刘中民碳中和深度思考——碳中和资料库整理.pdf

刘中民碳中和思考汇总碳中和资料库开颜团队碳中和资料库 碳中和资料库碳中和资料库目录 促进能源01以煤为基保障我国能源安全，绿色低碳安全转02聚焦双碳目标统 构建清洁低碳科技型筹 创 新体系03科技创新能给双碳目标够提供哪些支撑04实现双碳目标，到底应该怎么做05聚焦双碳目标寻找更绿色的能源06“碳达峰”与“碳中和”绿色发展的必 由之路07煤炭产业如何发展有利碳达峰碳中和08各种能源“单打独斗”难以实现减碳目标09在典型区域优先开展双碳综合示范10坚持全国一盘棋，找出碳达峰碳中和的 科技最优解碳中和资料库 碳中和资料库碳中和资料库目录 11构建多能融合的能源体系12关注碳中和 要警惕“不切实际”的想法 和误导13构建新型能源体系，促进能源技术绿色 低碳转型发展碳中和资料库 碳中和资料库碳中和资料库碳中和资料库 专家介绍刘中民中国工程院院士中国科学院大连化学物理研究所所长、研究员、博士生导师中国科学院青岛生物能源与过程研究所所长甲醇制烯烃国家工程实验室主任国家能源低碳催化与工程研发中心主任中国工程院化工、冶金与材料工程学部副主任 碳中和资料库碳中和资料库以煤为基保障我国能源安全，绿色低碳促进能源安全转型碳中和资料库 1 碳中和资料库碳中和资料库我国一次能源消费结构以煤炭为主，煤炭消费量占能源消费总量的56以上。以2020年煤炭消费为例，燃煤发电占52，钢铁占17，化工占8。在未来较长时期内，煤炭仍是我国能源结构中的主导资源6月底，全球规模最大的50万吨/年煤基乙醇项目在陕西榆林榆神工业园区建成中交。该项目以煤为原料，生产无水乙醇并可联产其他化工产品。项目预计9月开始投料试车。投产后，每年可节约生物乙醇原料粮150万吨，对保障我国能源安全和粮食安全具有重要战略意义。文|瞭望新闻周刊记者雷肖霄煤炭、石油、天然气，这些埋存在地下经过数亿年沉淀而形成的化石资源见证了人类工业革命以来的种种变迁。物转星移，面对全球气候变化的新挑战，传统化石能源将何去何从如何安全稳定地实现能源绿色转型近日，瞭望新闻周刊记者专访了中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所所长刘中民。他长期致力于能源化工领域应用催化研究与技术开发，为推动我国现代煤化工绿色低碳发展持续贡献科研动力。他告诉记者，煤炭是我国能源产业主导资源，也是基础工业主要的原料和燃料。近年来，我国在煤炭清洁高效利用技术方面取得了显著的进步，部分技术已经走在世界前列。未来，要以绿色低碳为导向，持续推动我国能源体系安全转型。瞭望煤炭在我国能源资源中处于什么地位刘中民我国化石能源资源禀赋为“富煤、贫油、少气”。从生产端来看，2021年我国能源的消费量和产量分别为52.4亿吨和43.3亿吨标准煤，能源自给率为83，煤炭在其中发挥了主力军的作用。碳中和资料库 2 碳中和资料库碳中和资料库从消费端来看，我国一次能源消费结构仍以煤炭为主，煤炭消费量占能源消费总量的56以上。我国煤炭主要用于燃煤发电、工业生产及化工原料。以2020年煤炭消费为例，燃煤发电占52，钢铁占17，化工占8。在未来较长时期内，煤炭仍是我国能源结构中的主导资源。我国能源资源禀赋决定着煤炭在经济发展中发挥压舱石作用。煤化工承担着弥补石油资源不足、保障能源安全的任务。特别在当前复杂国际形势下，煤制油气及大宗化学品对保障国家能源安全及产业链、供应链安全具有极其重要的战略意义。瞭望在我国现有能源结构下，煤炭发挥保障能源安全压舱石作用还需要突破哪些关键技术刘中民经过长期发展和国家持续支持，我国在大容量、高参数燃煤发电机组和煤直接液化、煤制烯烃等新型煤炭转化等核心关键技术上已达到世界先进水平，但在超临界燃煤发电技术、煤化工关键装备等方面仍存在着较大差距。我们不仅要突破煤炭领域诸多关键技术门槛，还要破除各类能源之间转化的壁垒，将煤炭放在能源结构绿色低碳转型的全局中进行统筹布局。