碳達(dá)峰碳中和主要技術(shù)應(yīng)用及展望

 

《科技支撐碳達(dá)峰碳中和實(shí)施方案（2022—2030年）》中系統(tǒng)提出科技支撐碳達(dá)峰碳中和的創(chuàng)新方向，并重點(diǎn)突出了能源清潔低碳、零碳利用技術(shù)、低碳與零碳工業(yè)流程再造技術(shù)、建筑交通低碳零碳技術(shù)、碳減排技術(shù)、前沿顛覆性低碳技術(shù)等方向?！犊萍贾翁歼_(dá)峰碳中和實(shí)施方案（2022—2030年）》出臺以來，上海、江蘇、安徽、河北等多個(gè)地方政府紛紛出臺地方科技支撐碳達(dá)峰碳中和實(shí)施方案，其中，煤炭清潔高效利用、可再生能源、氫能、儲(chǔ)能、智慧電網(wǎng)、可控核聚變、碳捕集利用與封存、工業(yè)流程再造、生態(tài)碳匯、碳排放監(jiān)測等技術(shù)成為各地重點(diǎn)發(fā)力方向。

 

1）煤炭清潔高效利用技術(shù)。推動(dòng)碳達(dá)峰碳中和和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型需要堅(jiān)持“先立后破”的原則，當(dāng)前我國仍呈現(xiàn)出“富煤、貧油、少氣”的能源特點(diǎn)。中共中央 國務(wù)院在《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》中提出，到2060年，我國非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到80%以上，即化石能源消費(fèi)仍將保持一定比例。當(dāng)前，我國每千瓦時(shí)火力發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗連續(xù)三年下降，原煤入選率從2015年的66%提高到了2021年的71.7%，煤炭洗選技術(shù)和裝備達(dá)到國際先進(jìn)水平。但在煤炭高效、低碳、靈活智能利用的基礎(chǔ)性、原創(chuàng)性、顛覆性技術(shù)研究方面仍需加強(qiáng)。

 

2）可再生能源技術(shù)。主要包括新能源發(fā)電、可再生能源非電利用、儲(chǔ)能技術(shù)、智能電網(wǎng)等。以風(fēng)光發(fā)電為例，2022年我國風(fēng)電、光伏發(fā)電新增裝機(jī)突破1.2億千瓦，連續(xù)三年突破1億千瓦；風(fēng)電、光伏發(fā)電量首次突破1萬億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的13.8%；風(fēng)電發(fā)電效率較10年前提高30%；陸上風(fēng)電、光伏的平均度電成本較2012年分別下降約48%和70%；光伏組件、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、齒輪箱等關(guān)鍵零部件占全球市場份額70%，我國風(fēng)光可再生能源技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)展。但是依然存在一些問題。例如，太陽能和風(fēng)能發(fā)電在不同天氣條件下產(chǎn)生的能量波動(dòng)大，需要儲(chǔ)存技術(shù)的支持，以確保能量供應(yīng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，新能源設(shè)施建設(shè)也需要考慮環(huán)保和資源利用的問題。因此，可再生能源技術(shù)的發(fā)展需要在技術(shù)創(chuàng)新、政策支持和資源利用等方面取得平衡。

 

3）低碳利用及能效提升技術(shù)。低碳利用技術(shù)主要體現(xiàn)在工業(yè)、交通和建筑領(lǐng)域。包括低碳零碳工業(yè)流程再造技術(shù)、電氣化和智能化交通技術(shù)、光儲(chǔ)直柔、建筑光伏一體化技術(shù)體系等。例如在交通領(lǐng)域，我國新能源汽車技術(shù)快速發(fā)展并廣泛應(yīng)用，截至2023年2月，我國新能源汽車保有量突破1310萬輛，成為交通領(lǐng)域低碳化的重要力量。此外，智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用也可以有效地減少碳排放，提高道路交通效率。但低碳交通技術(shù)的發(fā)展需要解決能源供應(yīng)不足、充電基礎(chǔ)設(shè)施不完善等問題。在工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)流程再造及能源效率提升技術(shù)可以有效改善工業(yè)企業(yè)用能情況、減少碳排放，但是需要投入大量的資金和技術(shù)支持。同時(shí)，該技術(shù)需要在政策和市場層面獲得足夠的支持，以確保企業(yè)和個(gè)人愿意采用高效節(jié)能的設(shè)備和措施。

 

4）碳捕獲和儲(chǔ)存等凈零碳技術(shù)。該技術(shù)包括將二氧化碳制成化學(xué)品、將二氧化碳制成燃料、微藻的生產(chǎn)、混凝土碳捕集、提高原油采集率、生物能源的碳捕捉和存儲(chǔ)、硅酸鹽巖石的風(fēng)化（CCUS技術(shù)），以及礦物碳化、植樹造林、土壤有機(jī)碳和土壤無機(jī)碳、農(nóng)作物的秸稈燒成木炭還田等?？傮w看，我國CCUS等凈零碳正處于工業(yè)化示范階段，與國際整體發(fā)展水平相當(dāng)，但部分關(guān)鍵技術(shù)落后于國際先進(jìn)水平，且成本較高。未來，需圍繞低濃度二氧化碳捕集、工業(yè)化利用、封存、碳匯計(jì)量等關(guān)鍵環(huán)節(jié)開展核心技術(shù)攻關(guān)。

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