碳中和碳達(dá)峰無(wú)疑是當(dāng)下最熱話題之一。

2020年9月，習(xí)近平主席代表中國(guó)向全世界莊嚴(yán)承諾：“中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。

這是全國(guó)努力的目標(biāo)，達(dá)成目標(biāo)需要進(jìn)行多方位努力，解決多項(xiàng)實(shí)際問(wèn)題，例如：碳達(dá)峰碳中和的實(shí)現(xiàn)路徑究竟是什么？如何通過(guò)跨學(xué)科、綜合交叉為技術(shù)變革提供堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)？在實(shí)際實(shí)施中，又需要材料、能源、信息、化學(xué)化工、生態(tài)等這些領(lǐng)域的哪些技術(shù)創(chuàng)新？

9月26日，由中國(guó)科學(xué)院主辦，中科院重大任務(wù)局、北京市科技委員會(huì)、中關(guān)村科技園區(qū)管委會(huì)、中科院大連化物所、過(guò)程工程所、中石化、燕山石化共同承辦的2021中關(guān)村論壇平行論壇——“碳達(dá)峰碳中和科技論壇”正式舉行，邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外權(quán)威專家圍繞“碳中和科技創(chuàng)新路徑”開(kāi)展深入交流。

針對(duì)這一主題，中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)侯建國(guó)在致辭表示：實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)需要經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全面綠色轉(zhuǎn)型，涉及到能源結(jié)構(gòu)、工業(yè)交通、生態(tài)建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域，迫切需要科技創(chuàng)新在其中發(fā)揮引領(lǐng)和支撐作用。

侯建國(guó)

而針對(duì)如何具體實(shí)施，他給出了四方面需求，即：拿出一張路線圖、提出一批新理論、攻克一批新技術(shù)、記好一本收支問(wèn)題。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)黨組書(shū)記、分管日常工作副主席、書(shū)記處第一書(shū)記張玉卓在致辭中指出，在碳達(dá)峰碳中和進(jìn)程中，工業(yè)轉(zhuǎn)型是關(guān)鍵，需要實(shí)現(xiàn)能源和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性變革。

張玉卓

一是要有序減碳，確定碳排放的頂點(diǎn)和峰值，從國(guó)家層面研究能源結(jié)構(gòu)；二是要大力發(fā)展CCUS技術(shù)，促進(jìn)二氧化碳的資源化利用；三是樹(shù)立全民低碳意識(shí)，匯聚建設(shè)美麗中國(guó)的強(qiáng)大合力；四是要推進(jìn)全球氣候治理科技合作，主動(dòng)參與制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)起國(guó)際科技合作，共促世界可持續(xù)繁榮。

而具體到北京對(duì)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的決心，北京市政協(xié)黨組書(shū)記魏小東表示北京市將深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記在2021中關(guān)村論壇上的視頻致賀精神，努力實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，為建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)北京力量。發(fā)揚(yáng)中關(guān)村先行先試改革精神，把率先實(shí)現(xiàn)碳中和作為首都高質(zhì)量發(fā)展和建設(shè)國(guó)際一流的和諧宜居之都的重要目標(biāo)，以科技創(chuàng)新引領(lǐng)綠色低碳革命，率先實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)低碳綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展，推進(jìn)“雙碳”工作穩(wěn)步實(shí)施。

行之有路！中國(guó)“碳中和”框架路線圖出爐

拿出一張路線圖，來(lái)解決碳達(dá)峰碳中和的實(shí)現(xiàn)路徑問(wèn)題。

雙碳目標(biāo)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涵蓋學(xué)科領(lǐng)域廣、時(shí)間跨度長(zhǎng)，需要統(tǒng)籌考慮經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，能源消費(fèi)總量，能源結(jié)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，區(qū)域發(fā)展，生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的階段目標(biāo)。只有通過(guò)科學(xué)論證，才能形成一套切實(shí)可行的方案。

中國(guó)科學(xué)院瞄準(zhǔn)爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)中國(guó)“碳中和”框架路線圖。在論壇中， 中國(guó)科學(xué)院院士、全國(guó)人大常委會(huì)副委員長(zhǎng)丁仲禮發(fā)表了名為《中國(guó)“碳中和”框架路線圖研究》，進(jìn)一步闡釋了具體細(xì)節(jié)。