以煤为原料，通过气化、液化、焦化等途径制取油品和替代石油制取大宗化学品的现代煤化工，不仅可缓解石油供应紧张局面，同时也可弥补现有石油加工与石油化工行业的结构性缺陷，促进工业结构转型升级；紧急情况下还可为油气供应提供重要支撑。通过以合成气、甲醇转化为平台，发展合成气直接生产大宗化学品和高值化学品技术、甲醇耦合石油基原料（苯、甲苯、石脑油等）等关键核心技术，实现烯烃、芳烃和含氧化合物大宗化学品/燃料的合成技术变革，促进煤化工与石油化工的协调发展，构建更加合理的产业结构。碳中和资料库 3 碳中和资料库碳中和资料库我们应该认识到，跨领域、系统化、体系化的能源布局不仅有巨大的创新空间，还会产生巨大的整体节能减排效果。多能融合的新型能源体系将提高能源储备和保障能力，保障我国能源及相关产业链、供应链的安全稳定。当前应发挥跨领域综合交叉的碳中和重点科技专项作用，突破关键核心技术，加快形成全面支撑我国实现“双碳”目标的技术体系，推动我国能源体系及工业结构全面升级。科技创新推动煤炭清洁高效利用瞭望我国在煤炭清洁高效利用方面取得了哪些创新成果刘中民近年来，我国在煤炭清洁高效利用技术方面成果颇丰，持续推动煤炭由燃料向燃料与原料耦合转变，部分技术已经走在世界前列。煤化工已进入新一轮快速发展期，能耗指标明显降低。一是燃煤发电机组供电煤耗逐步降低，正在努力提升调峰能力以支撑可再生能源发电的并网与消纳。二是清洁低碳煤化工产业快速发展。截至2020年，煤制油、天然气、烯烃、乙二醇等四大类投产项目累计完成投资约6060亿元，产能分别达到931万吨/年、51亿立方/年、1122万吨/年、597万吨/年，年转化煤炭约9380万吨（标煤）。煤化工行业整体规模保持增长，产能利用率逐渐提高，多数装置具备“安稳长满优”运行能力，原料煤耗、综合能耗、水耗持续下降，能效持续提升。三是煤化工技术持续创新。新一代合成气制油技术已经开发完成，具备大型工业化的技术基础；第三代甲醇制烯烃技术正在开展百万吨级工业示范装置建设，单套装置处理能力大幅度提高，吨烯烃甲醇单耗比目前行业指标降低10以上；煤制乙醇技术累计许可产能达到295万吨/年。碳中和资料库 4 碳中和资料库碳中和资料库世界规模最大的50万吨/年煤基乙醇项目计划年内投产，将在替代粮食乙醇及钢厂煤气制乙醇方面发挥作用；以乙酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯为平台的含氧化合物产业链有望快速形成；合成气直接制烯烃、芳烃等新技术均已取得突破性进展。四是重点高耗能行业节能降耗效果明显，正在探索总体技术路线低碳化转型升级。“十三五”期间，我国在工业过程节能提效方面加大科技创新力度，取得显著成效。以水泥行业为例，与2015年相比，2020年规模以上水泥企业吨水泥熟料综合能耗下降3.6。开发的水泥回转窑富氧燃烧技术，可使回转窑节煤率达到8。钢铁行业作为典型高耗能行业，深入推进节能减排，截至2021年底，1.4亿吨钢铁产能完成全流程超低排放改造。采用氢基熔融还原冶炼技术成功生产出高纯铸造生铁水。瞭望由中国科学院大连化学物理研究所与延长石油集团合作的煤基乙醇科技示范项目取得了哪些突破刘中民今年6月底，全球规模最大的50万吨/年煤基乙醇项目在陕西榆林榆神工业园区建成中交，标志着项目进入试车阶段。该项目以煤为原料，生产无水乙醇并可联产其他化工产品。按照3吨粮食生产1吨乙醇测算，这个项目建成投产后，每年可节约生物乙醇原料粮150万吨，对保障国家能源安全和粮食安全具有重要战略意义。煤基乙醇项目以煤基合成气为原料，经二甲醚羰基化、加氢合成乙醇。该路线采用非贵金属催化剂，可以直接生产无水乙醇，是一条独特的环境友好的全新技术路线。另外，此项技术的中间产物乙酸甲酯也是大宗化学品，整个工艺路线可以按市场需求及时调整产品结构。这是新型煤化工产业化技术应用的又一次重大突破，奠定了我国煤制乙醇工业化的国际领先地位，为煤炭资源的清洁、高效、低碳利用开辟了具有战略意义的新途径。