“雙碳”背景下能源環保領域的系統創新

在聯合國大會上，習總書記宣布中國二氧化碳排放力爭在2030年前達到峰值，努力爭取在2060年前實現碳中和。“力爭”和“努力爭取”意味著實現“雙碳”目標并不是一件簡單的事情，需要付出很大的代價才能實現。

“雙碳”指“碳達峰”和“碳中和”。

“碳達峰”是指某個地區或行業年度二氧化碳的排放量達到了歷史的峰值，然后經歷平臺期，之后持續下降的過程。也就是說二氧化碳排放量由增轉降，到了歷史拐點，標志著碳排放與經濟發展實現脫鉤。

“碳中和”則是指某一個地區和行業，在一定時間內，人為活動直接和間接排放的二氧化碳，通過植樹造林、植被恢復、二氧化碳利用等措施吸收二氧化碳實現相互抵消。

實施“雙碳”戰略可以促進能源結構優化，促進生態環境建設，促進產業結構調整，促進生產生活方式轉變、教育方式轉變、政府政策科學制定等等。此外，科學技術創新也會得到大力推進。

以汽車行業的產業結構調整為例，過去主要生產化石能源汽車，而現在新能源汽車的發展非常迅速，無論是技術創新還是產量上都有很大變化。在轉型的同時，教育方式和教育內容也要進行調整和轉變，以孵化更多新能源汽車產業相關人才。

實現“雙碳”戰略目標是長期而艱巨的事業，要根據國情、地情、事情做好“雙碳”戰略的頂層設計，找準抓手。如果脫離了發展階段而盲目去實施“雙碳”戰略，就有可能影響我們的經濟利益、環境效益和人民福祉。

當前社會上已經出現了一些空喊口號、蹭熱度、過度行動的表現。中央也意識到了這個問題，2021年730政治局會議提出要統籌有序做好碳達峰、碳中和工作，要堅持全國一盤棋，糾正“運動式”減碳。

2022年3月，中共中央國務院發布的《關于加快建設全國統一大市場的意見》中提到：“要在有效保障能源供應的前提下，結合實現碳達峰、碳中和的目標任務，有序推進全國能源市場建設。”重點是先要保障能源安全供應，再結合“雙碳”目標。如果能源安全沒有保障，那其他高效、清潔、低碳都不成立。

習總書記在《求是》第九期發表了題為《加快建設科技強國，實現高水平科技自立自強》的文章，強調我國科技高質量發展必須要做到面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康。

第一，一定要保障能源的安全供應。首先是要足量供應，其次是高效供應以產生經濟效益。在這兩個前提下再保證清潔低碳。

第二，不能被“卡脖子”。我們的產業鏈、技術鏈不能被卡脖子。卡脖子的內容就是現在和將來拿不來、買不到，或者現在可能有，但未來人家可能不賣給你的東西。

第三，要做好系統性創新。技術創新的同時，觀念創新、政策創新、模式創新和文化創新也很重要：

觀念創新決定思路。要有自己的判斷力，不能人云亦云。氫能發展是最典型的案例。十幾年前，由于美國提出了“氫經濟”，結果一時間我們也跟著喊“氫經濟”到來了。但沒過多久，他們的方向變了，到現在為止美國都不再提“氫經濟”，我們后來也冷了下來。發展氫能沒有任何問題，關鍵是我們要有自己的思考。氫能是二次能源，你說它是清潔能源，如果它來自于不清潔的能源，或者高碳能源，那么它還能不能算是“綠氫”？

政策創新決定方向。政策也要與時俱進，如果政策錯了，那技術再拼命做也沒有意義。

模式創新決定方法。我們有很多傳統模式，在一定歷史階段發揮了很好的作用。但隨著經濟社會的發展，有些模式需要進行創新來適應當前的需求。

技術創新是支撐。技術創新必須要滿足安全性、可靠性、經濟性和環境性。

有了需求，就要分析、查找、滿足這些需求的關鍵問題在哪里，凝練出科學和技術問題，這樣才能有的放矢地開展科研活動。

關于能源科技的重大需求，在2021年，國務院密集地發布了幾個文件：《關于推動城鄉建設綠色發展的意見》、《完整準確全面貫徹的新發展理念，做好碳達峰、碳中和的工作意見》、《國務院關于印發2030年前碳達峰行動方案的通知》。

