來可能出現(xiàn)的6種情形。由此總結(jié)出的幾個主要措施，都是我們可以借鑒的。首先，終端的電氣化是最主要的措施。減少用能端的能量消耗和碳排放，對于減碳至關(guān)重要。第二是要平衡化石能源和非化石能源的比例。要實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo)，非化石能源必然成為主體，但是為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性，也要保留一定比例的化石能源，所以二者之間的比例是一個關(guān)鍵問題。第三，必須配套發(fā)展碳捕獲與碳封存（carbon capture and storage, CCS）技術(shù)，才能平衡掉化石能源使用帶來的碳排放。事實(shí)上，在碳中和的場景下，CCS的固碳能力決定著我們能夠使用多少化石能源。

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郭正堂：各個國家的基本情況不一樣，所面臨的挑戰(zhàn)也各不相同，因此有很多東西我們不能簡單照搬。我認(rèn)為在國外的“碳中和”經(jīng)驗(yàn)中，主要有以下三個方面可以借鑒。一是借鑒國外先進(jìn)的、普適性的技術(shù)。二是要學(xué)習(xí)歐洲等國，建立全民低碳文化。在歐洲一些國家，低碳概念深入人心，普通百姓都會有意識地選擇小排量汽車，并且在日常生活中時刻注意節(jié)能和材料的循環(huán)利用，這是我們需要加強(qiáng)的。三要制定因地制宜的“碳中和”路徑。目前，中國已經(jīng)制定了一些全國性的“碳中和”路徑，但是各個地區(qū)的自然條件、發(fā)展的階段性、能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)都不一樣，不可能按照一個模式去付諸行動，特別需要在全球和全國路徑的基礎(chǔ)上，因地制宜地制定每個自然或行政區(qū)的實(shí)施路徑。 本`文內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fan g.com

 

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成會明：我認(rèn)為我們提起碳中和時，似乎總是圍繞著能源和資源問題，而歐洲的系統(tǒng)性更強(qiáng)，除了能源結(jié)構(gòu)，也會同時考慮工業(yè)轉(zhuǎn)型、建筑節(jié)能，以及交通、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等方方面面。這種系統(tǒng)性可能也是值得我們學(xué)習(xí)的地方。

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包信和：我們本身是能源相關(guān)的研究者，所以可能接觸到這方面的消息比較多，但是實(shí)際上中國也在關(guān)注你所提到的各個方面。不過碳中和確實(shí)是一個非常大的概念，需要各個產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)性努力，我們是不是可以總結(jié)一下，有哪幾個主要的方面？

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何雅玲：我認(rèn)為主要可以分為三個大的方面：一是產(chǎn)能端（包括發(fā)電）的減排，主要手段是逐步實(shí)現(xiàn)碳替代，一方面減煤、控油、增氣，另一方面大力發(fā)展各類可再生清潔能源；二是用能端的綠色轉(zhuǎn)型，包括鋼鐵、建材、化工等領(lǐng)域的工藝流程再造，以及交通等領(lǐng)域的綠色化轉(zhuǎn)型等；三是固碳端，要發(fā)展各種技術(shù)，做好碳的捕捉、封存和再利用，保證碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。另外，在產(chǎn)能端和用能端，都還需要進(jìn)一步發(fā)展儲能技術(shù)。

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產(chǎn)能端：綠電正當(dāng)時 本`文@內(nèi)-容-來-自；中_國_碳排0放_交-易=網(wǎng) t an pa ifa ng . c om

 

 

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包信和：我國是煤炭大國，在煤炭發(fā)電領(lǐng)域，還有沒有進(jìn)一步提高效率的空間，用更少的煤、更少的碳排放來產(chǎn)出更多的電？ 內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網(wǎng)-tan pai fang . com

 

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何雅玲：空間還是有的。目前我國煤電機(jī)組中先進(jìn)的超臨界和超超臨界機(jī)組已經(jīng)占到一半。主蒸汽溫度在570-612℃，機(jī)組效率達(dá)到40%-45%，每千瓦時的二氧化碳排放700g-800g。未來先進(jìn)的超超臨界機(jī)組主蒸汽溫可望達(dá)到700℃，屆時，可將能量轉(zhuǎn)換效率提高到50%左右，每千瓦時的二氧化碳排放量亦可再進(jìn)一步降低到640g左右。 本+文+內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放（交—易^網(wǎng)-tan pai fang . com

