对我国碳达峰行动方案的思考之四：关于创新驱动（下）

碳达峰、碳中和，绝不仅是一个能源问题、一个环境问题，而是全局性系统性问题。实现双碳目标、特别是碳中和与经济社会发展不是对立关系，不是赛道超车，是更换赛道，重新定义人类社会利用的资源能源、重新定义资源利用方式，既是挑战更是机遇。

一、双碳目标是一场以能源去碳化为标志的技术革命

碳达峰、碳中和将引发以去碳化为标志的科技革命，催生基础研究领域的一系列新理论新方法新手段，孕育一系列重大颠覆性技术创新，带来新产业、新交通、新建筑、新能源和新的发展方式，为社会各界和全球科学家提供广阔的创新合作平台和空间。中国科技部部长王志刚认为，碳达峰碳中和将带来一场由科技革命引起的经济社会环境的重大变革，其意义不亚于三次工业革命。他希望，通过科技创新形成中国未来低碳发展的竞争优势；要系统设计碳达峰碳中和科技创新支撑体系结构，形成科技引领碳达峰碳中和的“四梁八柱”；要坚持目标导向下的问题导向，做好科技需求分析，明确科技创新的思路和重点。

纵观每次能源革命或工业革命，都是由某种交通工具带动整体的发展与变革。如第一次能源革命是蒸汽机带动了煤炭的大规模发展；第二次能源革命是内燃机驱动的汽车带动了石油的发展，石油成为当时政治、经济、外交、金融等方面的重要载体。而今，可再生能源的开发利用成为第三次工业革命的重要动力，不仅将替代石油，电、氢及其载体(如氨)可能成为新的能源载体，继而形成一个全新的能源体系。

现阶段，我国使用最多的是煤炭、石油、天然气、可再生能源与核能等五大能源。我国的碳排放主要来源于化石能源的利用。《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》显示，能源活动是我国温室气体的主要排放源，约占全部二氧化碳排放的86.8%。在能源生产和消费活动中，化石能源又占据极其重要的地位。尽管化石能源占比已经大幅度下降，到2020年仍然占56.8%。

发展化石能源清洁高效利用技术，我国进行了大量的研发。钢铁、水泥、化工等二氧化碳排放大户，碳排放主要与生产工艺技术相关；实现工艺流程再造是碳减排的关键及核心技术。将化石能源中碳基分子转变为化学品和新材料，实现化石能源的高值、高效和清洁转化技术路线，我国也进行了关键技术研发与攻关部署。

比如，科技部依托国家重点研发计划，在煤炭清洁高效利用和新型节能技术、可再生能源与氢能技术、储能与智能电网技术等方面部署了一系列研究，还将启动“碳中和关键技术研究与示范”重点专项。中科院完成了“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”“低阶煤清洁高效梯级利用关键技术与示范”等项目，启动了“变革性洁净能源关键技术与示范”先导专项，以推进多能融合关键技术示范与应用。

无论是能源生产端低碳化，还是能源消费端提效，都离不开技术创新的支撑。从这个意义上说，碳达峰、碳中和将成为未来技术进步和创新的竞技场。实现我国碳达峰、碳中和目标，既要材料、能源和制造工艺等方面的技术更新迭代，也要工业、农业、交通、建筑等领域的挖潜提效，提高能源利用效率。没有颠覆性技术，没有系统性社会变革，没有绿色革命，不可能实现碳中和。

双碳将是一场绿色革命，构建全新的零碳产业体系，将引发数百万亿投资与产业机遇。

二、新能源可再生能源发展仍面临诸多的技术经济挑战

谁在零碳技术创新中占据领先地位，谁就是新赛道上的领跑者，谁就有可能引领下一轮产业革命。太阳能、风能、水能、地热能等可再生能源，利用过程不排放二氧化碳，对环境更为友好。

近年来，我国积极布局和大力发展可再生能源产业。有关数据显示，“十三五”期间我国水电、风电、光伏、在建核电装机规模等多项指标保持世界第一。到2020年底，我国清洁能源发电装机规模增至10.83亿千瓦，占总装机比重接近50%。与化石能源不同，可再生能源，无论是太阳能、风能，还是生物质能、海洋潮汐能等，都存在能量密度低、时空分布不均衡、发电不稳定、成本较高（初期尤其如此）等特点，成为其规模化应用的瓶颈。

在这样的情况下，要抓紧部署低碳前沿技术研究，加快推广应用减污降碳技术，提升我国在低碳环保领域的技术优势和储备。打通能源之间的联系，促进多能互补、取长补短、温度对口、梯级利用，这是能源变革势在必行之举；研究开发能源转化途径，减少传统能源利用中的二氧化碳排放、抑或将二氧化碳转化为高碳含量的材料；发展大规模储能技术以有效解决电网运行安全、电力电量平衡、可再生能源消纳等问题；氢能及储能技术、先进安全核能技术、二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）技术等协同推进。

能源领域的绿色低碳发展，要突破储能、智能电网等关键技术，支撑构建清洁低碳安全高效的能源体系。工业领域，要发展原料、燃料替代和工艺革新技术，推动钢铁、水泥等高碳产业生产工艺流程的零碳再造。交通领域，要加快发展新能源汽车技术，形成公路绿色低碳运输方式。建筑领域，在建筑表面安装光伏发电设备；在建筑中采用分布式蓄电，通过充电桩与新能源汽车智能连接；在建筑内部直流配电，实现建筑柔性用电，发展形成“光储直柔”智能系统。要发展碳汇和碳捕集利用与封存等负排放技术，还应发展非二氧化碳温室气体减排技术。要加强产业技术集成耦合创新，注重颠覆性技术创新。

