謝和平院士：碳中和目標下我國能源戰(zhàn)略研判

　　碳達峰碳中和目標已成為我國社會共識，不僅是負責任大國對國際社會的莊嚴承諾，更是推進我國經(jīng)濟高質量發(fā)展的國家戰(zhàn)略，將推進經(jīng)濟社會廣泛而深刻的系統(tǒng)性變革。實現(xiàn)碳達峰碳中和國家戰(zhàn)略目標任務，一定要立足國情，立足我國的能源資源稟賦，立足我國兩個一百年的奮斗目標，來謀劃未來部署。

　　我們認為，應以實現(xiàn)碳中和為目標，以實現(xiàn)高質量發(fā)展(生產(chǎn)力增長)為主線，以碳中和技術攻關為突破點(為王)來統(tǒng)籌協(xié)調實現(xiàn)我國的“雙碳”目標和碳中和戰(zhàn)略，并以碳中和目標和高質量經(jīng)濟發(fā)展(生產(chǎn)力)來促進我國碳中和技術創(chuàng)新的自立自強。

　　能源領域是我國實現(xiàn)碳達峰碳中和的核心所在，但不意味著要完全退出煤炭，要完全退出化石能源。借鑒歐美等發(fā)達國家和地區(qū)碳達峰前后的能源消費、碳排放強度等基本特征和變化規(guī)律，結合我國能源資源稟賦和經(jīng)濟社會所處發(fā)展階段，提出碳中和目標下我國能源發(fā)展主要有五大戰(zhàn)略方向。

　　1. 大力發(fā)展節(jié)能技術，提高能源利用效率

　　節(jié)能可直接減少能源消費，是最顯著、最直接的碳減排。節(jié)能提效是實現(xiàn)碳中和目標的優(yōu)先發(fā)展路徑，以節(jié)能提效促少用，通過少用減少碳排放。特別需要強調的是，節(jié)能不是簡單地少用或者不用能源，而是通過全面提高能源利用效率來減少能源消費總量以及不必要的能源浪費。我國單位國內生產(chǎn)總值(gross domestic product，GDP)能耗自1988年以來呈現(xiàn)快速下降趨勢，由29.77tce(噸標準煤)/萬美元降低到2020 年的3.38tce/萬美元，降低了88.6%，但距離世界平均水平和發(fā)達國家還有較大差距，是世界平均水平的1.4～1.5 倍，是美國的2 倍。若能達到世界平均水平，每年可少用能源13 億tce，減排CO? 34 億t，約占2020 年我國碳排放量的1/3。因此，提高能源利用效率，減少能源消費，是我國實現(xiàn)碳達峰碳中和的最重要途徑。

　　2. 大力發(fā)展新能源技術，優(yōu)化電力結構

　　近年來，我國風、光等新能源發(fā)電技術快速發(fā)展，裝機容量快速提升，風、光發(fā)電量占比由2011 年的1.5%增加到2020 年的9.4%，推動非化石能源電力在我國電力結構中的占比顯著上升，由2011 年的18.3%增加到2020 年的31.5%，但依然沒有改變我國以火電(煤電)為主的電力結構。2020 年我國電力結構中火電發(fā)電量占比68.5%。

▲ 2011～2020 年我國電力結構

　　通過與歐美發(fā)達國家現(xiàn)代化進程和碳達峰前后電力結構對比，我國電力結構還需要持續(xù)優(yōu)化，然而我國天然氣增產(chǎn)有限，難以像美國那樣將天然氣作為發(fā)電的第一大能源。碳中和目標下，我國應大力發(fā)展風能、太陽能、地熱能等可再生能源發(fā)電，逐步提高非化石能源發(fā)電占比，持續(xù)優(yōu)化電力結構，重點發(fā)展“風電/光電+儲能”技術，提高新能源發(fā)電穩(wěn)定性與可持續(xù)性。

　　3. 大力發(fā)展“清潔煤電+CCUS”，推進煤炭低碳利用

　　燃煤發(fā)電占我國煤炭消費的一半左右，是最主要的利用方式，并且燃煤發(fā)電主要利用煤炭的熱值，碳元素幾乎全部轉變?yōu)镃O?，是煤炭利用碳排放最集中的領域。我國建成了全球最大的清潔煤電體系，86%的燃煤發(fā)電機組實現(xiàn)了常規(guī)污染物超低排放，制約煤電發(fā)展的不再是常規(guī)污染物排放問題，而主要是碳排放問題。雖然新能源電力發(fā)展速度較快，但是基數(shù)小，在發(fā)電量中占比還比較低，同時由于新能源電力的不穩(wěn)定性，需要燃煤發(fā)電作為基底支撐電力調峰。我國的清潔煤電還將長期存在，并發(fā)揮重要作用。

