碳中和、碳達峰——從材料學(xué)、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化

“中國作為地球村的一員，將以實際行動為全球應(yīng)對氣候變化作出應(yīng)有貢獻?！?021年政府工作報告指出。
為了應(yīng)對全球氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，2020年9月下旬，中國首次向全球宣布，力爭于2030年前實現(xiàn)碳達峰、在2060年前實現(xiàn)碳中和。
在此背景下，“碳達峰”“碳中和”成為今年兩會的熱詞。政府工作報告指出，扎實做好碳達峰、碳中和工作，制定2030年前碳排放達峰行動方案，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)。
重任在肩，如何實現(xiàn)目標(biāo)？兩會期間，代表委員紛紛建言獻策，以推動我國碳排放目標(biāo)從時間表和路線圖走向方案和行動。
讓區(qū)域發(fā)展更綠色
未來五年對于實現(xiàn)碳達峰、碳中和來說，將是一個重要窗口期。如何科學(xué)布局、搶占先機，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展？多地代表委員就此建言獻策。
北京作為首都和中心城市，在低碳發(fā)展中具有表率作用。
在3月6日下午北京團召開小組會議上，全國人大代表、國網(wǎng)北京市電力公司董事長潘敬東說，推動能源清潔低碳是首都提前實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵所在，重點在于實現(xiàn)能源供給的清潔化和能源消費的電氣化兩個方面。
以2022年即將在京舉辦的冬奧會為例，潘敬東表示：“要在冬奧會籌辦中始終貫徹綠色理念，力爭使之成為史上第一次使用全綠電的奧運會，真正實現(xiàn)‘零碳’奧運?！?br /> “及早布局、搶占先機，積極應(yīng)對氣候變化，采取更加有力的政策措施爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！比珖舜蟠怼⒛暇┼]電大學(xué)原校長楊震7日在江蘇團小組會議上建議。
江蘇是經(jīng)濟強省、也是走在全國前列科技創(chuàng)新大省。楊震建議該省進一步推動生物技術(shù)和信息技術(shù)融合創(chuàng)新，加快發(fā)展生物醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)；前瞻布局6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)儲備，尤其是空中互聯(lián)網(wǎng)，建設(shè)高速泛在、天地一體、集成互聯(lián)、安全高效的信息基礎(chǔ)設(shè)施。
“‘十四五’對于內(nèi)蒙古來說是一個尤為重要的爬坡過坎陣痛期，也是實現(xiàn)2030年前碳達峰的開篇布局關(guān)鍵期。”全國政協(xié)委員、內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟副盟長張利文說。
在她看來，內(nèi)蒙古作為我國重要能源化工基地和北方生態(tài)安全屏障，在推進碳排放達峰行動中既面臨難得的機遇，也面臨嚴峻挑戰(zhàn)。機遇是倒逼當(dāng)?shù)啬茉础⒒ぎa(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，走好以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展為導(dǎo)向的高質(zhì)量發(fā)展新路子的有利契機；挑戰(zhàn)則是內(nèi)蒙古的碳排放總量仍居高不下。
據(jù)介紹，“十三五”期間，內(nèi)蒙古能源綜合生產(chǎn)能力超過8億噸標(biāo)煤，煤炭產(chǎn)能達到13.4億噸，煤制油氣、煤制烯烴等煤化工產(chǎn)業(yè)年轉(zhuǎn)化煤炭超過1億噸，作為國家重要能源基地地位持續(xù)增強。“十三五”前四年，內(nèi)蒙古能源消費總量達2.53億噸標(biāo)煤，單位GDP能耗累計上升9.5%，單位GDP二氧化碳排放較2015年累計增長7.54%。
“‘十三五’期刊，內(nèi)蒙古能耗強度和碳強度均不降反升，很難完成國家下達的節(jié)能減排任務(wù)?！睆埨恼f。她建議國家對內(nèi)蒙古推進碳排放達峰行動給予政策上的支持，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，對內(nèi)蒙古科技創(chuàng)新投入力度，將內(nèi)蒙古作為國內(nèi)森林、草原碳匯交易試點。同時，給予內(nèi)蒙古適度的碳達峰空間，在分解“十四五”碳強度下降指標(biāo)時，為內(nèi)蒙古提供必要的轉(zhuǎn)型時間和政策空間。
面對區(qū)域間的不平衡，全國人大代表、C919大型客機總設(shè)計師吳光輝也建議，從國家層面統(tǒng)一考慮作出部署，建立發(fā)達地區(qū)、欠發(fā)達地區(qū)相互援助機制。
讓能源結(jié)構(gòu)更優(yōu)化
在全國人大代表、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長包信和看來，實現(xiàn)碳達峰、碳中和的愿景，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)是重中之重。
然而，包信和在接受《中國科學(xué)報》采訪時表示，就當(dāng)前我國能源結(jié)構(gòu)而言，實現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)仍存在艱巨的挑戰(zhàn)。他表示，據(jù)2020年相關(guān)統(tǒng)計，我國化石能源占比仍在75%~80%左右，盡管光能、風(fēng)能等可再生能源增長很快，在國際上處于前列，但在我國能源結(jié)構(gòu)中占比仍較低。要實現(xiàn)碳中和，能源結(jié)構(gòu)仍需大幅調(diào)整優(yōu)化。
