实现“双碳”目标,亟须多种技术“抱团”发力

“现在城市的交通拥堵还很普遍 , 带来的交通污染怎么解决?其中一个办法是把货运转到地下去 , 建设城市的地下智慧物流运输系统 。 这个系统如果建成 , 人们购买任何商品都只需要点一下鼠标 , 所购商品就像自来水一样通过地下管道很快‘流入’居住小区的自动提货柜……”
近日 , 在江苏省科协主办的2021年江苏科技论坛的报告中 , 国家最高科学技术奖获得者、中国工程院院士、陆军工程大学教授钱七虎用这番畅想 , 分享地下空间开发利用与交通碳减排的远景 。
钱七虎认为 , 地下空间开发利用可以与交通碳减排、人工碳汇、建筑碳减排、能源的绿色转型“组团” , 为实现碳达峰碳中和(以下简称双碳)提供解决方案 。
能源变革要循序渐进
中国工程院院士、上海交通大学碳中和发展研究院院长黄震建议 , 要从供给侧和需求侧探索电力零碳化、燃料零碳化、再电气化、智慧化、高效化等方面 , 促进能源变革 。
中国科学院院士、西安交通大学教授郭烈锦则建议 , 以大规模低成本清洁发电制氢、二氧化碳还原与碳高值化循环利用 , 构建五位一体的能源体系 。
“当前 , 中国二氧化碳排放的最大来源是化石能源的燃烧 。 ”作为深耕能源领域几十年的资深从业者 , 国家能源集团科学技术研究院有限公司副总经理朱法华认为:“控制二氧化碳排放 , 首当其冲的是要控制煤炭消费 。 中国煤炭约一半用于燃烧发电 , 减少电力行业的煤炭消费是减少二氧化碳排放的有效手段 , 但中国富煤贫油少气的资源禀赋 , 使得电力行业很难离开煤炭 。 ”
“面向碳中和的能源变革 , 要循序渐进 , 先立后破 , 先把新能源为主的新型电力系统建立起来 , 再逐渐减少化石能源比例 。 作为保障型能源 , 化石能源还会继续为国民经济作贡献 , 当然也要达到零碳的排放 。 ”中国工程院院士、上海交通大学碳中和发展研究院院长黄震认为 , 迎接能源变革 , 需要同时在能源供给侧和需求侧推进革命 。
“重中之重是电力的脱碳和零碳化 。 ”黄震解释 , 电力脱碳与零碳化 , 核心是构建以新能源为主体的新型电力系统 。 对此 , 德国的经验或有借鉴意义 。
此前 , 德国宣布将在2022年全面弃核 , 2038年前关闭所有煤电厂 , 2050年构建全部100%采用可再生能源的用能体系 。
德国在推进可再生能源发展中立法先行 , 建立起遍布全国的分布式光伏发电、风电、生物质发电及储能机组;通过基于大数据的电力供给侧和需求侧的预测与管理 , 以及基于互联网的电力交易和服务平台 , 有效促进可再生能源消纳 , 提高电网的供需平衡 。 在德国 , 高比例的可再生能源已使常规火电从基荷电力转变为调峰电力 , 成功实现了能源结构转型 。
“市场化的电价、电力系统的调节、基于互联网的电力交易等都是值得我们借鉴的 。 ”黄震说 。
可再生能源制取助力零碳化
电力的脱碳和零碳化 , 离不开燃料零碳化 。 燃料零碳化是以太阳能、风能等可再生能源为主要能量制取可再生燃料 , 包括氢、氨和合成燃料等 。
郭烈锦认为 , 发展大规模低成本的可再生能源的转化存储技术大有可为 。
“例如 , 太阳能光/热耦合制氢及碳氢燃料 , 以水为基 , 构建光/热催化耦合制氢、制碳氢燃料的碳氢循环 , 实现太阳能到燃料化学能的能量与物质的耦合转化 。 ”郭烈锦解释 。
碳中和是一场绿色革命 , 如果没有颠覆性、变革性的技术突破 , 不可能实现碳中和 , 黄震认为 , 助推能源利用高效化、再电气化、智慧化也势在必行 。

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