2020年10月，千吨级“液态阳光”合成示范项目成功运行，利用可再生能源发电、电解水生产“绿氢”，并将二氧化碳加氢转化为“绿色”甲醇等液体燃料（李灿院士提出的“液体阳光”）；或通过太阳能、电厂余热及其二氧化碳的直接利用生产油气（所谓的等离激元技术，已经在七台河电厂中试成功），均可能成为实现我国“双碳”目标的有益探索；而什么样的技术起主导作用，应当更好地发挥市场机制作用。

碳达峰、碳中和是一项极为复杂的系统工程，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。电力和能源过程脱碳化是实现该目标的关键，既要从可再生能源、核能、资源循环高效利用、智能交通、绿色建筑等方面提前做好技术储备，也要从政策制度上给予保障。立足当下，必须创新发展理念，综合利用政策、法律、经济、行政、宣传等手段为实现这一目标营造内外部环境，推进国内外的低碳治理。

许多专家认为，太阳能、风能的发电成本已经与煤炭发电具有竞争性。这是真的吗？

掐头去尾，仅从发电这一块看，太阳能、风能发电的成本真的与煤电相近了，但在太阳能发电的时间之外呢？用什么来保障能源的正常供应？

现在的可再生能源还没有更多的好办法，还需要人为可以控制的电力来保障。同样，有专家认为，太阳能、风能是“负碳”的。这是真的吗？

如果仅看发电这一块，好像是真的；但光伏发电的产业链非常长，从含硅矿石的开采、硅的提取、多晶硅和单晶硅的生产、光伏发电板的生产，报废光伏发电板的回收处理等，就是“天上掉下来”的吗？就不需要耗能和排放二氧化碳吗？

估计只有稍微有些常识的人就不会这么认为。

三、构建未来的能源体系，还有许多技术亟待攻克

放眼未来，碳达峰碳中和是一场关于新技术、新市场的赛跑，经济社会系统性变革必将孕育全新的科学技术和工程，中国第一次真正意义上在变革中与发达国家同场竞技。在“双碳”目标下，能源生产、消费、结构等均将出现革命性的变化，是传统的化石能源为主的能源体系要转变为以可再生能源为主导、多能互补的低碳能源体系，并带动我国能源及相关制造业的转型升级和绿色低碳发展。必须加快前沿研究，加快先进共性技术的推广应用，大力优化能源结构，提高用能效率。

我国《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》提出，到2030年，建成与国情相适应的完善的能源技术创新体系，能源技术水平整体达到国际先进水平，进入世界能源技术强国行列。部署了15个重点领域：煤炭无害化开采技术，非常规油气和深层、深海油气开发技术，煤炭清洁高效利用技术，二氧化碳捕集、利用与封存技术，先进核能技术，乏燃料后处理与高放废物安全处理处置技术，高效太阳能利用技术，大型风电技术，氢能与燃料电池技术，生物质、海洋、地热能利用技术，高效燃气轮机技术，先进储能技术，现代电网关键技术、能源互联网技术，以及节能与能效提升技术。

2015年中国工程院启动“我国能源技术革命体系战略研究”重大咨询项目，从核能、风能、太阳能、储能、油气、煤炭、水能、生物质能、智能电网与能源网融合等九大能源技术领域开展研究，制定了前瞻性技术（2020年）、创新性技术（2030年）和颠覆性技术（2050年）三阶段发展的能源技术路线。近年来，能源科技进步，能源清洁低碳加速转型成为全球发展趋势，不仅伴随着产业结构调整，也是能源科技进步的重要驱动力，科技进步与能源转型相互促进，正在深刻改变能源发展的前景。

低成本可再生能源技术是能源科技发展的重点领域。在风能领域，未来技术发展方向主要有大功率风电机组整机设计、风机运维与故障诊断、大功率无线输电的高空风力发电技术等。在太阳能领域，需要重点发展太阳能光热发电、薄膜电池技术、太阳能制氢技术、可穿戴柔性轻便太阳电池技术等。油气领域的低成本技术也是能源科技发展关注的焦点。到2050年，油气在一次能源消费结构中占比仍将保持在50%左右，成为业界共识。在近期储量增长最快的深水油气领域，浮式天然气生产、处理、液化、储存和卸载一体化平台（FLNG）及海底生产设备的应用，再加上结构的不断优化，生产成本可降至每桶50美元以下。低成本油气技术发展方向。在地球物理勘探方面，主要包括智能高效采集技术、基于深度学习的地球物理资料自动处理和解释技术，以及物探全过程智能管理技术等。在油气田生产经营方面，主要包括基于大数据和深度学习的新一代人工智能油田技术、石油工业智能云网平台技术，以及人工智能机器人技术等。

碳减排问题是全球性问题，仅靠中国实现碳达峰不仅困难而且影响有限，更需要我们保持开放的心态，积极拓展与世界各国的碳减排合作，共同促进“一带一路”绿色发展，积极参与全球气候治理，在全球气候议题中发挥更加重要的作用。

关于技术创新，国内有关部门和专家总结为：

我国的技术创新走了一条跟跑、并跑到局部领跑的路子。

从实践看，国外许多技术乃至装备并没有成熟，由于我国的引进和不断改进，使之得到广泛应用，但专利费是不能少的。

记得十多年前，参加科技部支持5000万的一个试点项目（山东一家化肥厂引进的德士古炉）评估，在使用中已将煤粉喷嘴增加到多个，但原创还是人家的。

从经济学角度看，跟跑是最省劲的。如果我们看一下世界长跑之类的竞赛，最初的领跑者不一定是最终的胜利者，取决于“领跑者”的耐久力。

而今，许多的技术我们买不到了，需要自己创新解决“卡脖子”问题了。

需要大声呐喊：技术创新！资助知识产权！保护知识产权！

也需要避免，我们不能做人家观点、思路、技术的传话筒、代言人。