　　碳達峰碳中和并不是不產(chǎn)生CO?，而是產(chǎn)生的CO? 被利用或封存了，碳捕集與封存(CCS)以及碳捕集、利用與封存(CCUS)被認為是實現(xiàn)碳達峰碳中和的關鍵技術之一，受到世界各國的高度重視，紛紛加大研發(fā)力度，在CO? 驅油等方面取得了積極進展。雖然，當前該類技術成本還比較高，封存1t CO? 需要數(shù)百元，但是隨著技術的進步，成本有望逐步降低到可以接受的水平。大力發(fā)展“清潔煤電+CCUS”，是從以煤為主的能源資源稟賦等國情出發(fā)，推進“煤電清潔高效利用”等國家需求的重要內容，也是推動我國能源綠色低碳轉型的戰(zhàn)略方向。

　　4. 大力發(fā)展少碳-用碳-零碳能源原理創(chuàng)新，加快顛覆性技術研發(fā)

　　傳統(tǒng)化石能源的利用方式具有高碳排放的固有特性，依靠現(xiàn)有技術延續(xù)式創(chuàng)新，很難實現(xiàn)零碳排放，亟須推進少碳-用碳-零碳能源原理創(chuàng)新，加快顛覆性技術研發(fā)：研究和應用煤基燃料電池發(fā)電新技術等低碳燃燒、低碳轉化技術，推進利用過程少碳;研發(fā)和應用CO? 制甲醇等碳轉化技術，推進碳資源化利用;研發(fā)和應用低成本碳捕集及井下封存技術，為不能資源化利用的CO? 提供最后的處置保障。

　　加快CCS/CCUS 技術攻關，不斷提升CO? 大規(guī)模低能耗捕集、資源化利用與可靠封存技術水平，突破大容量富氧燃燒、燃燒后CO? 捕集、CO? 驅油/氣/水、CO? 封存、監(jiān)測預警等關鍵技術;同時利用現(xiàn)代煤化工高濃度、高壓CO? 排放的特征，推進驅油、化工等CO? 捕集、利用與封存商業(yè)化示范，探尋低成本碳處理途徑;以百萬噸級示范工程為抓手，推進CCS/CCUS 技術商業(yè)應用;探索CO? 埋存與油田提高采收率(enhanced oil recovery，EOR)工程一體化實施路徑，形成完整的CO?捕集、利用和封存產(chǎn)業(yè)鏈。

　　重點探索CO? 礦化利用的CCUS 減排技術路線，將CO? 作為資源加以利用，進行CO? 礦化輸出能源、加工天然礦物、處理工業(yè)固廢;研究固體氧化物燃料電池開發(fā)利用技術，在電池組內對CO? 催化、轉化、礦化再能源化，實現(xiàn)循環(huán)利用、零碳排放;研究CO? 催化轉化制甲醇等碳轉化技術，將CO? 作為原料，推進CO? 資源化利用;將廢棄煤礦地下空間碳封存、CO? 礦化發(fā)電、CO? 制備化工產(chǎn)品、與煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)保深度融合的碳吸收等新型用碳、固碳、吸碳技術作為優(yōu)先突破方向。

　　5. 轉變能源“雙控”政策要求，以政策倒逼技術進步

　　我國的現(xiàn)代化水平同發(fā)達國家相比還有較大差距，現(xiàn)代化進程的持續(xù)推進仍需要較大的能源消費支撐。為降低碳排放，“一刀切”限制能源生產(chǎn)和消費，過早過緊控制能源消費總量和強度，將會影響經(jīng)濟持續(xù)增長，影響我國現(xiàn)代化如期實現(xiàn)。為實現(xiàn)減排不減生產(chǎn)力的目標，應將控制能源消費總量和強度的“雙控”政策，轉變?yōu)榭刂颇茉聪M碳排放和提高能源利用效率的新“雙控”政策，引導和倒逼碳減排技術進步，促進碳中和技術自立自強。