丁仲禮

“碳中和”看似很復(fù)雜，但概括起來(lái)就是能源供應(yīng)端、能源消費(fèi)端、人為固碳端“三端發(fā)力”體系。

“三端發(fā)力”體系第一端是能源供應(yīng)端，盡可能用非碳能源替代化石能源發(fā)電、制氫，構(gòu)建“新型電力系統(tǒng)或能源供應(yīng)系統(tǒng)”；第二端是能源消費(fèi)端，力爭(zhēng)在居民生活、交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑等絕大多數(shù)領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)電力、氫能、地?zé)?、太?yáng)能等非碳能源對(duì)化石能源消費(fèi)的替代；第三端是人為固碳端，通過(guò)生態(tài)建設(shè)、土壤固碳、碳捕集封存等組合工程去除不得不排放的二氧化碳。

丁仲禮院士明確這張路線圖的一大核心——技術(shù)為王，未來(lái)必要建立一個(gè)完整的、強(qiáng)大的技術(shù)支撐體系。結(jié)合“三端發(fā)力”的體系特性，簡(jiǎn)言之，路線圖就是選擇合適的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)“減碳、固碳”，逐步達(dá)到“碳中和”。

“碳中和”過(guò)程既是挑戰(zhàn)又是機(jī)遇，其過(guò)程將會(huì)是經(jīng)濟(jì)社會(huì)的大轉(zhuǎn)型，是一場(chǎng)涉及廣泛領(lǐng)域的大變革。在平行論壇中，丁仲禮院士詳細(xì)分享了多項(xiàng)報(bào)告重點(diǎn)，與其說(shuō)是報(bào)告重點(diǎn)，不如說(shuō)是實(shí)現(xiàn)碳中和過(guò)程中會(huì)遇到的考驗(yàn)。

科技界需要如何轉(zhuǎn)變思維方式：擁有原始創(chuàng)新的能力與顛覆性技術(shù)的能力變得格外重要，而擁有能力之前需要先擁有創(chuàng)新意識(shí)和思維方式；

要提升風(fēng)險(xiǎn)的偏好，針對(duì)未來(lái)的需求主動(dòng)開(kāi)展有較高失敗風(fēng)險(xiǎn)的探索，敢于探索不怕失??；

無(wú)論是科學(xué)院、企業(yè)還是其他機(jī)構(gòu)，如何把全部的力量組織起來(lái)，促使整個(gè)國(guó)家的研發(fā)能力成為一盤(pán)有序的棋局，為產(chǎn)業(yè)的落地提供支撐，服從國(guó)家的需求；

73站（占比約38%）累積降水量超過(guò)500毫米，最大新密白寨875毫米，鄭州市的鄭州、登封、新密、滎陽(yáng)、鞏義五站日降水量超過(guò)有氣象記錄以來(lái)極值。

未來(lái)關(guān)于碳中和的研究經(jīng)費(fèi)以及企業(yè)投入必然不少，如何更好地統(tǒng)籌協(xié)調(diào)相關(guān)資金成為關(guān)鍵；

組建技術(shù)聯(lián)盟，頭部企業(yè)牽頭提出需求，大學(xué)和科研院所共同承擔(dān)攻堅(jiān)任務(wù)，為產(chǎn)業(yè)落地提供支撐；

重視國(guó)際合作，國(guó)際共識(shí)，但也不可忽視國(guó)際博弈與國(guó)家利益；中國(guó)要在“固碳量”“中和程度”上爭(zhēng)取話語(yǔ)權(quán)，在核心問(wèn)題上要有自己的結(jié)論；

要同鄉(xiāng)村振興相結(jié)合，重視貧困地區(qū)的碳匯潛力；

記好一本收支問(wèn)題，雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)獲取和合理的計(jì)算方法。

提出一批新理論

“一盤(pán)棋式”組織全國(guó)研發(fā)力量

有了路線圖，接下來(lái)就是需要與之匹配的理論支撐。

提出一批新理論，突破降碳固碳的原理問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)需要在新能源、新材料等領(lǐng)域催生變革新創(chuàng)新，迫切需要通過(guò)跨學(xué)科、綜合交叉和前沿研究探索，解決一些最根本的科學(xué)問(wèn)題，搞清楚其中的過(guò)程機(jī)理與調(diào)控機(jī)制，為技術(shù)變革提供堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)。