在發(fā)電端，整體上一定會逐漸降低化石能源的比例，向綠色清潔能源轉(zhuǎn)型。與此同時，煤炭在能源體系中的角色也會逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變，從主要的能量來源轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€輔助者。一方面，因?yàn)樘柲?、風(fēng)能等新能源都有間歇波動、不穩(wěn)定的問題，需要化石能源在多能互補(bǔ)的能源體系中起到“壓艙石”的作用，保證可再生能源的比例不斷增加和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；另一方面，多能并用、化石能源與新能源相互耦合的技術(shù)正在快速發(fā)展。例如，對于現(xiàn)有的燃煤電廠來說，可以通過與光熱發(fā)電、熔鹽儲熱系統(tǒng)相耦合的技術(shù)，提供一種減少煤炭用量、并保持供應(yīng)可調(diào)度電能能力的改造途徑；再如可以將可再生能源與儲能系統(tǒng)或熱泵機(jī)組耦合，實(shí)現(xiàn)對棄風(fēng)棄電的利用。總之，在燃煤行業(yè)中，各類改造都在緊鑼密鼓的進(jìn)行中，以實(shí)現(xiàn)煤炭在能源系統(tǒng)中身份的轉(zhuǎn)變。 本*文`內(nèi)/容/來/自:中-國-碳^排-放“交|易^網(wǎng)-tan pai fang . c o m

另一方面我也再次強(qiáng)調(diào)，在新能源、多能耦合以及用電端等許多領(lǐng)域，儲能技術(shù)都是非常重要的技術(shù)。如果大規(guī)模、低成本的儲能技術(shù)能夠取得突破性進(jìn)展，將為這場能源革命做出顛覆性的貢獻(xiàn)。

 

包信和：謝謝何老師。在新能源領(lǐng)域，我們今天還請到了施正榮老師，施老師是最早在我國發(fā)展太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的先行者之一，請你來講一講光伏領(lǐng)域國內(nèi)和國際的發(fā)展情況。 內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放*交…易-網(wǎng)-tan pai fang . com

 

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施正榮：在過去20多年中，光伏在我國和全世界的發(fā)展都很快。我國的光伏產(chǎn)業(yè)從最開始的一窮二白快速發(fā)展到今天，在技術(shù)、人才、供應(yīng)鏈等方面都已經(jīng)非常健全，整個產(chǎn)業(yè)鏈中90%以上都實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。在過去15年中，我國的光伏產(chǎn)量一直位居世界首位。這樣快速的發(fā)展，一方面得益于各國政府對可再生能源的大力支持，給與了很多政策推動；另一方面也是資本推動的結(jié)果。 本+文+內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

可以說，光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展為我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)奠定了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從上網(wǎng)電價來看，無論在國內(nèi)還是國外，在政策的支持下，光伏的電價都已經(jīng)具備了競爭優(yōu)勢。從裝機(jī)規(guī)模來看，到2021年底，我國累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到300 GW，全球已經(jīng)突破1 TW。從現(xiàn)在到2030年，如果要實(shí)現(xiàn)各國設(shè)定的減碳目標(biāo)，全球還要新增2 TW的光伏裝機(jī)量，其中我國要新增0.8 TW。這都是要在今后幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，所以也有不少人提出疑問：光伏的發(fā)展能不能達(dá)到這樣的速度？關(guān)于這個問題，我認(rèn)為一方面從技術(shù)上，光伏產(chǎn)業(yè)主要依賴的元素是硅，而硅是地球上第二豐富的元素，因此在原材料方面不會有太大的限制。另一方面，隨著新一輪的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)投資與發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了供應(yīng)鏈不平衡導(dǎo)致的漲價問題——上游多晶硅的生產(chǎn)建設(shè)周期要比下游電池等組件的周期長，這樣的不平衡就導(dǎo)致從2021年開始，光伏組件漲價接近20%，而且目前還沒有降價的跡象。因此，產(chǎn)業(yè)鏈不平衡是我們下一步需要想辦法解決的問題。

