中科院院士鄒才能：新能源在碳中和中的地位與作用

 

　　減少碳排放，實(shí)現(xiàn)碳中和的對(duì)策可以分為碳替代、碳減排、碳封存、碳循環(huán)4種主要途徑。

 

　　碳替代主要包括用電替代、用熱替代和用氫替代等。用電替代是利用水電、光電、風(fēng)電等“綠電”替代火電，用熱替代是指利用光熱、地?zé)岬忍娲剂瞎幔脷涮娲侵赣?ldquo;綠氫”替代“灰氫”。

 

　　碳減排主要包括節(jié)約能源和提高能效。在建筑行業(yè)主要以提高電器和設(shè)備能效、房屋外加太陽(yáng)能光伏等為主，開(kāi)發(fā)新型的水泥和鋼材等材料、減少水泥和鋼材的隱含碳排放量等；在交通行業(yè)主要以使用更高效的動(dòng)力系統(tǒng)和更輕的材料等為主。從源頭減少“黑碳”的排放量。

 

　　碳封存是指將大型火力發(fā)電、煉鋼廠、化工廠等產(chǎn)生的二氧化碳收集后，運(yùn)輸至合適場(chǎng)所，利用技術(shù)手段長(zhǎng)時(shí)間與大氣隔離封存。地質(zhì)封存是碳封存的主要形式，封存場(chǎng)所主要為油氣藏、地下深部咸水層和廢棄煤礦等。未來(lái)油田、氣田采完后，應(yīng)用已有地面與地下設(shè)施，進(jìn)行二氧化碳庫(kù)封存，可能是主要舉措。通過(guò)技術(shù)減少大氣圈中的“黑碳”數(shù)量。

 

　　碳循環(huán)包括人工碳轉(zhuǎn)化和森林碳匯。人工碳轉(zhuǎn)化是指利用化學(xué)或生物手段將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的化學(xué)品或燃料，包括二氧化碳合成甲醇、二氧化碳電催化還原制備CO或輕烴產(chǎn)品（C1—C3）等。森林碳匯是指植物通過(guò)光合作用將大氣中的二氧化碳吸收并固定在植被與土壤中，減少大氣中二氧化碳濃度。發(fā)揮“灰碳”可再利用的作用。

 

　　針對(duì)碳替代、碳減排、碳封存、碳循環(huán)4種主要碳中和對(duì)策，依據(jù)技術(shù)成熟度或與常規(guī)化石能源價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)性，預(yù)測(cè)2020—2050年全球碳中和目標(biāo)下二氧化碳減排趨勢(shì)（見(jiàn)圖3）。2020—2030年，二氧化碳減排速度相對(duì)較慢，主要原因是新能源的價(jià)格優(yōu)勢(shì)尚未顯現(xiàn)，未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，且碳封存技術(shù)尚未成熟。2030—2050年，隨著相關(guān)技術(shù)的成熟，新能源成本可與化石能源競(jìng)爭(zhēng)，新能源項(xiàng)目快速推廣落地，二氧化碳排放大幅度下降。碳封存技術(shù)達(dá)到推廣應(yīng)用要求，為碳中和做出主要貢獻(xiàn)?？傮w看，碳替代將成為碳中和進(jìn)程中的中堅(jiān)力量，預(yù)測(cè)到2050年，貢獻(xiàn)率占全球碳中和的47%，碳減排、碳封存和碳循環(huán)貢獻(xiàn)率分別占21%、15%和17%。

 

　　

　　圖3 2020—2050年4種途徑對(duì)全球碳中和的貢獻(xiàn)