碳達(dá)峰、碳中和國(guó)家目標(biāo)提出后,有業(yè)界人士開(kāi)始擔(dān)心,如果沒(méi)有重大的技術(shù)革新,仍會(huì)陷入“高碳鎖定”的被動(dòng)局面。
近日召開(kāi)的國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議明確要求,推動(dòng)綠色低碳發(fā)展,設(shè)立支持碳減排貨幣政策工具,以穩(wěn)步有序、精準(zhǔn)直達(dá)方式,支持清潔能源、節(jié)能環(huán)保、碳減排技術(shù)的發(fā)展,并撬動(dòng)更多社會(huì)資金促進(jìn)碳減排。
多個(gè)研究機(jī)構(gòu)和專家也紛紛表示,實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),必須依靠突破性技術(shù)。國(guó)家氣候變化專家委員會(huì)副主任何建坤表示,要探索碳中和目標(biāo)導(dǎo)向下的深度脫碳路徑,加強(qiáng)深度脫碳技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心研究員周宏春也認(rèn)為,實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),要尋求顛覆性的技術(shù)突破。
不過(guò),也有專家在接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示,開(kāi)發(fā)利用碳減排技術(shù),一定要量力而為,注重實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。減排要有所為、有所不為。共性關(guān)鍵技術(shù)和顛覆性技術(shù)是引領(lǐng)創(chuàng)新的關(guān)鍵所在。
那么,眼下深度脫碳技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化路徑有哪些?
一批深度脫碳技術(shù)“曙光初見(jiàn)”
6月25日,國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)能錦界公司建設(shè)的“15萬(wàn)噸/年燃燒后碳捕集示范工程”正式投產(chǎn),這是目前國(guó)內(nèi)最大規(guī)模的火電廠二氧化碳捕集示范工程,旨在引領(lǐng)火電行業(yè)實(shí)施脫碳前沿技術(shù)的開(kāi)發(fā)。
該企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,試運(yùn)行期間產(chǎn)出約零下20、壓力2.0MPa、純度為99.5%的工業(yè)級(jí)合格液態(tài)二氧化碳產(chǎn)品,量產(chǎn)后將全部被消納利用,主要用于附近油田驅(qū)油,以及工業(yè)領(lǐng)域制備小蘇打、碳酸二甲酯和丙二醇等高附加值化工產(chǎn)品。
國(guó)家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要明確提出,構(gòu)建資源循環(huán)利用體系。推進(jìn)能源資源梯級(jí)利用、廢物循環(huán)利用和污染物集中處置。加強(qiáng)大宗固體廢棄物綜合利用。
在青海,一項(xiàng)有別于“從搖籃到墳?zāi)?產(chǎn)品在超過(guò)其使用壽命后被丟棄)”的“從搖籃到搖籃(產(chǎn)品被回收后,又能被重新利用)”的減碳技術(shù)正在推廣。
在上海交通大學(xué)、武漢理工大學(xué)、上?;ぱ芯克鶎<覀兊膸椭?,青海西旺實(shí)業(yè)(集團(tuán))有限公司正研發(fā)推廣具有“三低一高”(低能耗、低排放、低污染、高附加值)特性的新型復(fù)合材料“昆侖晶石”。
該公司董事長(zhǎng)池立群告訴第一財(cái)經(jīng)記者,“昆侖晶石”在消費(fèi)使用過(guò)后,能全部實(shí)現(xiàn)有償回收和利用。經(jīng)國(guó)際專業(yè)檢驗(yàn)、鑒定、測(cè)試和認(rèn)證機(jī)構(gòu)(SGS通標(biāo))認(rèn)證,這一新型復(fù)合材料的生產(chǎn)過(guò)程碳排放僅為傳統(tǒng)建材潔具的1/8。
專家介紹,我國(guó)每年產(chǎn)生在生活垃圾里的廢塑料約5000萬(wàn)噸,如全部焚燒將產(chǎn)生約1.6億噸二氧化碳,填埋也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
在安徽,一家環(huán)??萍计髽I(yè)正在做廢塑料的回收利用。7月6日,在安徽憬鈺環(huán)??萍加邢薰镜囊婚g實(shí)驗(yàn)室里,技術(shù)人員向記者演示了廢塑料、廢機(jī)油催化裂解制取輕質(zhì)燃料油的整個(gè)過(guò)程。
