碳達峰、碳中和國家目標提出后,有業界人士開始擔心,如果沒有重大的技術革新,仍會陷入“高碳鎖定”的被動局面。
近日(ri)召開的國務(wu)院常務(wu)會議(yi)明確(que)要求,推動綠色低碳(tan)發(fa)展,設立支持(chi)碳(tan)減排(pai)貨幣政(zheng)策(ce)工具,以穩步有序、精準(zhun)直達方式,支持(chi)清潔(jie)能源(yuan)、節(jie)能環保、碳(tan)減排(pai)技(ji)術的發(fa)展,并撬(qiao)動更(geng)多社會資金促進碳(tan)減排(pai)。
多(duo)個研(yan)究(jiu)機構和(he)(he)專家也紛紛表示,實(shi)現(xian)碳(tan)中(zhong)和(he)(he)目標(biao),必須依(yi)靠突破性技術(shu)。國家氣候變化專家委員會副主任何建坤表示,要探索碳(tan)中(zhong)和(he)(he)目標(biao)導向下的(de)(de)深度脫碳(tan)路徑,加強深度脫碳(tan)技術(shu)的(de)(de)研(yan)發(fa)(fa)和(he)(he)產業化。國務(wu)院(yuan)發(fa)(fa)展研(yan)究(jiu)中(zhong)心研(yan)究(jiu)員周宏(hong)春也認為(wei),實(shi)現(xian)“雙碳(tan)”目標(biao),要尋求顛覆性的(de)(de)技術(shu)突破。
不(bu)過(guo),也有專家(jia)在接受第一財經(jing)記(ji)者采訪(fang)時表示,開發(fa)利用(yong)碳減(jian)排(pai)(pai)技術,一定要(yao)量力而(er)為(wei),注重實用(yong)性和經(jing)濟性。減(jian)排(pai)(pai)要(yao)有所為(wei)、有所不(bu)為(wei)。共性關鍵技術和顛覆(fu)性技術是引領創新的關鍵所在。
那(nei)么,眼下深度(du)脫碳技術和產(chan)業化路徑有哪(na)些?
一批深度脫碳技術“曙光初見”
6月25日,國家能源集團國能錦界公司建設的“15萬(wan)噸/年燃燒后碳捕集示范工程”正式投(tou)產(chan),這是(shi)目(mu)前國內最大規模的火電廠(chang)二氧(yang)化(hua)碳捕集示范工程,旨在引領(ling)火電行業(ye)實施脫碳前沿技術的開發。
該企業相關負責人介紹,試運行期間產(chan)出約零下20、壓力2.0MPa、純(chun)度為99.5%的工(gong)業級合格液態二(er)(er)氧化碳(tan)產(chan)品,量產(chan)后將全(quan)部被消(xiao)納利(li)用(yong),主要(yao)用(yong)于附近油(you)田驅油(you),以及工(gong)業領(ling)域制(zhi)備小蘇(su)打、碳(tan)酸(suan)二(er)(er)甲(jia)酯(zhi)和丙(bing)二(er)(er)醇(chun)等高附加值化工(gong)產(chan)品。
國家“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要明(ming)確提出,構建資源循(xun)環(huan)利用(yong)(yong)體(ti)系。推進(jin)能(neng)源資源梯(ti)級利用(yong)(yong)、廢物(wu)(wu)循(xun)環(huan)利用(yong)(yong)和污染物(wu)(wu)集中處置。加強大宗(zong)固(gu)體(ti)廢棄物(wu)(wu)綜合(he)利用(yong)(yong)。
在(zai)青海,一項(xiang)有(you)別于“從(cong)搖籃(lan)(lan)到(dao)墳(fen)墓(產(chan)品在(zai)超過其使(shi)用壽命后被(bei)丟棄)”的(de)“從(cong)搖籃(lan)(lan)到(dao)搖籃(lan)(lan)(產(chan)品被(bei)回(hui)收后,又能(neng)被(bei)重新利用)”的(de)減碳技術正在(zai)推廣。
在上(shang)海(hai)交通大學、武漢理工大學、上(shang)海(hai)化工研究所專(zhuan)家們的幫助下,青海(hai)西旺實(shi)業(ye)(集團)有(you)(you)限公司正研發推廣具有(you)(you)“三低一高”(低能(neng)耗、低排放(fang)、低污染、高附加值)特性(xing)的新型復合材料“昆侖晶石”。