碳中和资料库 5 碳中和资料库碳中和资料库此外，天府新区已经初步建成了包含水生态、大气生态、森林生态防火、智能井盖等领域的多类传感器和视频监控，通过“人防”向“技防”转变，节省了日常巡查人员的投入，改变了传统监管手段耗人耗时耗力的现状，快速有效提升了监管和处置效率，节省了生态环境保护和治理成本，达到了防控减灾和降本增效的目的，为广大市民和公园城市维护了更自然更优美的生态环境，践行了“绿水青山就是金山银山”理念。碳中和资料库陕西延长石油集团榆林能源化工股份有限公司50万吨/年煤基乙醇项目（2022年7月18日摄） 才扬摄 / 本刊绿色低碳促进能源安全转型瞭望我国推动能源安全转型目前还面临哪些挑战刘中民国际碳中和行动的规模和影响日益扩大，亟需突破低碳技术壁垒。 6 碳中和资料库碳中和资料库随着巴黎协定的全面实施，绿色低碳成为当前全球能源系统转型的主流。全球主要国家加快了低碳化乃至“零碳化”能源体系构建步伐。低碳能源技术创新进入持续高度活跃期，能源科技创新成为世界各国争夺的制高点。区块链、信息技术、人工智能等数字化技术与低碳能源行业深度融合，助推能源行业重塑产业形态，能源转型将给世界地缘政治格局和经济社会发展带来重大而深远的影响。鉴于我国“富煤、贫油、少气”的能源资源禀赋及现有能源和基础工业结构中以煤为主的现实国情，我国能源结构绿色低碳转型将面临前所未有的挑战，是一场系统性的能源革命和工业流程变革。一是发展过程中进行转型。我国能源结构调整必须满足经济社会发展需要，具有基础和支撑地位的能源需求与工业生产必然在较长时期内继续呈上升趋势。二是必须立足于我国能源资源禀赋。到2030年，能源消费总量要控制在60亿吨标煤以内。要满足能源消费总量需求且低碳发展，必须立足于我国能源资源禀赋的现实国情。在充分分析我国可再生能源资源基础上制定绿色低碳转型策略。总体上，我国未来满足巨大能源消费需求，煤炭和光伏将发挥重要作用。三是必须充分重视碳达峰碳中和的时间约束。我国从碳达峰到碳中和的时间仅有30年，远低于美国和欧洲等国家和地区。在时间约束下，必须充分重视低碳技术的引领作用，以能源科技革命促进能源革命。同时还要注重能源转型风险分析和对策研究。能源转型的底线是安全，包括能源安全和产业链、供应链安全，目标是低碳化健康发展。应该看到，能源转型与“双碳”目标密切相关，是一个逐步实现的调整过程。瞭望结合近年来欧洲实际来看，能源转型期容易出现能源紧缺现象，对我国能源实现安全稳定转型还有哪些建议刘中民科技创新是保障能源安全稳定转型的根本所在。要立足我国能源资碳中和资料库 7 碳中和资料库碳中和资料库源禀赋的现实国情，契合我国工业化、城镇化与人民生活水平提高，立足全局系统分析我国低碳发展与科技创新路径，对重点领域低碳技术发展优先序进行评估。低碳发展及技术创新应注重相关技术经济性、成熟度和减排潜力，同时高度关注颠覆性技术创新和保底技术。在此基础上系统布局科技攻关专项，打破行业间壁垒，发挥国家体制优势形成团结协作的创新体系，争取在重点领域优先取得关键技术突破，以系列关键技术突破构建多能融合技术体系，并选择典型区域及时布局相关产业，为能源安全稳定转型提供技术保障的同时，探索中国特色的“双碳”发展路径。碳中和资料库 8 碳中和资料库碳中和资料库聚焦“双碳”目标统筹构建清洁低碳科技创新体系02碳中和资料库 9 碳中和资料库碳中和资料库一、 我国经济社会发展需求决定了必须推动低碳科技革命。要全国一盘棋，理顺减排与发展、近期与长远、新与旧、立与破的关系，在保障能源安全和产业链、供应链安全稳定的基础上，对能源结构和工业结构进行全面系统的变革。二、 国家能源资源禀赋决定了我国未来减排技术路径。能源生产侧关键在于构建新型低碳电力系统。坚持先立后破，以可再生能源规模化生产作为“先立”之本，促进新系统构建。我国各种可再生能源资源潜力差别巨大，优先发展光伏、风电等资源潜力优势突出的重点方向。煤电在相当长时间内仍将发挥保障我国能源电力安全的“压舱石”作用，要进一步发展煤炭清洁高效发电技术。同时加强新型智能电网建设，其中储能是推进化石能源与可再生能源融合发展的关键纽带。