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從目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向來看，我認(rèn)為分布式發(fā)電潛力很大。目前我國準(zhǔn)備在西部建設(shè)大規(guī)模的集中式光伏基地，大約會有150-200 GW的容量。與此同時，分布式光伏也在快速發(fā)展，尤其是在山東、安徽、河南、河北等日照條件較好的地區(qū)，分布式的裝機(jī)容量在2021年的占比已經(jīng)達(dá)到了40%。很多居民都愿意把自家的房頂租出去，用于光伏發(fā)電，自身還能獲得一定的收入。再比如，近幾年有所謂“東數(shù)西算”的概念，一些公司要在東部建立大型的數(shù)據(jù)中心，這些數(shù)據(jù)中心需要不少的電能，而為了達(dá)到清潔能源的標(biāo)準(zhǔn)，它們就打算去西部投資建設(shè)光伏機(jī)組。但是，要把西部發(fā)出的光伏電能運(yùn)送到東部，其實(shí)是一件成本很高，并且需要國家統(tǒng)籌建設(shè)的事情。因此我建議這些公司可以就在東部地區(qū)建設(shè)分布式的光伏發(fā)電，當(dāng)?shù)貛讉€縣的分布式光伏就足夠覆蓋它們的用電需求。 本`文@內(nèi)/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com

此外，“光伏+”也越來越成為市場發(fā)展的新亮點(diǎn)，包括光伏與建材、車輛、農(nóng)業(yè)、城市照明等各個領(lǐng)域的結(jié)合。這兩年尤其熱門的是光伏制氫，許多公司都在大力投資，相關(guān)的技術(shù)也在快速發(fā)展，光伏制氫成本快速降低，已經(jīng)得到了產(chǎn)業(yè)界的廣泛認(rèn)可。 內(nèi)-容-來-自；中_國_碳_0排放￥交-易=網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

最后我想說，從產(chǎn)業(yè)的角度來看，我們需要在進(jìn)行各類基礎(chǔ)研究的同時，先把已有的技術(shù)快速應(yīng)用起來，才能促進(jìn)“雙碳”目標(biāo)的按期實(shí)現(xiàn)。比如在清潔能源領(lǐng)域，發(fā)電端的大規(guī)模儲能目前仍然是個難題，相對來講分布式儲能要容易一些，所以發(fā)展分布式發(fā)電是我們可以馬上去做，并獲得成效的一個重要方向。

 

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何雅玲：在可再生能源領(lǐng)域，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電目前相對成熟，而除此之外，光熱發(fā)電也是一個很重要的方向。我國在光熱發(fā)電領(lǐng)域啟動比較晚，政策支持力度還不夠，因此光熱發(fā)電的企業(yè)還沒有很好地成長起來。但是我國太陽光熱儲能發(fā)電核心技術(shù)已經(jīng)成熟，形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)鏈，關(guān)鍵設(shè)備部件已全部國產(chǎn)化。而光熱電站除了發(fā)電之外，也可以成為電網(wǎng)中的長周期、低成本、大規(guī)模的儲熱途徑。此外，光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈長，對帶動我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也是一個推動。 禸*嫆唻@洎：狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

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成會明：我之前在一個報(bào)告中聽到了“光伏羊、風(fēng)電牛”的說法，就是說在西部光伏電場和風(fēng)電場的下面，可以自然生長出牧草，用來放羊、牧牛。因此，光伏和風(fēng)電站可能不僅不會破壞西部的生態(tài)環(huán)境，反而會產(chǎn)生一些好的影響。 本`文@內(nèi)-容-來-自；中_國_碳排0放_交-易=網(wǎng) t an pa ifa ng . c om

 

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包信和：是這樣的，這些電場本身就需要用水來清洗設(shè)備，而這些水就促進(jìn)了植被的生長。不過在光熱發(fā)電的鏡場下面是不能養(yǎng)羊的，因?yàn)檠驎压鉄岚屙斖?，角度不對，就不能聚光了?/span> 本`文內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fan g.com

 

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施正榮：而且養(yǎng)羊還有另外一個好處，就是減少這些電場下面的植被量，從而避免火災(zāi)。這其實(shí)還降低了電場的維護(hù)成本。 本@文$內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om

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用能端：各行各業(yè)的綠色革命 內(nèi).容.來.自：中`國`碳#排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai f an g.com

 

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包信和：在用能端，包括建材、冶金、化工、交通等各個部門，要做到節(jié)能減排，都還有很多工作需要去做。我想首先一點(diǎn)就是可以加強(qiáng)對各種材料的回收再利用。比如我國對鋁的回收利用率只有20%左右，而美國可以達(dá)到80%，日本甚至接近100%。因此對于廢鋁、廢鋼等各種材料的循環(huán)利用，還需要系統(tǒng)性的加強(qiáng)。除此之外，冶金、建材、化工等很多領(lǐng)域都在進(jìn)行低碳改造。我們請謝在庫老師來談一談在化工及其他過程工業(yè)領(lǐng)域，我們還有多大的減排空間？