技術(shù)人員在一個(gè)玻璃容器中放入少許催化劑,倒入50毫升的廢機(jī)油,再放入重量為100克的廢棄農(nóng)用薄膜和舊塑料袋,封口后加熱。不到20分鐘,玻璃容器內(nèi)的溫度就達(dá)到120度并有油氣產(chǎn)生。超過(guò)180度后,淡黃色的清澈透明的輕質(zhì)燃料油從出油口流入量杯。
整個(gè)反應(yīng)過(guò)程結(jié)束后,玻璃容器內(nèi)的廢棄農(nóng)用薄膜和舊塑料袋已變成少量的黑炭,量杯里的輕質(zhì)燃料油接近180毫升?!坝推返木C合參數(shù)達(dá)到柴油國(guó)Ⅲ、國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)技術(shù)已拿到國(guó)家專利。”該公司董事長(zhǎng)張剛說(shuō)。
測(cè)算結(jié)果顯示,焚燒1噸塑料或機(jī)油,約分別排放3.67噸或3.12噸二氧化碳。而利用上述技術(shù)工藝,單次處理60噸廢塑料可減排二氧化碳313.8噸,同時(shí)可減少天然氣和用電量,扣除加熱過(guò)程中的耗能等碳排放,減排二氧化碳總量達(dá)到300.14噸。
碳中和技術(shù)一半還沒(méi)開(kāi)發(fā)出來(lái)
周宏春介紹,目前,在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了不少顛覆性的減碳技術(shù)。如東芝公司宣布,已經(jīng)研發(fā)出全球效率最高的二氧化碳電催化技術(shù),比之前技術(shù)處理速度提高了60倍。
在二氧化碳轉(zhuǎn)換利用方面,國(guó)內(nèi)多個(gè)團(tuán)隊(duì)也做出了令人矚目的成績(jī)。周宏春介紹,如中海油二氧化碳加氫制甲醇關(guān)鍵技術(shù)及工程示范已取得突破性進(jìn)展,專家鑒定認(rèn)為,與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)相比,主要技術(shù)指標(biāo)先進(jìn);中科院大連化物所李燦院士團(tuán)隊(duì)也在蘭州建成了千噸級(jí)“液態(tài)太陽(yáng)燃料合成示范項(xiàng)目”。
此外,北京光合新能科技有限公司的等離激元技術(shù),利用電廠余熱或太陽(yáng)能光熱,在常溫常壓下將二氧化碳合成為清潔燃料,并在七臺(tái)河電廠完成了中等規(guī)模工業(yè)示范;中國(guó)工程院院士、四川大學(xué)校長(zhǎng)謝和平團(tuán)隊(duì)在2014年已完成了二氧化碳礦化發(fā)電生產(chǎn)碳酸鹽的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。
“把二氧化碳從減排負(fù)擔(dān)變成高附加值產(chǎn)品的技術(shù),可以提供能量與化工原材料的雙重功能。如果這些新的技術(shù)能夠產(chǎn)業(yè)化,或?qū)㈤_(kāi)創(chuàng)一個(gè)全新的碳中和技術(shù)范式,走出一條符合中國(guó)國(guó)情的碳中和之路?!敝芎甏赫f(shuō)。
但據(jù)第一財(cái)經(jīng)記者了解,由于受到能源來(lái)源的限制,如果按近十年電力結(jié)構(gòu)變化,電動(dòng)車的清潔能源含量只提高了10%;風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量占比雖然已經(jīng)達(dá)到了24%,但利用率只有9%;核能在電力結(jié)構(gòu)中的比例還非常低,僅為5%左右。
國(guó)際能源署此前的研究也發(fā)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)碳中和的技術(shù),一半還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出來(lái)。
國(guó)際能源署的分析指出,如果全球溫室氣體排放從目前的330億噸下降到2050年的100億噸左右,則2050年前節(jié)能和提高能效對(duì)全球二氧化碳減排的貢獻(xiàn)為37%,發(fā)展可再生能源貢獻(xiàn)為32%,燃料替代貢獻(xiàn)為8%,發(fā)展核電貢獻(xiàn)為3%,碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)貢獻(xiàn)為9%,還有12%貢獻(xiàn)由其他技術(shù)滿足。
而讓專家們更為擔(dān)心的,是一些容易被“高碳鎖定”的領(lǐng)域。
比如,中國(guó)人民大學(xué)生態(tài)金融研究中心微信公號(hào)“人大生態(tài)金融”近日一篇文章稱,對(duì)居住建筑、公共建筑、能源基礎(chǔ)設(shè)施等鎖定效應(yīng)強(qiáng),且投資高、影響范圍大的重點(diǎn)用能領(lǐng)域,不能再延續(xù)“跟跑”為主、市場(chǎng)推動(dòng)技術(shù)緩慢迭代的傳統(tǒng)方式,必須強(qiáng)化政府主導(dǎo),抓緊制定與碳中和目標(biāo)相匹配的能源效率標(biāo)準(zhǔn),提高準(zhǔn)入要求,盡早使新建建筑和基礎(chǔ)設(shè)施的能效水平與發(fā)達(dá)國(guó)家“并跑”,甚至“領(lǐng)跑”。
