碳说（210828）｜周宏春：对我国碳达峰行动方案的思考之三：关于创新驱动（上）
来源 zhou5605 宏春观察 2021-08-27
三国演义中讲过一个故事：曹操手下将军进行射箭比赛，其中的一位得了第一名，身披曹操赏赐的“红色披风”，耀武扬威地骑马前行。
这时，碰到一位挑担卖油的老头。
老头对年轻将军说，你“百步穿杨”功夫了得，但也没有什么了不起的，只是“雕虫小技”而已。你看，我能把油桶的油倒到口很小的油壶里。
说着，老人端起油桶，将油一点不洒地倒在口很小的油壶里了。
年轻将军看得“口瞪目呆”，收起了“趾高气昂”的神情。
这个故事的真假无从考证。其中，只是揭示了一个“熟能生巧”的道理。
技术，技巧，技能，是从不同角度对技术的解释。教练员教运动员的是技术，运动员完成一个项目是技能，也就是技术的应用；技术需要研究开发，技能需要熟练运用。两者相辅相成，相得益彰。
而今，碳中和技术研发和运用，已经成为世界各国的竞技场。
碳达峰、碳中和，成为世界各国应对全球气候变化的共同行动，不是让人民群众回到“面朝黄土背朝天”的农耕社会，本质上是能源生产、消费和科技革命，是要依靠技术进步和创新，更多地利用太阳能、风能等可再生能源，支撑人民群众生活水平和生活质量不断提升的需要，支撑人类社会的可持续发展。
1990年，联合国启动了政府间全球气候变化谈判，1992年通过《联合国气候变化框架公约》，1997年通过《京都议定书》，2015年达成《巴黎协定》。在这样的大背景下，发达国家先后实现了碳达峰，技术进步和创新是背后的重要原因，而能源转型成为碳达峰、碳中和目标实现的最重要因素。
能源关乎人类社会的全面发展，能源发展关乎国家政策制定和企业战略谋划，能源科技深刻影响能源格局，科技决定能源的未来，科技创造未来的能源。国际组织、各国政府十分重视能源科技的发展，制定能源战略计划，如美国的《全面能源战略》、欧盟的《2050能源技术路线图》、日本的《面向2030年能源环境创新战略》等。
国际组织的相关研究报告表明，科技创新是实现碳中和目标的重要支撑。能源转型委员会（ETC）发布报告，对实现零碳经济各领域主要技术发展时间节点进行了综述与规划。可持续发展解决方案网络（SDSN）与意大利马特艾基金会（FEEM）2019年发布各国到21世纪中叶脱碳的路径研究，梳理了电力、交通、建筑与工业的主要技术及2025年、2050年发展目标，为各国制定脱碳规划提供支撑。
国际能源署（IEA）长期开展减排技术评估，发布了一系列技术路线图，在2020年度能源技术展望报告中，对全球2070年实现净零排放情景时各部门技术情况进行分析，讨论了难减排部门并评估了433项减排技术的重要性、成熟度。通过分别对低碳发电、电力基础设施、交通运输用电、工业用电、建筑物用电、燃料转化用电等技术的梳理分析，认为光伏发电技术已经基本成熟，可以走向市场；智能充电技术还需要进一步研发、竞争，才能推向市场。IEA2021年报告显示，2050年实现净零排放的关键技术，50%尚未成熟，需要进一步研发提升，可见走向技术依赖型的经济发展模式对科技创新的需求更加迫切。
美国虽然退出《京都议定书》，对二氧化碳减排技术研发并没有停止。2007年的《低碳经济法案》成为未来发展的战略选择，要求改造传统高碳产业，注重低碳技术创新，利用市场机制推动企业减碳。2009年，美国众议院通过《清洁能源安全法案》，内容包括以总量限额为基础的碳市场交易，创造数百万个就业岗位以推动美国经济复苏，降低对国外石油的依存度，保障能源安全等。2020年发布《清洁能源革命和环境正义计划》，将液体燃料、低碳交通、可再生能源发电、储能等列为重点方向，明确技术发展目标，并将加大投入。
2019年12月，欧盟委员会发布《欧洲绿色协议》，提出绿色发展战略的总体框架。为实现2050碳中和目标，欧盟2019年颁布《欧洲绿色新政》，明确了能源、工业、建筑、交通、消费等领域的技术需求，围绕需重点突破与推广核心技术，通过加大“地平线”项目投入等方式支持技术创新。