該(gai)公(gong)司董事長池立群告訴第一財經(jing)(jing)記者,“昆侖晶石”在消費使用(yong)過(guo)后,能全(quan)部實現有償回(hui)收和利用(yong)。經(jing)(jing)國(guo)際(ji)專業檢(jian)驗、鑒定、測試和認證機構(SGS通(tong)標)認證,這一新(xin)型(xing)復合材(cai)料的(de)(de)生產(chan)過(guo)程(cheng)碳排放僅(jin)為傳統建(jian)材(cai)潔具的(de)(de)1/8。
專家介紹,我(wo)國每年產生(sheng)在生(sheng)活(huo)垃圾里的廢塑料約5000萬噸,如(ru)全部焚燒將產生(sheng)約1.6億噸二氧化(hua)碳,填埋也會對環境造成污染。
在安徽,一家(jia)環保科技(ji)企業(ye)正在做(zuo)廢(fei)塑料(liao)的回收利用。7月6日(ri),在安徽憬鈺環保科技(ji)有限公司的一間實(shi)驗室里,技(ji)術人員向記者演示了廢(fei)塑料(liao)、廢(fei)機(ji)油催化裂解制取輕質燃料(liao)油的整個過程。
技術人員(yuan)在一個玻璃(li)容器中放(fang)入(ru)少許催化劑,倒(dao)入(ru)50毫升(sheng)的(de)(de)廢機油(you)(you),再放(fang)入(ru)重(zhong)量為(wei)100克的(de)(de)廢棄農(nong)用薄膜和(he)舊塑(su)料袋,封口后加熱。不(bu)到20分(fen)鐘,玻璃(li)容器內的(de)(de)溫(wen)度就達到120度并有油(you)(you)氣(qi)產生。超過180度后,淡黃色(se)的(de)(de)清澈透(tou)明的(de)(de)輕(qing)質燃料油(you)(you)從出(chu)油(you)(you)口流入(ru)量杯(bei)。
整個反應過(guo)程結(jie)束后,玻璃容器內的(de)廢棄農用薄膜和舊塑料袋(dai)已變成少(shao)量的(de)黑炭,量杯(bei)里(li)的(de)輕質燃料油接近(jin)180毫升(sheng)。“油品(pin)的(de)綜合參(can)數達到(dao)柴油國Ⅲ、國Ⅳ標準,相關(guan)技術已拿到(dao)國家(jia)專利(li)。”該公司董事長張剛說。
測算結果顯(xian)示,焚(fen)燒1噸塑料或(huo)(huo)機油,約分別排(pai)放3.67噸或(huo)(huo)3.12噸二氧化(hua)碳。而利用上述技(ji)術工(gong)藝,單次處理60噸廢塑料可(ke)(ke)減(jian)排(pai)二氧化(hua)碳313.8噸,同時可(ke)(ke)減(jian)少天(tian)然氣(qi)和用電量(liang),扣除加(jia)熱過程(cheng)中的耗能等碳排(pai)放,減(jian)排(pai)二氧化(hua)碳總量(liang)達到300.14噸。
碳中和技術一半還沒開發出來
周宏(hong)春(chun)介(jie)紹,目前(qian),在國(guo)內外已經出現了不少顛覆性的(de)減碳技(ji)術。如東(dong)芝公司宣布,已經研發出全球效率最高的(de)二氧化(hua)碳電催化(hua)技(ji)術,比之前(qian)技(ji)術處(chu)理速度提(ti)高了60倍。
在(zai)二(er)氧化碳轉換利用方面,國(guo)內(nei)多個團隊也做(zuo)出了令人矚目的成(cheng)(cheng)績。周宏春(chun)介紹,如中海(hai)油(you)二(er)氧化碳加氫(qing)制甲(jia)醇關鍵(jian)技術(shu)(shu)及工程(cheng)示(shi)范(fan)已(yi)取得突(tu)破性進展,專家鑒定認為,與國(guo)內(nei)外(wai)同類技術(shu)(shu)相比,主要技術(shu)(shu)指標先進;中科院大(da)連化物所李燦院士(shi)團隊也在(zai)蘭州建(jian)成(cheng)(cheng)了千噸級(ji)“液態太陽燃料合成(cheng)(cheng)示(shi)范(fan)項目”。