我國(guó)每年新竣工建筑面積40多億平方米。距離2060年前碳中和目標(biāo)只剩下不到40年時(shí)間,如果這些新建的住房和基礎(chǔ)設(shè)施沒(méi)有采用高效節(jié)能技術(shù),則未來(lái)40年內(nèi)需要實(shí)施改造甚至拆除重建,“技術(shù)鎖定”的問(wèn)題將十分突出。
院士給出的“碳減排優(yōu)劣順序”
“我國(guó)當(dāng)前仍處于工業(yè)化和城市化發(fā)展階段中后期,對(duì)未來(lái)經(jīng)濟(jì)增速仍有較高預(yù)期,在一定時(shí)期內(nèi)能源總需求還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng),碳排放也仍呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)。”何建坤在接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示,盡管如此,國(guó)家、地方和企業(yè)都要自覺(jué)適應(yīng)和應(yīng)對(duì)全球碳中和導(dǎo)向下的國(guó)際治理和經(jīng)貿(mào)機(jī)制變革。
他說(shuō),這些變革包括全球碳價(jià)機(jī)制及歐美醞釀的“碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制”;行業(yè)和地區(qū)間氣候聯(lián)盟推出新的低碳技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行為準(zhǔn)則;國(guó)際產(chǎn)品貿(mào)易中碳排放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、碳標(biāo)識(shí)等,都將對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)生重要影響。
“實(shí)現(xiàn)單位GDP的碳排放持續(xù)大幅下降,一方面要大力節(jié)能,降低GDP的能耗強(qiáng)度。另一方面要通過(guò)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí),推廣先進(jìn)節(jié)能技術(shù),淘汰落后產(chǎn)能,提高能效?!焙谓ɡふJ(rèn)為,先進(jìn)能源和低碳技術(shù)也將成為大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的高科技前沿和重點(diǎn)領(lǐng)域。
碳中和技術(shù)前景分析
“與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)提出碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),起點(diǎn)不同,能源資源稟賦不同,發(fā)展階段不同,因而技術(shù)路線圖也不可能相同?!敝芎甏罕硎?,這需要理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新。
“不能照搬國(guó)外經(jīng)驗(yàn),不能按照國(guó)外模型進(jìn)行推演,也不可能是國(guó)外碳達(dá)峰路徑的修修補(bǔ)補(bǔ),而是要從中國(guó)的實(shí)際出發(fā),另辟蹊徑,尋求顛覆性的技術(shù)突破。”周宏春說(shuō)。
中國(guó)工程院院士謝克昌日前在演講中表示,碳減排技術(shù)路徑的優(yōu)劣順序應(yīng)該依次為:節(jié)能提效、降低碳排放強(qiáng)度、增加低碳能源和減少高碳能源、通過(guò)植樹(shù)造林強(qiáng)化自然碳匯,以及二氧化碳捕集、封存和利用(CCUS)。超前部署高效CCUS、二氧化碳制烯烴等技術(shù),難度高、投資大,現(xiàn)階段解決不了根本問(wèn)題。
紅杉中國(guó)日前發(fā)布的碳中和報(bào)告《邁向零碳——基于科技創(chuàng)新的綠色變革》也認(rèn)為,完成現(xiàn)有技術(shù)的盤(pán)點(diǎn),是碳中和不同階段選擇何種技術(shù)路線的基礎(chǔ)工作。政府與市場(chǎng)不僅需要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)有較為清晰的了解,也需要對(duì)新技術(shù)或潛在的技術(shù)可能進(jìn)行前瞻性預(yù)判,將其納入長(zhǎng)期目標(biāo)的超前部署和規(guī)劃之中,持續(xù)優(yōu)化碳中和路徑選擇。