碳说（210712）｜中国一批深度脱碳技术曙光初见，院士建议不能照搬国外模型
中国一批深度脱碳技术曙光初见，院士建议不能照搬国外模型
来源：第一财经 2021-07-11
作者：章轲 责编：杨小刚
碳达峰、碳中和国家目标提出后，有业界人士开始担心，如果没有重大的技术革新，仍会陷入“高碳锁定”的被动局面。
近日召开的国务院常务会议明确要求，推动绿色低碳发展，设立支持碳减排货币政策工具，以稳步有序、精准直达方式，支持清洁能源、节能环保、碳减排技术的发展，并撬动更多社会资金促进碳减排。
多个研究机构和专家也纷纷表示，实现碳中和目标，必须依靠突破性技术。国家气候变化专家委员会副主任何建坤表示，要探索碳中和目标导向下的深度脱碳路径，加强深度脱碳技术的研发和产业化。国务院发展研究中心研究员周宏春也认为，实现“双碳”目标，要寻求颠覆性的技术突破。
不过，也有专家在接受第一财经记者采访时表示，开发利用碳减排技术，一定要量力而为，注重实用性和经济性。减排要有所为、有所不为。共性关键技术和颠覆性技术是引领创新的关键所在。
那么，眼下深度脱碳技术和产业化路径有哪些？
6月25日，国家能源集团国能锦界公司建设的“15万吨/年燃烧后碳捕集示范工程”正式投产，这是目前国内最大规模的火电厂二氧化碳捕集示范工程，旨在引领火电行业实施脱碳前沿技术的开发。
该企业相关负责人介绍，试运行期间产出约零下20℃、压力2.0MPa、纯度为99.5%的工业级合格液态二氧化碳产品，量产后将全部被消纳利用，主要用于附近油田驱油，以及工业领域制备小苏打、碳酸二甲酯和丙二醇等高附加值化工产品。
国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要明确提出，构建资源循环利用体系。推进能源资源梯级利用、废物循环利用和污染物集中处置。加强大宗固体废弃物综合利用。
在青海，一项有别于“从摇篮到坟墓（产品在超过其使用寿命后被丢弃）”的“从摇篮到摇篮（产品被回收后，又能被重新利用）”的减碳技术正在推广。
在上海交通大学、武汉理工大学、上海化工研究所专家们的帮助下，青海西旺实业(集团)有限公司正研发推广具有“三低一高”（低能耗、低排放、低污染、高附加值）特性的新型复合材料“昆仑晶石”。
安徽憬钰环保科技有限公司董事长张刚向记者展示废塑料制取的轻质燃料油。摄影/章轲
专家介绍，我国每年产生在生活垃圾里的废塑料约5000万吨，如全部焚烧将产生约1.6亿吨二氧化碳，填埋也会对环境造成污染。
在安徽，一家环保科技企业正在做废塑料的回收利用。7月6日，在安徽憬钰环保科技有限公司的一间实验室里，技术人员向记者演示了废塑料、废机油催化裂解制取轻质燃料油的整个过程。
技术人员在一个玻璃容器中放入少许催化剂，倒入50毫升的废机油，再放入重量为100克的废弃农用薄膜和旧塑料袋，封口后加热。不到20分钟，玻璃容器内的温度就达到120度并有油气产生。超过180度后，淡黄色的清澈透明的轻质燃料油从出油口流入量杯。
整个反应过程结束后，玻璃容器内的废弃农用薄膜和旧塑料袋已变成少量的黑炭，量杯里的轻质燃料油接近180毫升。“油品的综合参数达到柴油国Ⅲ、国Ⅳ标准，相关技术已拿到国家专利。”该公司董事长张刚说。
测算结果显示，焚烧1吨塑料或机油，约分别排放3.67吨或3.12吨二氧化碳。而利用上述技术工艺，单次处理60吨废塑料可减排二氧化碳313.8吨，同时可减少天然气和用电量，扣除加热过程中的耗能等碳排放，减排二氧化碳总量达到300.14吨。
碳中和技术一半还没开发出来
周宏春介绍，目前，在国内外已经出现了不少颠覆性的减碳技术。如东芝公司宣布，已经研发出全球效率最高的二氧化碳电催化技术，比之前技术处理速度提高了60倍。
在二氧化碳转换利用方面，国内多个团队也做出了令人瞩目的成绩。周宏春介绍，如中海油二氧化碳加氢制甲醇关键技术及工程示范已取得突破性进展，专家鉴定认为，与国内外同类技术相比，主要技术指标先进；中科院大连化物所李灿院士团队也在兰州建成了千吨级“液态太阳燃料合成示范项目”。
此外，北京光合新能科技有限公司的等离激元技术，利用电厂余热或太阳能光热，在常温常压下将二氧化碳合成为清洁燃料，并在七台河电厂完成了中等规模工业示范；中国工程院院士、四川大学校长谢和平团队在2014年已完成了二氧化碳矿化发电生产碳酸盐的实验室试验。
我国风力和太阳能发电利用率仍需进一步提升。图为内蒙古某风电场。摄影/章轲
但据第一财经记者了解，由于受到能源来源的限制，如果按近十年电力结构变化，电动车的清洁能源含量只提高了10%；风力和太阳能发电装机容量占比虽然已经达到了24%，但利用率只有9%；核能在电力结构中的比例还非常低，仅为5%左右。
国际能源署此前的研究也发现，实现碳中和的技术，一半还没有开发出来。
国际能源署的分析指出，如果全球温室气体排放从目前的330亿吨下降到2050年的100亿吨左右，则2050年前节能和提高能效对全球二氧化碳减排的贡献为37%，发展可再生能源贡献为32%，燃料替代贡献为8%，发展核电贡献为3%，碳捕集、利用与封存（CCUS）技术贡献为9%，还有12%贡献由其他技术满足。
而让专家们更为担心的，是一些容易被“高碳锁定”的领域。
比如，中国人民大学生态金融研究中心微信公号“人大生态金融”近日一篇文章称，对居住建筑、公共建筑、能源基础设施等锁定效应强，且投资高、影响范围大的重点用能领域，不能再延续“跟跑”为主、市场推动技术缓慢迭代的传统方式，必须强化政府主导，抓紧制定与碳中和目标相匹配的能源效率标准，提高准入要求，尽早使新建建筑和基础设施的能效水平与发达国家“并跑”，甚至“领跑”。
我国每年新竣工建筑面积40多亿平方米。距离2060年前碳中和目标只剩下不到40年时间，如果这些新建的住房和基础设施没有采用高效节能技术，则未来40年内需要实施改造甚至拆除重建，“技术锁定”的问题将十分突出。
院士给出的“碳减排优劣顺序”
“我国当前仍处于工业化和城市化发展阶段中后期，对未来经济增速仍有较高预期，在一定时期内能源总需求还会持续增长，碳排放也仍呈缓慢增长趋势。”何建坤在接受第一财经记者采访时表示，尽管如此，国家、地方和企业都要自觉适应和应对全球碳中和导向下的国际治理和经贸机制变革。
他说，这些变革包括全球碳价机制及欧美酝酿的“碳边境调节机制”；行业和地区间气候联盟推出新的低碳技术标准和行为准则；国际产品贸易中碳排放技术标准、碳标识等，都将对企业生产经营和竞争力产生重要影响。
先进能源和低碳技术将成为大国竞争的高科技前沿和重点领域。图为天津新氢动力科技有限公司董事长陈海涛（右1）介绍新氢动力系统开发情况。摄影/章轲