此外,北京光(guang)合(he)新能科技有限公司的等離激元技術,利(li)用電廠余熱(re)或(huo)太陽能光(guang)熱(re),在常(chang)溫常(chang)壓下將二氧化碳合(he)成為清潔燃料,并(bing)在七臺河(he)電廠完(wan)成了中等規模工業示范;中國(guo)工程(cheng)院院士、四川大學校長謝和(he)平團(tuan)隊(dui)在2014年已完(wan)成了二氧化碳礦化發電生(sheng)產碳酸(suan)鹽的實(shi)驗室試驗。
“把二氧化碳(tan)從減(jian)排負擔(dan)變成高附加(jia)值(zhi)產品(pin)的(de)技術(shu),可以提供能量(liang)與化工原(yuan)材料的(de)雙重功能。如果這些新的(de)技術(shu)能夠產業(ye)化,或將開創一個(ge)全新的(de)碳(tan)中(zhong)和(he)技術(shu)范式,走(zou)出(chu)一條符(fu)合中(zhong)國(guo)國(guo)情(qing)的(de)碳(tan)中(zhong)和(he)之路。”周宏(hong)春說。
但(dan)據第一財經(jing)記者(zhe)了解,由于(yu)受到(dao)能(neng)源(yuan)來(lai)源(yuan)的限制,如果按近十年電(dian)力(li)(li)結構變(bian)化,電(dian)動車的清潔能(neng)源(yuan)含量只(zhi)提高了10%;風(feng)力(li)(li)和太陽能(neng)發電(dian)裝機容量占(zhan)比(bi)(bi)雖然已經(jing)達到(dao)了24%,但(dan)利用率(lv)只(zhi)有9%;核(he)能(neng)在電(dian)力(li)(li)結構中(zhong)的比(bi)(bi)例還非常低,僅(jin)為5%左右。
國際能源署此前的研究也(ye)發(fa)現,實現碳(tan)中和的技術,一半(ban)還沒有(you)開發(fa)出來(lai)。
國際能源(yuan)署的(de)分析指出,如果全(quan)球溫室氣體排放(fang)從(cong)目前的(de)330億噸(dun)下降到2050年的(de)100億噸(dun)左右,則2050年前節能和提(ti)高(gao)能效對(dui)全(quan)球二氧化(hua)碳減排的(de)貢(gong)(gong)獻(xian)為(wei)37%,發(fa)展(zhan)(zhan)可再生能源(yuan)貢(gong)(gong)獻(xian)為(wei)32%,燃料替代貢(gong)(gong)獻(xian)為(wei)8%,發(fa)展(zhan)(zhan)核電(dian)貢(gong)(gong)獻(xian)為(wei)3%,碳捕集、利用與封存(cun)(CCUS)技術(shu)貢(gong)(gong)獻(xian)為(wei)9%,還有12%貢(gong)(gong)獻(xian)由(you)其他技術(shu)滿足(zu)。
而(er)讓專(zhuan)家們更(geng)為擔(dan)心的(de),是(shi)一些容易被“高碳(tan)鎖定”的(de)領(ling)域。
比如,中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)人民大學生(sheng)(sheng)態金(jin)融研究中(zhong)(zhong)心(xin)微信公號“人大生(sheng)(sheng)態金(jin)融”近日一(yi)篇文(wen)章稱,對居住(zhu)建筑、公共(gong)建筑、能(neng)(neng)源(yuan)基礎(chu)設施等鎖(suo)定效應強,且投資(zi)高(gao)、影響范圍大的重點用能(neng)(neng)領域,不能(neng)(neng)再(zai)延(yan)續“跟跑(pao)”為主、市場推動技(ji)術(shu)緩(huan)慢迭代的傳統方式,必須強化(hua)政府主導(dao),抓緊(jin)制定與(yu)碳中(zhong)(zhong)和(he)目標相匹配的能(neng)(neng)源(yuan)效率標準,提高(gao)準入要(yao)求,盡(jin)早(zao)使(shi)新建建筑和(he)基礎(chu)設施的能(neng)(neng)效水平與(yu)發達國(guo)(guo)家“并跑(pao)”,甚(shen)至(zhi)“領跑(pao)”。