能源消费侧重点在于电力替代和工业流程革新。交通和建筑行业重点是电力替代。以电力和氢能替代加速重构以化石燃料为主的传统过程工业，推进钢铁、水泥、化工、有色等行业节能降碳。三、 能源新体系相关重点领域低碳技术发展优先序思考。当前技术条件下，在能源生产侧构建新型电力系统是关键任务。可再生能源重在突破新型太阳能电池、超大功率海上光伏/风电等技术，优化自主第三代核电技术，广泛推广大规模低成本电化学储能和空气储能，新能源发电并网及主动支撑技术，重点攻关高安全长时电网储能电池技术，实现“源网荷储”一体化多能互补与供需互动的新型智能电力系统构建。氢能既是清洁能源，也是一种广义上的能源载体和储能方式，更是对冲高碳工业的原料。利用可再生能源、高温核能等制取的绿氢，可以实现电力的长时期存储，并推进可再生能源向物质的无碳转化。氢作为能源和物质的双重载体，将发挥联系可再生能源与工业的纽带作用，绿氢制备和氢储输技术应 得到广泛推广。 碳中和资料库 10 碳中和资料库碳中和资料库另一方面，能源消费侧改革布局重点在高耗能工业和建筑交通领域流程再造、“绿电”“绿氢”替代。需在节能增效的基础上，持续增加钢铁行业废钢电炉短流程占比，并逐渐推广富氢碳循环高炉技术、氢冶金技术。水泥行业碳排放中石灰石分解的工艺过程排放占5055％，近期优先发展替代原料技术、替代燃料技术等。化工行业推广“减油增化”调整石化产业结构，重点关注低碳含氧化合物、烯烃芳烃合成及行业耦合技术，如煤化工与石油化工耦合，弥补石油化工生产路线的原料短缺和高能耗。有色行业重点攻关电解铝全绿电生产技术。交通部门持续推进电动汽车和氢能运输占比，建筑部门推进电力和氢能替代。四、 顶层设计国家科技计划资源配置，设立“双碳”国家实验室。结合“双碳”各领域技术发展优先序，以现实需求为重点，结合长远发展，统筹部署低碳科技革命行动，持续设立“双碳”或低碳科技重大专项，加大对“双碳”领域科技创新的支持力度。结合国家创新体系建设计划，统筹部署国家“双碳”科技创新体系。充分释放国家政策红利，激励技术成果转移转化，引导企业和地方政府投入到示范工程建设中，促进大规模、系统性的能源技术示范落地。碳中和资料库 11 碳中和资料库碳中和资料库科技创新能给双碳目标够提供哪些支撑03碳中和资料库 12 碳中和资料库碳中和资料库实现“碳达峰”“碳中和”目标，科技创新能够提供哪些支撑就此话题，记者专访了中国工程院院士、国家能源低碳催化与工程研发中心主任、中国科学院大连化学物理研究所所长刘中民。记者我国为什么要制定争取在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”的目标刘中民实现“碳达峰”“碳中和”是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。3月15日召开的中央财经委第九次会议强调，我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。当前，中国的能源发展面临两大问题，一是安全问题，二是环境约束下的发展问题。全社会要形成绿色发展共识，我们必须调整发展方式，适应能源低碳化的国际大趋势。这既是中国秉持人类命运共同体理念的体现，也是推动高质量发展，建设美丽中国的内在要求。人类历史上，能源革命和工业革命一直是交互进行的。能源利用是我国温室气体的主要来源，占比大于80，加上能源的基础地位和广泛辐射作用，实现“碳中和”目标，不仅意味着颠覆性的能源革命，同时也要求科技革命和经济转型。我们现在处于新一轮工业革命和能源革命的关口，“碳达峰”“碳中和”是我们这一代人的历史使命，要负起责任。如果“碳达峰”“碳中和”做不明白，能源革命做不明白，工业升级做不明白，中华民族伟大复兴的目标就难以实现。记者您如何理解“碳达峰”“碳中和”目标刘中民“碳达峰”是指二氧化碳排放不再增长，达到峰值之后逐步回落;“碳中和”是指通过植树造林、节能减排、结构调整及自然吸收等，抵消自身所产生的二氧化碳排放量，实现正负抵消，达到二氧化碳的相对“零排 放”。 