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謝在庫：我國是一個制造業(yè)大國，而且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重。強(qiáng)大的制造業(yè)是國家發(fā)展的重要保障，但同時也帶來了相當(dāng)數(shù)量的碳排放。那么過程工業(yè)應(yīng)當(dāng)如何節(jié)能減排呢？我想一方面就是包老師剛才說的資源的循環(huán)利用，特別是在鋼鐵領(lǐng)域，以廢鋼為原材料的短流程煉鋼，可以極大地減少二氧化碳排放，一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在這方面做出了示范。

而另一個重要的路徑就是對整個工業(yè)流程進(jìn)行變革和再造，這就涉及到許多領(lǐng)域和許多基礎(chǔ)性的問題。在流程再造方面，目前大家談?wù)摫容^多的是氫基流程，去建立一個氫基工業(yè)體系。在石油化工、冶金、建材等領(lǐng)域，氫氣都有很大的應(yīng)用前景。在石油化工領(lǐng)域，我們用氫去生產(chǎn)油品，體現(xiàn)能源屬性；也可以用它去生產(chǎn)各類化學(xué)品，體現(xiàn)物質(zhì)屬性。在冶金領(lǐng)域，目前煉鋼的主要方法是用焦炭去還原鐵礦石，在得到鋼材的同時也會產(chǎn)生大量的二氧化碳。而現(xiàn)在廣泛關(guān)注的“氫冶煉”是用氫做還原劑去還原鐵礦石，就避免了碳排放。在建材領(lǐng)域，生產(chǎn)水泥等材料的過程中碳酸鈣分解會釋放出大量二氧化碳，可考慮用氫氣或者其他含氫的化合物來還原這些二氧化碳，將它們轉(zhuǎn)化為甲醇、汽油等有用的化合物。 本+文+內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放（交—易^網(wǎng)-tan pai fang . com

所有這些領(lǐng)域都涉及到同一個問題，就是氫從哪里來。傳統(tǒng)的煤氣化制氫及重整制氫在成本上具有競爭力，但是在產(chǎn)生氫氣的同時也會產(chǎn)生大量二氧化碳。因此，這些過程的關(guān)鍵之一是解決綠氫來源問題，這就需要科技創(chuàng)新去推動基于可再生能源的光/電催化分解水制氫技術(shù)加快發(fā)展，實(shí)現(xiàn)綠氫的大規(guī)模、低成本、清潔化獲取,進(jìn)而打通整個氫基工業(yè)體系的流程，創(chuàng)造出新的工業(yè)路徑和流程系統(tǒng)。當(dāng)前，可再生能源制氫技術(shù)開發(fā)與示范正在加快推進(jìn)并取得積極進(jìn)展，這為氫基工業(yè)流程的突破奠定了良好的基礎(chǔ)。 本*文@內(nèi)-容-來-自；中_國_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

 

何雅玲：在工業(yè)領(lǐng)域，余熱利用也是一個有很大空間的節(jié)能方法，也就是將化工、鋼鐵、水泥等高能耗等過程中產(chǎn)生的廢熱重新收集起來，再利用到工業(yè)流程的其他步驟中去，或者用于烘干等其他領(lǐng)域。這其中涉及到能量的采集、儲存和再利用等三個步驟。首先要想辦法將余熱采集起來，有的時候由于采集到的余熱量不足以直接再次利用，所以還需要將它們加以儲存，達(dá)到一定量之后再去利用；而且工業(yè)產(chǎn)生的余熱往往含塵含灰、帶有污染，所以在存儲和再利用的過程中，還需要有防污、去污、提升熱量品質(zhì)等各種措施和技術(shù)，才能完成整個余熱利用的流程，達(dá)到減少碳排放的目的。

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包信和：交通也是用戶端中一個重要部分，近年來電動汽車和燃料電池汽車都在快速發(fā)展，我們請歐陽明高老師來談一談這方面的發(fā)展趨勢。 本%文$內(nèi)-容-來-自；中_國_碳|排 放_交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om