我國每年(nian)新(xin)竣(jun)工(gong)建(jian)筑面積40多億平方(fang)米。距(ju)離2060年(nian)前碳(tan)中(zhong)和目標只剩下不(bu)到40年(nian)時間,如果這些(xie)新(xin)建(jian)的(de)住房和基(ji)礎設(she)施沒有采用高(gao)效節(jie)能技術,則未來40年(nian)內需要實施改造甚至拆除重建(jian),“技術鎖定”的(de)問題將十(shi)分突(tu)出。
院士給出的“碳減排優劣順序”
“我國當前仍處于(yu)工業化和城市化發展階段中后期,對未來經(jing)濟增(zeng)速仍有較高預(yu)期,在一(yi)定時期內(nei)能源總需求還會(hui)持續增(zeng)長(chang),碳排放也(ye)仍呈緩慢增(zeng)長(chang)趨勢。”何建坤(kun)在接受第一(yi)財經(jing)記者(zhe)采訪(fang)時表示(shi),盡管如此(ci),國家、地方和企業都要自覺適應和應對全球碳中和導向下的國際治理(li)和經(jing)貿機制變革。
他說,這些變革包括全球碳(tan)(tan)價機(ji)制及歐美醞(yun)釀的“碳(tan)(tan)邊境調(diao)節機(ji)制”;行(xing)業和地區間(jian)氣候聯盟推出新的低碳(tan)(tan)技術(shu)標準和行(xing)為準則;國際產品貿易中碳(tan)(tan)排放技術(shu)標準、碳(tan)(tan)標識等(deng),都將(jiang)對企業生產經(jing)營和競爭力產生重要影(ying)響。
“實(shi)現(xian)單位GDP的碳排放持續大幅下(xia)降,一方面要大力節能,降低GDP的能耗(hao)強度(du)。另一方面要通過(guo)產業技(ji)(ji)術升級,推廣先(xian)進(jin)節能技(ji)(ji)術,淘汰(tai)落(luo)后產能,提高(gao)能效。”何建坤(kun)認為(wei),先(xian)進(jin)能源和低碳技(ji)(ji)術也將成為(wei)大國競爭的高(gao)科技(ji)(ji)前沿和重點領(ling)域。
碳中和技術前景分析
“與發達(da)國(guo)家(jia)相比,我(wo)國(guo)提出碳(tan)達(da)峰(feng)、碳(tan)中和目標(biao),起點不(bu)同,能源資源稟(bing)賦不(bu)同,發展階段(duan)不(bu)同,因而技術路線圖(tu)也不(bu)可能相同。”周宏春表示(shi),這需要理論創新、技術創新、制度創新。
“不(bu)(bu)能照(zhao)搬國(guo)外經驗,不(bu)(bu)能按照(zhao)國(guo)外模型進(jin)行推(tui)演,也不(bu)(bu)可能是國(guo)外碳達(da)峰路徑的(de)修修補補,而(er)是要從中國(guo)的(de)實際出發,另辟蹊徑,尋求(qiu)顛覆性的(de)技(ji)術突破。”周宏春說。
中(zhong)國工程院院士謝克昌日前在(zai)演講(jiang)中(zhong)表示,碳減排(pai)技(ji)(ji)術(shu)路徑的優劣順序應該依次為:節能提效(xiao)、降(jiang)低(di)碳排(pai)放強度、增加低(di)碳能源(yuan)和(he)(he)減少高(gao)碳能源(yuan)、通過(guo)植樹造(zao)林強化(hua)自然碳匯,以及二(er)氧(yang)化(hua)碳捕集、封存和(he)(he)利用(CCUS)。超(chao)前部(bu)署(shu)高(gao)效(xiao)CCUS、二(er)氧(yang)化(hua)碳制烯(xi)烴等技(ji)(ji)術(shu),難度高(gao)、投資大,現階(jie)段解決(jue)不了根(gen)本問題(ti)。
紅杉(shan)中國日前(qian)發布的(de)碳中和報告《邁向零碳——基(ji)于科技(ji)創新的(de)綠色變革》也(ye)認為(wei),完成現有(you)技(ji)術(shu)的(de)盤點,是(shi)碳中和不同階段選擇何種(zhong)技(ji)術(shu)路線的(de)基(ji)礎(chu)工作。政(zheng)府(fu)與市場不僅需(xu)要對現有(you)技(ji)術(shu)有(you)較為(wei)清(qing)晰的(de)了解(jie),也(ye)需(xu)要對新技(ji)術(shu)或潛在的(de)技(ji)術(shu)可能進行前(qian)瞻性預判(pan),將其納入長期目標的(de)超前(qian)部(bu)署(shu)和規劃之中,持續優化碳中和路徑選擇。