碳中和资料库 13 碳中和资料库碳中和资料库当然，不能把二氧化碳“妖魔化”，毕竟它与人类的生产和生活活动密切相关。现阶段，不排放二氧化碳是不可能的，将其作为资源加以利用是相对理想的方式。“碳中和”不是完全禁止二氧化碳排放，而是一边降低二氧化碳排放，一边促进二氧化碳吸收，用吸收量抵消排放量，达到平衡。记者我国存在“富煤、缺油、少气”的现状。要实现“碳达峰”“碳中和”目标，从能源革命看，主要难在哪刘中民二氧化碳排放与能源资源的种类、利用方式和利用总量直接相关。我国成为全球碳排放量最大国家，根本原因在于能源及其相关的工业体系主要依赖化石资源。要达到“碳中和”目标，必须重构能源及相关工业体系，从高碳向低碳化、绿色化突破。这是前所未有的挑战，任务异常艰巨。现在如果不打好基础，今后二三十年的发展会很困难。从能源领域看，最大的难关是我国各能源系统相对独立，整体效率不高，结构不合理。煤，多用于发电且利用率较低，是主要排放来源，新技术突破比较困难;油，资源短缺，油品质量不高;气，资源不足，只能优先保障民用;可再生能源，资源形式与化石资源差别巨大，可再生电力难以并网;核电，局部电力过剩，热利用效率低。各能源系统难以协调发展的原因，除政策因素外，还缺乏链接各能源分系统形成优势互补、劣势对冲的关键技术。实现“碳中和”目标，需要改变从工业革命以来建立的以化石能源为主导的能源体系，逐步转变为以非化石能源为主导的能源体系。当然，化石资源和能源短期内不可能被完全替代，还需要通过技术变革等方式来适应“碳达峰”“碳中和”要求。记者科技创新对实现“碳中和”目标将起到什么作用刘中民能源革命和工业革命根本上依赖于科技革命，科技创新是支撑实现“碳中和”目标的基础。我国前期在各领域部署了一批重大科技专项和重点碳中和资料库 14 碳中和资料库碳中和资料库研发计划，推动了一批绿色低碳技术的研发与推广，有力地促进了多行业低碳化转型。比如煤炭的清洁利用、可再生能源、氢能、核能、新能源汽车、智能电网，这些都与“碳中和”有关系。但要实现“碳中和”目标，已有的技术体系仍有很大困难。不仅需要突破各领域众多关键技术，更需要破除各能源种类及各能源相关行业之间的壁垒，跨领域突破关键瓶颈及核心技术。因此，跨领域系统化布局“碳中和”科技创新不仅是发展的要求，也有巨大的空间，必将带来巨大的发展驱动力和总体节能减排效果。这也是我国新能源体系构建和相关产业转型升级的重点方向和难点。记者对于跨领域系统化布局“碳中和”科技创新，您有什么建议刘中民一要加强顶层设计，制定核心技术突破的路线图。充分发挥举国体制优势，全国一盘棋，制定能源技术和产业发展路线。既要绿色发展实现“碳中和”，又要促进国家经济社会发展，形成一个长期的战略安排。二要跨领域联合攻关，推进多能融合技术体系突破。当前亟需跨领域系统化部署“碳中和”重大科技研发任务，推进跨领域综合交叉，打破能源与其他行业、能源内各分系统间相互独立分割的局面，解决单个领域科技发展难以突破的跨系统问题。三要发挥典型示范带动作用，以点带面促进形成全国低碳发展新格局。我国能源应用场景复杂，无法用一套通用的模式解决全国“碳中和”面临的所有问题。建议国家统筹区域发展与碳减排工作，选取典型区域、针对典型问题推进跨领域集成示范，以点带面促进形成低碳发展新格局。四要建设科技创新平台，促进科技、金融及资本的结合，促进成果转化。“碳中和”是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，需要构建新型创新体系，以充分调动政府、科研院所、企业、社会资本等要素深度参与，加快建 成完善的科技金融服务体系，加速成果转化落地。 碳中和资料库 15 碳中和资料库碳中和资料库实现双碳目标，到底应该怎么做04碳中和资料库 16 碳中和资料库碳中和资料库“我国幅员辽阔，各地区资源环境禀赋和经济社会发展状况有很大差别，实现碳达峰碳中和目标，应建立在各地区根据自身特点实现绿色低碳发展的基础上。”