探索研发模式 碳中和技术创新已成国际竞争热点
来源:科技日报 发布时间:2021-03-23 15:28:52

力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,是党中央作出的重大战略决策,实现“双碳”目标的技术创新也成为当前讨论的热点。生态环境部部长黄润秋近日指出,中央财经委员会第九次会议强调,推动绿色低碳技术实现重大突破,抓紧部署低碳前沿技术研究等,凸显了科技创新对实现碳达峰、碳中和的重要支撑作用,为相关领域基础研究、技术研发、工程应用提供了方向指引和重要遵循。

当前,我国绿色低碳技术发展情况如何?有哪些“卡脖子”问题?该如何解决?

最具潜力的前沿减排技术

碳捕集利用与封存(CCUS)技术,被认为是最具潜力的前沿减排技术之一。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告指出:如果没有CCUS,绝大多数气候模式都不能实现减排目标。更为关键的是,没有CCUS技术,减排成本将会成倍增加,估计增幅平均高达138%。

钢铁行业碳排放量约占我国碳排放总量的15%。中科院上海高等研究院副院长魏伟说,工业部门碳锁定效应明显,减排难度大。世界钢铁行业引入了副产物利用和循环、精准控制等创新技术,但还剩余15%—20%的减排空间,这就需要嵌入CCUS技术,通过吸附法碳捕集、炉顶煤气循环等,把二氧化碳合成为甲醇、乙醇等产品。

科技部社会发展科技司和中国21世纪议程管理中心共同组织编写的《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图(2019版)》,提出了2050年目标,即CCUS技术实现广泛部署,多个CCUS产业集群建成,实现二氧化碳利用封存量超过9.7亿吨/年,产值超过5700亿元/年。

CCUS技术发展既面临挑战,也蕴含巨大潜力和机会。在“首期碳中和与CCUS前沿沙龙”上,中国环境科学学会CCUS专委会秘书长张九天指出,我国CCUS技术的研发与应用已有了很好的积累和基础,但从技术链条看,发展应用水平不一致,二氧化碳强化采油等多项技术等已达到商业化运行水平,其他技术还需持续加大研发力度和以商业化为目标的工程建设,进一步降低成本和能耗。

“碳中和目标的提出,明确CCUS是不可或缺的技术选择,相信会有进一步的激励政策、产业部署及管理体系的完善来支持CCUS发展。”张九天说。

碳中和技术创新已成国际竞争热点

欧盟、美国已提前部署了碳中和实施路径和技术研发。2019年12月,欧盟在《欧洲绿色新政》中提出了7个重点领域的关键政策、核心技术及相应详细计划,其中包括零碳炼铁技术等。中国工程院院士、清华大学教授贺克斌说,碳中和技术创新已成为国际竞争的热点。

除了CCUS外,我国还在布局和发展其他二氧化碳利用技术。比如等离激元人工光合技术,是通过纳米催化剂的等离激元效应,利用阳光或废热,将工业废气中的二氧化碳、非饮用水合成为烃类轻质油、烯烃、天然气等,不会排放硫、重金属等污染物,无需额外耗电,综合碳足迹为零。“目前我们团队率先进行了等离激元碳中和技术的工业化,在黑龙江省七台河市建成中试基地,利用大唐电厂的废气余热开始了试运行。”北京光合新能科技有限公司首席科学家王琮博士说。

制定科技发展路线图,探索研发模式

实现碳达峰、碳中和,绿色低碳技术该如何发展?张九天建议,制定CCUS发展战略和路线图,有侧重分阶段并结合区域特点、潜力支持该技术的发展。比如对二氧化碳驱油、制备高价值化学品、能与工业过程紧密结合、有一定经济效益的二氧化碳矿化利用等技术,推动规模示范和商业化应用。探索新型研发模式,建设若干国家重大基础设施研究及集成示范平台,实现成本能耗降低的协同效益。探索设立CCUS专项扶持资金等,通过激励措施促进技术和产业发展。

中国科学院科技战略咨询研究院副院长王毅认为,需要对绿色低碳技术未来发展战略做研究,并以此指导对现有技术的遴选;还需政府、市场等一起发力,鼓励创新性或颠覆性技术的研发。

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