中國(guó)工程院院士、中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)謝克昌在《系統(tǒng)認(rèn)識(shí)雙碳戰(zhàn)略，科學(xué)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)》中提出了對(duì)于科學(xué)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的思考和建議。

第一是要開(kāi)展碳減排措施性能評(píng)價(jià)。第二是要建立“雙碳”技術(shù)分類評(píng)價(jià)體系。第三是要構(gòu)建碳足跡精確核算方案與平臺(tái)。

謝克昌

第四是要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，為全國(guó)一盤(pán)棋、全省已排起提供依據(jù)。針對(duì)我國(guó)地域差異大，發(fā)展不平衡的現(xiàn)狀，建立泛能源大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，挖掘全空間高分辨碳排放圖譜、能源生態(tài)鏈圖譜、經(jīng)濟(jì)圖譜、民生圖譜、生態(tài)環(huán)境圖譜，探索建立碳排放綜合模型。

第五是要尊重客觀規(guī)律合理引導(dǎo)碳排放。第六是要堅(jiān)持共區(qū)三原則，強(qiáng)化碳排放責(zé)任劃分。第七是要加強(qiáng)能源與智能技術(shù)深度融合，全面智慧發(fā)展。第八是要警惕減碳過(guò)程中可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所所長(zhǎng)劉中民也持有類似的看法。“我們要堅(jiān)持全國(guó)一盤(pán)棋，調(diào)動(dòng)各方面積極性，打破行業(yè)壁壘來(lái)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和。科技創(chuàng)新對(duì)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和至關(guān)重要?！?/p>

劉中民

“碳達(dá)峰碳中和，對(duì)我們國(guó)家確實(shí)是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)?！眲⒅忻裉寡?。但是，挑戰(zhàn)里也有機(jī)遇。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，是我國(guó)新一輪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)的機(jī)會(huì)。

“如果我們抓住機(jī)遇，把我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)和工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整到位，我相信我們將比西方發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)結(jié)構(gòu)更先進(jìn)更合理。”

中科院院士、中科院地理所研究員于貴瑞也強(qiáng)調(diào)了全體努力的重要性：“中國(guó)的陸地和海洋在碳匯當(dāng)中發(fā)揮了重大作用，未來(lái)還有潛力。對(duì)于生態(tài)環(huán)境建設(shè)和固碳任務(wù)，要給予高度重視，要有政策的投入、科技的保證，還要有廣大14億人民的共同參與?！?/p>

于貴瑞

中科院院士、中科院過(guò)程工程所所長(zhǎng)張鎖江在談到工業(yè)過(guò)程碳中和發(fā)展路徑分析與思考時(shí)表示：碳中和目標(biāo)將倒逼我國(guó)的能源及產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命，遵循新的理論指導(dǎo)。

張鎖江

而具體到某個(gè)行業(yè)中，中國(guó)建材集團(tuán)科技管理部部長(zhǎng)郅曉在主題演講《建材產(chǎn)業(yè)碳排放現(xiàn)狀與發(fā)展路徑》中分享到，圍繞工藝特點(diǎn)，水泥生產(chǎn)過(guò)程中第一大的二氧化碳排放源就是碳酸鹽的分解，第二大就是燃料的燃燒消耗，第三就是電力消耗。

這些特質(zhì)也倒逼水泥行業(yè)深研低碳方式與理論，水泥行業(yè)要設(shè)定科學(xué)碳減排路徑，制定碳達(dá)峰路線圖，必定要由龍頭企業(yè)來(lái)帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展。

郅曉先生表示這需要我們開(kāi)發(fā)我們的低碳的水泥技術(shù)，原料替代技術(shù)，替代燃燒技術(shù)，氫能煅燒技術(shù)，能效提升技術(shù)，還有利用綠電技術(shù)。

技術(shù)為王找出碳中和科技“最優(yōu)解”

碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)將激發(fā)革命性應(yīng)用場(chǎng)景，需要充分利用材料、能源、信息、化學(xué)化工、生態(tài)等領(lǐng)域的科研成果，對(duì)電力、交通、建筑、化工等產(chǎn)業(yè)進(jìn)行綠色再造，攻克一批關(guān)鍵核心技術(shù)，研制一系列相關(guān)設(shè)備與產(chǎn)品。