近日，全国政协委员、中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所所长刘中民在接受本报记者采访时强调，实现碳达峰碳中和目标既要坚持全国一盘棋，不能“碎片化”“割裂化”，也要充分考虑区域资源分布和产业分工的客观现实，不搞“齐步走”“一刀切”。刘中民表示，碳达峰碳中和目标的实现是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，各地面对的总体目标一致，都要作出积极贡献。“但也要看到，不同地区经济社会发展实际和资源环境禀赋存在差异，产业、能源、排放等基础条件也不一样，比如有些地区碳排放水平已经基本稳定，有些地区产业结构较轻、能源结构较优，还有一些地区产业结构偏重、能源结构偏煤，因此不同地区所采取的减碳路径自然不同。”如何因地制宜刘中民提出选择典型地区优先开展“双碳”综合示范的构想。“在系统性布局基础上，开展相关政策、技术及工程的试验和示范，由此验证一批多能融合技术并开展集成示范，为全国同类型区域提供可操作、可复制、可推广的解决方案，以点带面，推动同类型区域绿色低碳发展。”刘中民举例指出，陕西省榆林地区既有丰富的煤、油、气等化石能源资源，也有丰富的风、光等可再生能源资源，在肩负保障国家能源安全重任的同时，急需探索低碳化发展路径。“一方面，减排不是减生产力，不是不要发展，地方产业仍要有所支撑；另一方面，高质量发展要求更加清洁低碳高效，而且传统能源逐步退出必须建立在新能源安全可靠替代的基础上。怎么兼顾并不是靠一种能源形式单打独斗，而是应该充分挖掘当地资源潜力，通过技术协同与互补实现不同能源的耦合，通过多能互补让产值升上去、排放降下来。榆林可作为化石资源富集区低碳化发展的减碳区代表，待取得 一定经验后，相应技术、理念、模式等均可为同类地区提供参考。” 碳中和资料库 17 碳中和资料库碳中和资料库“再比如，东北重工业地区辽宁省同时面临产业振兴和节能降碳重任，可作为高碳排放产业转型升级的控碳区代表；而青海省清洁能源装机占比全国领先，长期保持全清洁能源供电时长纪录，减碳工作走在全国前列，可作为生态固碳与清洁能源输出地的负碳区代表。”刘中民建议，通过国家层面统筹谋划，出台“双碳”综合示范顶层设计方案，以及相应机制和政策，鼓励有条件区域先行先试，促进成果转化落地。刘中民进一步强调，“双碳”工作推进牵涉跨行业、跨领域、跨能源品种等一系列系统性问题，其过程要以“技术为王”。“既包括单项技术的突破，也涉及不同能源技术的合力支撑。换言之，就是多种技术之间的耦合优化。因此，要加快绿色低碳科技革命，狠抓绿色低碳技术攻关，尤其是颠覆性技术很有可能在短时间内彻底改变行业格局。”刘中民坦言，我国科技部、国家自然科学基金委员会以及中国科学院等相关部门均在积极关注颠覆性技术创新。比如科技部设立了颠覆性技术创新项目，并向全社会公开征集颠覆性技术研发方向，取得了积极效果。但是纵观各国实践经验，应该看到颠覆性技术创新还具有不同于一般科技创新的特殊性和难预见性，是一项需要突破现有科技体制约束的长期性系统工程。“建议设立颠覆性技术国家专项创新基金，探索适合颠覆性技术创新项目的申报和管理机制，并建立科技创新容错免责机制。”刘中民提出，探索科学“无人区”以及变革性、颠覆性前沿技术，风险难以预料。要营造勇于探索、潜心钻研、宽容失败的科研氛围，激发科研工作者的潜能；同时也要加强科研诚信、学风道德建设。“此外，可在颠覆性项目研发阶段，鼓励社会资本提早注入，并科学评估风险，增强资本信心，激发资本活力，促进颠覆性技术的突破和技术成果的快速转化。”碳中和资料库 18 碳中和资料库碳中和资料库聚焦“双碳”目标寻找更绿色的能源05碳中和资料库 19 碳中和资料库碳中和资料库“这一年，我们欣喜地看到我国碳达峰、碳中和工作正在稳步有序推进，在顶层设计和政策执行等层面都取得了积极成效。”近日，刚刚参加完中科院“双碳”行动计划领导小组会议的全国政协委员、中国科学院大连化学物理研究所所长刘中民说。