2019年5月，德国成立退出煤炭委员会，制定了最迟到2038年逐步退出燃煤发电的计划。2019年9月20日，德国联邦政府内阁通过《气候行动计划2030》，2019年11月15日在德国联邦议院通过《德国联邦气候保护法》，确定了到2030年温室气体排放比1990年减少55%，到2050年实现净零排放的中长期减排目标。在2021年5月6日第十二届彼得斯堡气候对话视频会议上默克尔总理表示，德国实现净零碳排放即“碳中和”时间，将从2050年提前到2045年。
英国将低碳经济作为能源发展战略目标，《英国绿色金融战略》提出发展绿色金融的路线图。英国气候变化委员会（UKCCC）发布系列报告，围绕碳中和的技术需求，提出供热、工业、交通等领域的技术发展目标和路径，为英国整体实现净零排放提供技术支持。
日本2004年启动“面向2050年低碳社会情景”研究，提出到2050年建成低碳社会的目标和具体对策，包括制度、技术及生活方式等方面的转变。2007年发布《日本低碳社会情景：2050年的CO2排放在1990年水平上减少70%的可行性研究》；2008年发布《面向低碳社会的十二大行动》，涵盖绿色建筑、物流包装、城市步行设计、低碳电力、低碳商标等方面的内容，含一系列的技术措施、改革目标及激励政策。2017年，日本向《联合国气候变化框架公约》秘书处提交文件，提出到2050年将在2010年的基础上减排80%。2020年12月发布《绿色增长战略》，提出海上风电、电动车、氢能源、航运业、航空业、住宅建筑等14个重点领域深度减排的技术路线图、技术发展目标和主要措施等。
没有哪个国家能够在能源问题上独善其身。随着信息技术在能源领域中的应用，“数字化”技术更逐步打破了不同能源品种间的壁垒，也将成为未来的一大发展趋势。美国学者杰里米·里夫金在《第三次工业革命》著作中，提出能源互联网愿景，引发广泛关注。
在“技术为王”的时代，获取能源资源的成本是决定成败之关键，发展低成本技术是重要趋势。低碳化、多元化、分散化、数字化和全球化将是未来能源发展的主要方向。美国能源信息署预测，美国2022年后投产的风电和太阳能发电项目的LCOE都将低于燃气发电。
氢能作为二次能源在能源转型中的重要性，很多国家都高度重视，把氢能源产业提升到国家战略高度，制定氢能发展战略，出台扶持政策。一旦借助石墨烯、纳米超材料等新材料的电解制氢技术取得重大突破，氢燃料大规模甚至完全替代化石燃料将是有可能的。
核聚变能是理想的能源，主要有2种技术方案：磁约束核聚变（MFC）和惯性约束核聚变（IFC）。国际热核聚变实验堆（ITER）计划、美国国家点火装置（NIF）、美国悬浮偶极子试验装置（LDX）、美国Z-IFE装置、美国LawrencevillePlasma Physics研究项目、美国FRX-L研究项目、加拿大通用聚变、欧洲高功率激光能源研究（HiPER）计划和德国 Wendelstein 7-X等。
能源科技国际合作广泛，一个典型案例是投资100亿美元的国际热核聚变实验堆合作项目（ITER），中国2007年加入ITER计划，推动核聚变科学技术的国内研究。现完成了聚变工程实验堆（CFETR）概念设计，正进行工程设计。中国环流器二号A装置（HL-2A）和全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）等大科学装置先后建成。HL-2A在国内首次实现了偏滤器位形放电、高约束模式运行。2017年7月，EAST在世界上首次实现5000万度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行，创造了磁约束核聚变研究新纪录。
本人在2008年后，系统总结过国外出台相关法规、政策，促进低碳技术研发运用的做法和经验，被人民大学复印资料作为“卷首语”在2009年12期转发。时过境迁，12年之后国内外应对气候变化的形势发生很大变化，我国应对气候变化的立场也由“被动应付”转变为“主动引领”。真正能够担当“引领”的角色，赋予了科技工作者的新使命，需要我们砥砺前行，久久为功。