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歐陽明高：電動車和光伏產(chǎn)業(yè)類似，都是從2000年左右開始發(fā)展，到目前已經(jīng)取得了很大的成績。在性能上，現(xiàn)在的家用電動汽車在續(xù)航里程、壽命、成本、安全性等方面都已經(jīng)達(dá)到了可以和燃油車競爭的水平。我國的電動車銷量也開始快速增長，我們預(yù)計(jì)到2025年，我國的電動車保有量會達(dá)到3000萬臺，2030年達(dá)到一億臺，2040年達(dá)到三億臺，基本完成對燃油車的替代。與此相對應(yīng)，我國的私家車碳排放會在2025年左右達(dá)峰，而卡車會在2030年左右達(dá)峰。

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電動車領(lǐng)域最核心的技術(shù)就是動力電池，這個領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展非常活躍，我國的動力電池產(chǎn)業(yè)也處于世界前列，產(chǎn)能占全球的70%。近期由于市場需求太大，出現(xiàn)了原材料漲價的問題，但我們分析，這應(yīng)該是一次周期性的漲價，如果沒有國際地區(qū)沖突等影響，會在兩三年之內(nèi)恢復(fù)正常水平。而且，電池不是消耗性的產(chǎn)業(yè)，而是一個材料循環(huán)型的產(chǎn)業(yè)，我們預(yù)計(jì)到2025年，電池回收也會實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?/span> 本+文+內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放（交—易^網(wǎng)-tan pai fang . com

電動車的發(fā)展也在帶動交通的全面電動化——電動船、電動飛機(jī)等領(lǐng)域也都非?；钴S。而且，電動車還會促進(jìn)整個新能源電力系統(tǒng)的發(fā)展，尤其是對儲能技術(shù)有極大的推動作用。在這里我想重點(diǎn)講一下“車網(wǎng)互動”。到2040年，當(dāng)我們有3億輛電動車的存量，以每輛車上的電池中有70度電計(jì)算，總共就會有210億度電存儲在車上，而這些車在大部分時候是停在那里的。我們計(jì)算認(rèn)為，這些電動車上存儲的電能，至少有一半是可以拿來調(diào)度的，也就是說，電動車可以成為重要的分布式儲能單元，它不只用電，也可以反過來為電網(wǎng)供電，維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定。而我們需要的儲能規(guī)模是多大呢？我們預(yù)計(jì)到2030年，中國的儲能總規(guī)模，包括發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的儲能，需要達(dá)到18億千瓦時[即18億度電]左右，這個數(shù)字遠(yuǎn)小于電動車中存儲的電量。因此從數(shù)字上看，以電動車為基礎(chǔ)的分布式微網(wǎng)發(fā)電有能力發(fā)揮巨大的作用。 本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m

除了電動汽車，燃料電池汽車也是一種重要的新能源汽車，而且目前也進(jìn)入到了成本快速下降的階段，我國已經(jīng)有幾家成規(guī)模的企業(yè)，基本建立了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈。在2022北京冬奧會期間，我們團(tuán)隊(duì)牽頭了冬奧的氫能示范項(xiàng)目，全部采用可再生能源制氫，用接近1000輛氫燃料電池汽車，滿足了冬奧期間的用車需求。在冬奧之后，燃料電池汽車也開始在國內(nèi)多個城市示范，我們估計(jì)在2025年，中國燃料電池汽車會增加到5萬到10萬輛之間。

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而且，氫燃料電池的發(fā)展也將會成為氫能大產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個先導(dǎo)，為制氫、儲氫、用氫的全鏈條積累經(jīng)驗(yàn)。在制氫角度，按照目前的估計(jì)，中國要實(shí)現(xiàn)碳中和，需要?dú)淠戤a(chǎn)量達(dá)到8000萬噸以上，而且其中應(yīng)該有70%-80%是由新能源綠電制得的綠氫。而氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展可以自然地帶動電解水制氫技術(shù)的發(fā)展，這是因?yàn)檫@兩個過程實(shí)際上是互逆的反應(yīng)，二者所使用的體系是完全一致的。而在用氫角度，一方面如謝在庫老師所說，氫氣在冶金、化工等工業(yè)領(lǐng)域有很大應(yīng)用，是減碳的重要原料；另一方面，也可以用氫來發(fā)電，逐步取代煤電，作為更清潔的調(diào)節(jié)電站，服務(wù)于未來的可再生能源發(fā)電體系。