碳达峰、碳中和目标的实现是刘中民近年来持续关注的重点课题。刘中民等5位委员提出的关于跨领域建立碳中和重大科技专项的提案获评全国政协2021年度好提案。他在提案中建议，在国家层面设立跨领域综合交叉的碳中和重大科技专项，发挥国家体制优势，超越领域限制，突破关键核心技术，加快形成全面支撑我国实现“双碳”目标的技术体系，推动我国能源体系及工业结构全面升级。作为中国工程院院士，刘中民多年致力于洁净能源技术的开发及产业化。他带领团队经过几十年的探索，技术支撑世界首套甲醇制烯烃工业化装置建设，为国家创造了数千亿元规模的战略新兴产业，获得2014年度国家技术发明奖一等奖。截至目前，他牵头研制的甲醇制烯烃技术已技术许可2050万吨/年烯烃产能。从2018年任政协委员至今，他每年的提案也都是跟能源有关2019年，他建议以科技创新促进国家能源新体系构建，尽快推动能源领域国家实验室落地；2020年，他建议在典型区域集中开展多能融合示范，如以陕西省榆林市为试点，创建国家级能源革命创新示范区，充分发挥能源富集地区对国家能源安全的保障作用；他还在当年的另一份提案中建议，将能源革命的重要指标以约束性指标或者预期性指标的方式纳入国家及省市的国民经济和社会发展规划中，实质推进能源革命。刘中民说“科研当报国，作为科技工作者，我做的工作是找到代替石油的生产方式，不仅是产业发展的需要，更是国家战略的长远需求。作为政协委员，更多的是一种油然而生的使命感，希望我 的提案对推动国家实现‘双碳’目标有所帮助。” 碳中和资料库 20 碳中和资料库碳中和资料库刘中民的提案也正在成为现实。2019年，大连化物所联合中科院内部能源领域优势力量，牵头组建了中国科学院洁净能源创新研究院（以下简称洁净能源创新院），刘中民任院长。近年来，洁净能源创新院高度关注陕西、山东、河南等典型化工产业富集地区，在这些区域统筹部署多能融合相关技术先行先试，促进技术迭代，积累经验，“以点带面”推动“双碳”目标下我国能源新体系构建。过去一年，聚焦“双碳”目标，刘中民还积极推进本单位与中科院其他科研单位合作，希望基于中科院能源领域科技布局与进展，探讨各能源领域碳减排技术路径，以多能融合破除各类能源及各种行业间的技术壁垒、体制障碍，以区域示范形成低碳发展新格局。“‘双碳’目标的实现是一个循序渐进的过程。今年两会，我继续聚焦‘双碳’目标建言献策，希望通过我们的努力，为国家能源安全和能源革命作出贡献，助力绿色发展之路走得更远更好。”刘中民说。碳中和资料库 21 碳中和资料库碳中和资料库“碳达峰”与“碳中和”绿色发展的必由之路06碳中和资料库 22 碳中和资料库碳中和资料库2020年9月22日，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”中国碳达峰、碳中和目标（以下简称“双碳”目标）的提出，在国内国际社会引发关注。前不久，全国碳排放权交易市场正式启动上线交易，成为全球规模最大的碳市场。建设全国碳市场是利用市场机制控制和减少温室气体排放、推进绿色低碳发展的一项重大创新，有助于推动实现“双碳”目标。全球范围内能源及产业发展低碳化趋势已经形成什么是碳达峰和碳中和通俗来讲，碳达峰指二氧化碳排放量在某一年达到了最大值，之后进入下降阶段；碳中和则指一段时间内，特定组织或整个社会活动产生的二氧化碳，通过植树造林、海洋吸收、工程封存等自然、人为手段被吸收和抵消掉，实现人类活动二氧化碳相对“零排放”。国际社会普遍认为，二氧化碳过度排放是引起气候变化的主要因素。人类活动排放的二氧化碳等温室气体导致全球变暖，加剧气候系统的不稳定性，导致一些地区干旱、台风、高温热浪、寒潮、沙尘暴等极端天气频繁发生，强度增大。碳排放与能源种类及其加工利用方式密切相关。目前，全球范围内能源及产业发展低碳化的大趋势已经形成，各国纷纷出台碳中和时间表。我国近年来减排成效显著，2019年碳排放强度比2005年下降48.4。