“我國能源轉(zhuǎn)型將要在三個重要方向——化石能源清潔低碳利用、清潔能源規(guī)模化以及排放二氧化碳處理和利用——上著力。”包信和說。他同時表示，在此過程中，最重要的是用可在能源發(fā)更多的電，但在能量轉(zhuǎn)化及二氧化碳處理和資源化利用過程中最為關(guān)鍵的則是氫。
如何能夠采用可再生能源，比較高效、便利地從水中獲取氫，這是未來一個很大的發(fā)展方向。但自然界中并不存在氫，絕大部分（95%）需要從化石能源或水中置換，如果降低電解水制氫的成本，建立較完善的“綠色”氫能產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)钱?dāng)前一個關(guān)鍵的技術(shù)問題。
對此，全國政協(xié)委員、中國科學(xué)院院士李燦也對《中國科學(xué)報》表示，能源轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)碳中和的主要路徑，逐步減少化石能源比例、發(fā)展可再生能源是必由之路。
李燦提出的一種“液態(tài)陽光”技術(shù)可將將太陽能等可再生能源儲存在甲醇中，作為可再生能源轉(zhuǎn)化為各種化學(xué)能的樞紐，肩負起數(shù)億噸二氧化碳減排的重任。不過，李燦表示，目前這一技術(shù)尚處于大規(guī)模應(yīng)用的初級階段，亟需進一步開展相關(guān)技術(shù)研發(fā)和規(guī)?；瘧?yīng)用。
隨著未來各種可替代性能源技術(shù)的發(fā)展，包信和認為，到2060年，我國能源結(jié)構(gòu)必將發(fā)生前所未有的重大變革。
讓未來發(fā)展更環(huán)保
“碳達峰、碳中和，不要忘了其中的‘關(guān)鍵一環(huán)’——建筑領(lǐng)域碳減排?！比珖f(xié)委員、中國建筑科學(xué)研究院有限公司副總工王翠坤對《中國科學(xué)報》說。
目前，我國建筑領(lǐng)域碳排放量每年約20億噸，占全國總碳排放量的約20%。如考慮相關(guān)建材生產(chǎn)、運輸?shù)龋瑢⒄嫉饺珖偱欧帕康慕?0%。伴隨城市化程度不斷提高，每年新增建筑面積約20億平方米，對我國兌現(xiàn)“2060碳中和”目標(biāo)構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)。王翠坤介紹，據(jù)測算，若維持現(xiàn)有建筑節(jié)能政策標(biāo)準(zhǔn)不變，碳達峰時間預(yù)計在2038年左右，明顯滯后于全國碳排放總量達峰時間。
為此，她建議，對新建筑應(yīng)當(dāng)加大綠色建造力度，注重全產(chǎn)業(yè)鏈低碳化發(fā)展；對既有建筑要開展全面改造，加快完成節(jié)能提升和安全性能提升，延長建筑使用壽命，達到減碳效果。此外，還應(yīng)重點推動太陽能光伏在建筑中的應(yīng)用，實現(xiàn)就地生產(chǎn)、就地消納。因地制宜采用太陽能、地?zé)崮堋⒖諝饽?、生物質(zhì)能等可再生能源滿足建筑供暖、制冷及生活熱水等用能需求。
“國家相關(guān)部門還應(yīng)制定相關(guān)政策，避免大拆大建造成的資源浪費?！彼f。
“在這場和時間的賽跑中，為減碳按下‘快進鍵’，交通運輸業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型也極為關(guān)鍵。”全國政協(xié)委員、紅杉資本全球執(zhí)行合伙人沈南鵬在提案中表示。作為我國第三大溫室氣體排放源，交通運輸業(yè)占比達28%，脫碳減排對實現(xiàn)整體目標(biāo)至關(guān)重要。
沈南鵬表示，從發(fā)達國家的普遍規(guī)律來看，交通運輸業(yè)的碳達峰時間往往滯后于國家的總體碳達峰時間?？紤]到我國人口數(shù)量、發(fā)展速度、經(jīng)濟規(guī)模以及資源稟賦等，難度可能進一步加大?！皵?shù)據(jù)顯示，我國交通運輸業(yè)的碳排放總量預(yù)計到2025年可能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上會再增加50%。這就要求我們必須要有更強的緊迫感和責(zé)任感，采取更多創(chuàng)新性的政策和手段，來滿足交通運輸快速減碳的需求?！?br /> “引入人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)道路與汽車、通信等系統(tǒng)的融合，是一個可以突破的新方向?！鄙蚰嚣i表示，根據(jù)中國汽車工程學(xué)會預(yù)測，汽車的智能網(wǎng)聯(lián)化，初期油耗和排放可以降低5%，形成車路協(xié)同后可以降低20%。
為此，他建議，以做好道路交通低碳化的“加減乘除”為著力點，加大地方政府智能交通新基建的投入，推廣采用清潔能源和新能源的智能網(wǎng)聯(lián)車輛，減少道路交通單位運輸量的碳排放。加快5G智能網(wǎng)聯(lián)車載、路側(cè)設(shè)備的國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定并加快實施，破除交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的信息壁壘。
不止如此，我國農(nóng)業(yè)碳減排和碳交易已經(jīng)開展了卓有成效的試點和探索。全國政協(xié)委員、湖北省政協(xié)副主席王紅玲介紹，在全國7個碳排放權(quán)交易市場試點中，已有竹林、沼氣等品種進行了上市交易。以湖北碳排放權(quán)交易中心成交數(shù)據(jù)為例，截至2020年底，該省共推動開發(fā)農(nóng)村沼氣項目55個，年均減排量220萬噸，累計簽發(fā)量464萬噸，累計使用農(nóng)村沼氣項目減排量抵消293萬噸。
“不過，我國農(nóng)業(yè)碳減排和碳交易剛剛起步，還存在很多不足?！蓖跫t玲表示。