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技术创新赋能碳达峰、碳中和 关键技术攻坚及稀缺材料供应挑战待突破

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技术创新赋能碳达峰、碳中和 关键技术攻坚及稀缺材料供应挑战待突破

每日经济新闻 2022-08-28 18:21:46

◎在业内看来,实现碳达峰碳中和确实有很多挑战,但也给了科学创新表现的舞台,未来碳中和将主要依靠科技创新实现。

◎进入双碳时代,世界经济将从能源的资源转型逐步走向能源的技术依赖,技术创新成了未来经济发展的重中之重。

每经记者 李少婷    每经实习记者 杨卉    每经编辑 陈俊杰    

8月27日,清华大学第二届“碳中和经济”论坛在北京开幕,业内专家及企业代表就碳达峰、碳中和背景下技术创新如何赋能节能减排展开了讨论。

在业内看来,实现碳达峰碳中和确实有很多挑战,但也给了科学创新表现的舞台,未来碳中和将主要依靠科技创新实现。

零碳路线伴随着热力需求问题的到来。有专家提出,利用基于各种第一品位余热的零碳热源,解决三大关键技术,跨季节储能,长距离输送,热量变换,建成零碳热量供应系统,满足百姓生活和工业持续发展的热力需求。

此外,还有观点指出,我国在技术创新上仍面临各方面挑战,即核心关键技术的创新任务重;新能源产业供应链上稀缺材料或将供应不足;气候和环境协同治理难题;复合型人才的储备与培养等,需社会各界的共同努力。

清华大学“碳中和经济”论坛绿色科技圆桌对话 每经实习记者 杨卉 摄

信息和加密技术有望赋能碳中和治理

毫无疑问,实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统变革。但另一方面,碳中和也给了科学创新一个很大的表现舞台。在27日论坛上,多位专家指出,随着传统重工业的逐步退出,新技术的比重将进一步提升。未来需从资源依赖走向技术依赖,实现科技创新驱动发展。

清华大学能源环境经济研究所教授、所长,中国能源研究会常务理事兼能源系统工程专业委员会主任委员张希良进一步指出,未来数字技术、信息技术,加密技术将在赋能碳中和治理中起到基础支撑的作用。

张希良表示,数字化的作用日益凸显,主要表现在三方面。从国际上看,数据真实可信和安全是国际碳交易的一大挑战;从国内发展情况看,我国碳市场2021年才正式启动上线,目前为止政府部门和第三方审查机构对企业的监管仍以人工核查为主,成本高且不易把控质量。从企业角度看,随着更多企业被纳入强制减排市场或开展自愿减排活动,企业碳资产管理需要更高效、稳定、准确的智能化数字信息技术服务。

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值得一提的是,国家信息中心信息化和产业发展部主任单志广还提出,数字技术本身的绿色化也不可忽视。“目前数据中心占到了全国能源消耗量的2.6%左右,基数小但增速高,去年的增速达到了60%以上,远超很多能源领域,通过数字化智能化赋能农业、制造业、服务业固然重要,技术自身的绿色化也很关键,需同步统筹,同时发力。”

利用零碳热源共享系统解决热难题

中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任、清华大学建筑学院建筑技术科学系教授江亿对零碳做了个归纳总结:将化石能源为主的碳基能源变成零碳能源,从燃煤、燃油、燃气到核电、水电、风电、光电。

与此同时,江亿也提出了一个问题,未来人类还要用热怎么办?“有一种说法说是,用电动热泵出热就行,但粗略计算,满足当前电热需求要4万亿度电,去年全国是8.5万亿度电,显然不行。加上今后气候变化或将成为常态,影响水电供应,热的问题的就更加紧迫。”在此背景下,江亿想到了余热资源。根据他的计算,多种低品位余热资源是最好的零碳热源,将70%的余热利用起来,形成跨区域的多热源共享系统,就能解决热难题。

但如此一来,又出现了三个问题。

首先是时间不匹配,总量虽然达标,但产出时间与用热时间不匹配,需跨季节储热,将夏季产生的热留存到冬季使用。第二是位置不匹配产生的供需平衡问题,破题在于长距离、低成本输热。第三是品位问题,即各类热源输出品位不同,各类需求要求的温度范围、品味也不同,需要做很多热量变换的工作,解决途径是热量变换器。

江亿表示,中国有世界上最完备的热网系统,实现跨季节储热并不难,热量变换器的问题也可以解决,至于远距离运输,近年来太原、银川等地都有一些尝试,未来还有一些项目正在策划中。

“利用基于各种第一品位余热的零碳热源,是将来要好好做的任务之一,要实践这一设想,除了必须解决三大关键技术,跨季节储能,长距离输送,热量变换外,还要珍惜余热资源,同时在政策机制上给到一些支持,建成零碳热量供应系统,满足百姓生活和工业持续发展需要。”江亿说。

双碳+技术创新面临三大挑战

进入双碳时代,世界经济将从能源的资源转型逐步走向能源的技术依赖,技术创新成了未来经济发展的重中之重。在中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长、国家生态环境保护专家委员会副主任贺克斌看来,在技术创新方面,我国仍面临三方面的挑战。

第一是核心关键技术的创新。

贺克斌提出,低碳能源技术创新正在从供应转向终端和使用技术,当前系统能源及资源量虽够,但技术量仍有空间,世界层面,目前为止六大方面关键技术,50%实现了商业化,其余仍有待完成。

根据此前相关部门所做的情况分析,我国现阶段已经进入商业化的技术为三分之一,还有约三分之二的技术需要依靠科技创新去完成,比世界平均任务更重。

第二是新能源产业的供应链问题。

随着风、光的大规模使用,一些金属,特别是稀有金属、稀土元素的需求会大规模增加。未来部分关键材料供应量或将不足,可能成为装机的制约因素,产生了循环利用或是替代型材料创新的问题。第三个挑战是气候和环境协同治理方面的问题。

此外,要实现双碳行动,无论是行动技术的完善,还是研发创新都需要很多甚至是“几茬”复合型人才,人才的储和培养也是未来发展的关键,需要各方共同努力。

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