我国主动提出“双碳”目标，将使碳减排迎来历史性转折，这也是促进我国能源及相关工业升级，实现国家经济长期健康可持续发展的必然选择。实现“双碳”目标不是要完全禁止二氧化碳排放，而是在降低二氧化碳排放的同时，促进二氧化碳吸收，用吸收抵消排放，促使能源结构逐步由高碳向低碳甚至无碳转变。实现“双碳”目标，是一场广泛而深刻的系统性变革，而能源革 命将是这场系统性变革的重中之重。 碳中和资料库 23 碳中和资料库碳中和资料库建立以可再生能源为主导、多能互补的能源体系就我国而言，当前碳排放主要来源于化石能源的利用过程。据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，约占我国全部二氧化碳排放的86.8。能源活动中，化石能源又占重要地位。能不能不用或少用化石能源来解决碳排放问题人们将目光投向可再生能源。太阳能、风能、水能、地热能等可再生能源，其利用过程不排放二氧化碳，对环境更为友好。近年来，我国积极布局可再生能源产业。相关数据显示，“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；截至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。虽然发展可再生能源取得一定成绩，但要替代化石能源，成为我国能源消费结构的主体，还需要时间。目前，可再生能源存在能量密度低、时空分布不均衡、不稳定、成本较高等特点，成为其规模化应用的瓶颈。未来一段时间内，化石能源仍将在我国能源结构中发挥重要作用。化石能源清洁高效利用、可再生能源大规模利用，是实现“双碳”目标的必经之路。煤炭、石油、天然气、可再生能源与核能，是我国现阶段使用最多的五大能源。在“双碳”目标指引下的能源革命，意味着要将传统的化石能源为主的能源体系转变为以可再生能源为主导、多能互补的能源体系，进而促进我国能源及相关工业升级。破除能源之间的壁垒，促进多能互补、取长补短，提高能源整体利用率，这是能源变革势在必行之举。以石油和煤炭为例，我国石油资源短缺，且存在基础石化产品不足，制约下游精细化工行业发展的问题；而我国煤炭资源约占化石资源总量95，如果能以其为原料制取清洁燃料及基础化学品，将成 为缓解石油供应压力和弥补石油化工缺陷的补充途径。 碳中和资料库 24 碳中和资料库碳中和资料库以技术创新引领低碳发展新格局发展大规模储能技术，提高可再生能源占比和利用效率。大规模储能是可再生能源充分开发利用的必要技术支撑，能够有效解决电网运行安全、电力电量平衡、可再生能源消纳等方面的问题。以储能“新秀”全钒液流电池为例，其利用不同价态钒离子之间的可逆相互转化，完成充电、放电、再充电的循环过程，即可实现化学能和电能之间的“定制”转化，如同电力“银行”，潜力巨大。只有在大规模储能技术方面取得关键性突破，才能为可再生能源的大规模储用铺平道路。发展多能融合、规模应用的关键技术。仍然以现代煤化工与石油化工产业为例。通过煤化工生产烯烃、芳烃等大宗化学品，形成对石油化工的有效补充。发展化石能源清洁高效利用技术。一方面，类似钢铁、水泥、化工等排碳大户，其碳排放主要与工业生产工艺相关，因此必须突破工业流程再造的关键瓶颈及核心技术，方可实现这些行业的碳减排。另一方面，通过技术攻关，将化石能源中宝贵的碳基分子转变为化学品和新材料，寻求化石能源高值、高效、清洁转化的新路线。我国已积极进行相关领域关键技术的研发与攻关部署。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碳中和相关研究，并将启动“碳中和关键技术研究与示范”重点专项。中科院已经完成“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，并成立洁净能源创新研究院，启动“变革性洁净能源关键技术与示范”先导专项，进一步推进多能融合关键技术示范与应用。在这些部署统筹牵引下，我国已经实现了一些对“双碳”目标共性支撑技术的创新，为各领域减排提供持续支持。碳中和资料库 25