在這些文件里面，我們關注到和能源相關的問題很多，比如提到了清潔、低碳、安全、高效的能源體系；要發展循環經濟、要建設推動鄉村振興事業，節能、降碳、增效農村建設和低碳用能轉型；因地制宜發展生物質能；推動退役新能源器件循環利用等。這些問題都與能源科技的需求密切相關，可作為能源科技創新的發力點。

地熱能也是可再生能源，但長期以來地熱能的利用浪費非常大。我們看到的淺層地熱能利用，基本上只是用于洗浴、溫泉。洗溫泉的溫度只要求在50℃左右。但地熱資源開發的溫度是90℃左右，有的甚至超過100℃。這些地熱資源，如果僅用于洗溫泉，是對資源的極大浪費。實際上，地熱能應該梯度利用，按照溫度變化一級級降下來，最后可能用于我們的生活用水，相應的模式和觀念就需要改變。

除了淺層地熱，現在深層地熱開發也受到重視。傳統模式對于深層地熱的開采必然會對地下水造成影響。目前中國科學家通過技術創新已實現了中、深層地熱資源的無泵式開采，只采熱、不采水，對地下水形成保護。

退役問題也是重大需求引申出的問題。現在大力發展新能源和可再生能源，尤其是太陽能、風能還有動力電池。但這些設備也是有壽命的，太陽能、風能設備一般是20-30年，動力電池壽命會更短。這些設最終都要變成廢棄物，如果這些廢棄物不能有效處理或循環利用，將會影響到新能源和可再生能源發展。

因此，國務院印發的《2030年前碳達峰行動方案》里就提到了大力推動退役新能源器件循環產業的發展。強調了要健全資源循環利用體系，推進退役動力電池、光伏組件、風機機組、葉片等新興產業廢物的循環利用，而這些新能源器件里就包含了動力電池、太陽能發電機組、風力發電機組。

退役新能源器件循環利用具有雙重意義：一方面解決廢棄物問題；另一方面，還可以保證戰略礦產資源供給。

目前，國內礦產資源的使用量和對外依存度都非常之高，依存度最低的銅，每年也有75%的使用量依賴進口。預計到2030年退役新能源器件的規模將突破8000萬噸，對含有金、鈷、鋰、鎳等退役新能源器件的循環利用，對解決環境問題和我國礦產資源的供應問題，都具有重要的戰略意義。

習總書記講，脫貧攻堅取得勝利后，要全面推進鄉村振興，這是三農工作重心歷史性的轉移。2022年，中央一號文件提出了三方面重點工作，鄉村發展、鄉村建設、鄉村治理推動實現“兩新”，即鄉村振興取得新進展、農業農村現代化邁出新步伐。這是鄉村振興的一個總目標和路線圖。

為什么鄉村振興對實現“雙碳”目標有重要的作用和意義？

從供給側看——可再生能源大量地分布在農村地區，農村是可再生能源的供給區域。

從需求端看——目前燃煤消耗在農村地區整體能源消耗中占比很高。同時，農村電氣化水平還比較低，農林廢棄物、畜牧糞便量大而廣，但資源化利用程度不高。

在鄉村振興的過程中，需要優化能源結構，解決環保問題。因此，鄉村振興是實現“雙碳”目標的重要路徑。

內容來源于企業綠色發展研究院，原文標題為《“雙碳”背景下能源環保領域的系統創新》。由現任廣東省科協主席、廣州能源研究所研究員、中國科技界知名的能源與環境工程領域專家陳勇院士所作的主題分享整理而來。

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