總之，無論是電動汽車還是燃料電池汽車，都不僅會減少交通系統(tǒng)的碳排放，而且也必將推進(jìn)整個電力系統(tǒng)和工業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步和節(jié)能減排。

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儲能技術(shù)：大規(guī)模與分布式 本+文`內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

 

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包信和：剛才許多老師都談到儲能技術(shù)對于以可再生能源為主的新型能源體系至關(guān)重要，這方面最新的發(fā)展情況如何？

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成會明：可再生能源的使用離不開儲能。因?yàn)楣夥惋L(fēng)電都是間歇式、不穩(wěn)定的，所以就需要通過各種類型的儲能技術(shù)，將間歇式的能源轉(zhuǎn)變成連續(xù)的能源，方便使用。而具體來看，又同時需要大規(guī)模集中式儲能和小規(guī)模分布式儲能。

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大規(guī)模儲能主要用于發(fā)電側(cè)，與集中式發(fā)電相配合，目前占比最高的規(guī)模儲能方法是蓄水儲能，而電化學(xué)儲能的比例在快速增長。要將電化學(xué)儲能更多地應(yīng)用于規(guī)模儲能，一個重要的方向是要充分利用地球上資源比較豐富的元素，而不是像鋰這樣較為稀少的元素。比如，鈉離子電池、鋅離子電池等就有可能在規(guī)模儲能方面發(fā)揮更大的作用。

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而分布式儲能，我認(rèn)為應(yīng)當(dāng)與剛才施正榮老師提到的分布式發(fā)電結(jié)合起來。分布式儲能最主要的方式應(yīng)該是電化學(xué)儲能，其中也包括歐陽明高老師提到的電動車儲能，即車網(wǎng)互動；此外也需要發(fā)展相變材料儲能等其他無鋰儲能方法。

 

 

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固碳端：兜底碳中和？ 本文@內(nèi)/容/來/自:中-國-碳^排-放-交易&*網(wǎng)-tan pai fang . com

 

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包信和：我們今天最后一個大問題，來談一談固碳端。因?yàn)闊o論我們怎樣減排，最后還是要使用一定量的化石能源，還是會有一些碳排放，這時候就需要用各種CCS和CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage；碳捕獲、利用與封存）技術(shù)，把這些碳固定下來，才能實(shí)現(xiàn)碳中和。但是關(guān)于這些技術(shù)，它們的技術(shù)本身是否成熟、成本有多大、固碳量最終能達(dá)到多少，似乎都還有很多爭議。我們請郭正堂老師來談一談碳匯方面的問題。 本`文@內(nèi)/容/來/自:中-國^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com

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郭正堂：根據(jù)一些研究的估算，不管我們采取什么樣的減排措施，到2060年，都還會有20-30億噸的二氧化碳，需要依賴減排以外的措施來加以解決。大家普遍認(rèn)為應(yīng)該利用生態(tài)系統(tǒng)固碳以及CCUS技術(shù)去應(yīng)對這個問題。

關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)碳匯，目前大家關(guān)注比較多的是陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯。按照我國目前的估算，大概每年可以通過生態(tài)工程和生態(tài)優(yōu)化吸收10億噸左右的二氧化碳。但是考慮到陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力將逐漸趨于飽和，將來它到底能發(fā)揮多大作用目前還不好說。因此我們認(rèn)為，應(yīng)該把生態(tài)工程等方面的固碳增匯視作“碳中和”窗口期的一種低成本措施，為進(jìn)一步減排贏得時間。這里需要注意的是，通過生態(tài)工程固碳增匯要在合適的時間去實(shí)施——如果開展太早，使陸地生態(tài)碳匯過早達(dá)到飽和，那么到接近2060年的時候，它就無法為碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供保障了。 本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m