作為“三端發(fā)力”之一的能源供應(yīng)端，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，助推能源綠色轉(zhuǎn)型是技術(shù)的主要發(fā)力方向。

中國(guó)工程院院士、全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司院長(zhǎng)湯廣福表示，要推動(dòng)電力能源清潔化、電力能源柔性化、電力系統(tǒng)數(shù)字化、電力系統(tǒng)電子電力化。

湯廣福

電力系統(tǒng)將率先實(shí)現(xiàn)“碳中和”，電力系統(tǒng)的二氧化碳排放總量預(yù)計(jì)可在2025年左右達(dá)峰（約45億噸），通過(guò)電源的清潔化替代，2030年之后電力系統(tǒng)碳排放將快速下降，到2050年基本實(shí)現(xiàn)凈零排放。

2020年，我國(guó)火電發(fā)電量占比71.2%，仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。未來(lái)火電占比仍比較高，預(yù)計(jì)2030年和2050年占比分別為52%和20%，必須發(fā)揮火電能源保障的基石作用，大力發(fā)展火電的清潔化。

而構(gòu)建新能源為主體的新型電力系統(tǒng)則是面向未來(lái)的布局。中國(guó)工程院院士、中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)杜祥琬表示要大力發(fā)展非化石能源，逐步減少化石能源，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力體系。

杜祥琬

“概括來(lái)說(shuō)就是把縱向的發(fā)、輸、變、配、用和‘源網(wǎng)荷儲(chǔ)’協(xié)調(diào)規(guī)劃，橫向多能互補(bǔ)，發(fā)展多種類型的商業(yè)化儲(chǔ)能技術(shù)，同時(shí)調(diào)動(dòng)各種靈活性資源，就可以完成這樣一個(gè)新的電力系統(tǒng)。

我們國(guó)家還有非常豐富的可再生能源資源，比如生物質(zhì)能、地?zé)崮?，還有海洋能、太陽(yáng)能熱利用、固廢能源化等，這些是我們國(guó)家能源資源的重要構(gòu)成部分?！?/p>

杜祥琬院士稱，目前我們國(guó)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)的太陽(yáng)能、風(fēng)能還不到技術(shù)可開(kāi)發(fā)量的十分之一，所以資源基礎(chǔ)是豐富的，而可再生能源資源的利用也是可以自己掌控的。

而落到具體實(shí)施時(shí)，大比例的風(fēng)電和光電給電網(wǎng)帶來(lái)很大的問(wèn)題，主要問(wèn)題是風(fēng)電光電與用電規(guī)律完全不同步，中間缺少儲(chǔ)能調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。沒(méi)有儲(chǔ)能調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，電力系統(tǒng)便不能運(yùn)行，這是發(fā)展新型電力系統(tǒng)過(guò)程中最主要的矛盾之一，也是瓶頸。

中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心主任江億在《建設(shè)主動(dòng)式充電網(wǎng)，助力新型電力系統(tǒng)的建設(shè)》演講中表示目前，新能源汽車是突破瓶頸時(shí)可操作、可執(zhí)行的方向。

江億

中國(guó)現(xiàn)在有2.4億輛私人汽車，二、三十年后很可能變成3億輛私人小汽車，如果這3億輛私人汽車全部變成純電汽車，每輛車至少有50度電的電池容量，3億輛電動(dòng)車就是150億度電，而全年總的風(fēng)電、光電的發(fā)電量大概是8萬(wàn)億度，平均一天是270億度電，如果電動(dòng)車能夠調(diào)平150億度電，便基本解決了風(fēng)電光電的變化與用電規(guī)律二者不同步、不一致的問(wèn)題。因此，新能源汽車的發(fā)展對(duì)未來(lái)新型電力系統(tǒng)的建設(shè)有著巨大作用。

有了電動(dòng)車，還必須有合適的充電樁網(wǎng)絡(luò)才能使電動(dòng)車的電池真正發(fā)揮其儲(chǔ)能作用。目前搭建的充電樁是“即插即充”方式，不能根據(jù)電網(wǎng)的電力平衡關(guān)系決定充電與否和充電功率，因此不能滿足這一需求，必須建立全新的主動(dòng)式充電樁系統(tǒng)，由充電樁控制是否充電和充電功率。

新能源電動(dòng)車離不開(kāi)氫能電池的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

根據(jù)北京市發(fā)布的氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2023年，北京市氫燃料電池汽車以及燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，用氫量約為每天50噸，2025年將達(dá)到每天135噸，氫能源的發(fā)展空間大有可為。燕山石化將再增每小時(shí)3萬(wàn)標(biāo)的的氫氣提純能力，切實(shí)把握氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的窗口期。

中國(guó)石化加快構(gòu)建“一基兩翼三新”產(chǎn)業(yè)格局，把氫能作為公司新能源業(yè)務(wù)主要發(fā)展方向，明確提出把燕山石化建設(shè)成為科技先導(dǎo)型氫能發(fā)展領(lǐng)軍企業(yè)和新材料研發(fā)生產(chǎn)領(lǐng)軍企業(yè)。

中國(guó)石化燕山石化公司董事長(zhǎng)李剛表示面對(duì)能源格局的變化，行業(yè)形勢(shì)的變革，燕山石化將以綠色、創(chuàng)新為轉(zhuǎn)型發(fā)展的方向，遇先機(jī)，開(kāi)新局，致力打造清潔高效油品生產(chǎn)基地，高性能合成材料研發(fā)和生產(chǎn)基地，高性能模產(chǎn)業(yè)基地，氫能產(chǎn)業(yè)示范基地，四個(gè)基地的產(chǎn)業(yè)格局，為石化行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展闖出一條新路子。

在雙碳愿景提出的當(dāng)下，CCUS這個(gè)詞頻頻被提及，發(fā)改委甚至認(rèn)為它或是實(shí)現(xiàn)碳中和必然選擇。CCUS的中文意思是碳捕集、利用和封存。看不見(jiàn)摸不著的二氧化碳如何捕捉？二氧化碳真的能資源化利用，變廢為寶嗎？

中科院上海高等研究院副院長(zhǎng)魏偉在論壇中解析碳中和愿景下CCUS的作用和貢獻(xiàn)時(shí)，給出了五大定位：一是在碳中和愿景下實(shí)現(xiàn)目前該部分化工能源凈零排放的唯一技術(shù)途徑；二是和電力系統(tǒng)結(jié)合在一起的科技手段；三是對(duì)工業(yè)體制來(lái)說(shuō)，難減排行業(yè)實(shí)現(xiàn)凈零排放的技術(shù)方案；四是未來(lái)能源體系和化工工業(yè)流程提供綠碳的主要來(lái)源；五是負(fù)碳化的托底技術(shù)。

除此之外，實(shí)現(xiàn)碳中和需要集合多領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)，全國(guó)企學(xué)研共同下好一盤(pán)棋。

Edwin Diender

華為企業(yè)BG全球能源業(yè)務(wù)部首席創(chuàng)新官Edwin Diender提出可以為能源的變革插上數(shù)字化和人工智能的翅膀，華為通過(guò)數(shù)字化技術(shù)為很多電力公司提升他們的每日運(yùn)營(yíng)效率及能耗。

聚變實(shí)現(xiàn)給人類文明帶來(lái)了巨大變化。

中科院等離子體物理研究所所長(zhǎng)宋云濤在《我國(guó)磁約束核聚變發(fā)展及其對(duì)未來(lái)碳中和的作用與貢獻(xiàn)》主題演講中提到，聚變電站經(jīng)濟(jì)性越來(lái)越高。聚變堆除了發(fā)電以后還可以制氫，還可以實(shí)現(xiàn)海水的淡化，對(duì)我國(guó)未來(lái)能源碳中和將做出貢獻(xiàn)。

同時(shí)，關(guān)于實(shí)現(xiàn)碳中和，目前公眾更多瞄準(zhǔn)的是人為減排措施，事實(shí)上地球系統(tǒng)本身的動(dòng)態(tài)變化也如容忽視，碳循環(huán)關(guān)乎四大圈層：人類圈、生物圈、海洋圈和巖石圈。自然的碳匯變化也是非常大的，如果只講人為減排，是不完整的。

中科院大氣物理所碳中和中心主任劉毅建議，將“天空地一體化”觀測(cè)和地球系統(tǒng)預(yù)測(cè)結(jié)合，綜合規(guī)劃碳中和路徑。用衛(wèi)星探測(cè)加地面探測(cè)結(jié)合，是國(guó)際上正在興起、即將大規(guī)模推開(kāi)的觀測(cè)評(píng)估方式。