在生態(tài)碳匯中，海洋碳匯其實(shí)是一個非常重要的方面，因?yàn)楹Ｑ笫堑厍蛏献畲蟮奶紟?。海洋碳儲量發(fā)生一點(diǎn)點(diǎn)波動，都可以使大氣二氧化碳濃度發(fā)生大幅度的上升或者下降。但是目前國際社會還很少提及對海洋碳匯的調(diào)控，可能也是因?yàn)檫@個系統(tǒng)非常復(fù)雜、難以把控。目前我們還不太清楚對海洋碳匯進(jìn)行人為干預(yù)后可能會帶來怎樣的生態(tài)后果，所以還不敢貿(mào)然進(jìn)行大規(guī)模的嘗試。但是鑒于海洋碳匯的重要性，仍然要開展持續(xù)深入的前瞻性研究，嘗試尋找可能的海洋工程增匯方法，比如對海洋微生物進(jìn)行干預(yù)等。另一方面，對于已經(jīng)受人類影響比較大的近海海域，我們也需要加強(qiáng)相關(guān)研究，保護(hù)并恢復(fù)其碳匯能力。 本*文@內(nèi)-容-來-自；中_國_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

在生態(tài)系統(tǒng)碳匯之外，國際上也提出發(fā)展碳捕獲、利用與封存（CCUS）技術(shù)。在我國，目前關(guān)注比較多、可行性較高的技術(shù)是利用二氧化碳去驅(qū)油驅(qū)氣，就是將二氧化碳打入油氣礦井中，將油、氣“擠出來”的同時，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的地下封存。近年來，國際上也提出了一些其他潛在固碳途徑，比如對濕地泥炭、硅酸鹽化學(xué)風(fēng)化、河口碳酸鹽沉淀、干旱區(qū)盆地碳匯、巖溶區(qū)碳匯等的人為干預(yù)。一些研究顯示出，這些碳匯可能有非常巨大的碳封存潛力。比如，可以對地球上大量存在的超基性巖進(jìn)行碳礦化，使得二氧化碳與這些巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成穩(wěn)定的碳酸鈣，幾乎永久地固定封存起來。總之，只要是自然界中存在的可以固定二氧化碳的途徑，我們都可以嘗試進(jìn)行人為干預(yù)或人為加速。整體看來，相關(guān)的研究和嘗試才剛剛起步，國際上非常重視。我國的相關(guān)研究還很少。

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另外一個重要的、值得關(guān)注的問題，是減排增匯以后碳庫的穩(wěn)定性，本質(zhì)上是氣候變化與碳循環(huán)如何互饋這樣一個基礎(chǔ)科學(xué)問題。因?yàn)榈厍虻奶佳h(huán)是處于動態(tài)平衡之中的，如同化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的緩沖溶液一樣。如果我們?nèi)藶榈卮罅繙p少大氣中的二氧化碳，陸地和海洋的生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能可能就會下降，隨之可能會釋放出很多碳到大氣中，讓我們的減碳工作大打折扣。有研究者做過計(jì)算，大氣二氧化碳濃度下降的量可能最終只有20%左右的人為移除的二氧化碳量，剩余的二氧化碳都會被生態(tài)系統(tǒng)釋放量所抵消。所以從這個角度看，我們需要加強(qiáng)如何實(shí)現(xiàn)長久穩(wěn)定的生態(tài)固碳研究，也應(yīng)該非常重視更穩(wěn)定的CCUS方法、各種新的碳匯科學(xué)原理與技術(shù)研究，包括我剛才提到的各種地質(zhì)碳匯。

包信和：謝謝郭老師的介紹，看起來在碳匯和固碳方法方面，我們還需要很多的研究，其中有些方法涉及到化學(xué)，可能也需要化學(xué)家等其他學(xué)科研究者的參與。

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最后我來做一個簡單的總結(jié)。各位專家從各自的領(lǐng)域出發(fā)，圍繞碳中和的議題做了很全面的介紹。我們談到碳中和目標(biāo)將會帶動一場社會經(jīng)濟(jì)的全面綠色革命。我們談到在發(fā)電產(chǎn)能側(cè)，一方面要大力發(fā)展光伏、風(fēng)電等可再生生源，一方面也要提升煤炭的利用效率；在用能側(cè)，要發(fā)展資源的循環(huán)利用體系，要加強(qiáng)余熱利用，要發(fā)展電動汽車和燃料電池汽車，同時也要利用氫氣等方式，對各類過程工業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新和改造；在儲能技術(shù)方面，我們建議可以利用電動車等開展分布式儲能，同時也呼吁要繼續(xù)發(fā)展鈉離子電池等集中式的電化學(xué)儲能方法；在固碳方面，還需要對多種CCS技術(shù)進(jìn)行探索和研究。總之，我們需要調(diào)動全社會和各行各業(yè)的力量，共同為節(jié)能減碳、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)、維護(hù)地球的生態(tài)安全做出努力。

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