中国工程院院士贺克斌：碳中和是科技创新的竞争

近日，中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌在2024能源环境服务产业年度峰会上表示，碳中和可能是改革开放四十年后对中国未来具有重大影响的一个大事件，实现碳达峰、碳中和将是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，技术创新是实现“双碳”目标的关键，要加快绿色低碳科技革命。

现阶段，中国在碳减排上仍面临困难。西方国家在提出减碳计划时，已进入工业化后期阶段，产业结构实现转型，高污染、高耗能、高碳排放行业已转移到发展中国家。而中国是高碳能源结构，化石能源比例和欧美比明显高出很多，虽然中国煤炭比例已经下降，但仍然是全球煤炭比例最高的国家之一。同时，中国是高碳产业结构，在全球产业链分工里，水泥、钢铁、石化这样高耗能的工业占中国整个产业的比例比较高，减排难度进一步加大。此外，中国是最大的发展中国家，目前仍处在中高速发展阶段，在这个过程中，减碳绝不是轻轻松松能够实现的。

贺克斌表示，减污降碳协同增效，要在时空协同、过程协同、区域联动、深度脱碳上优化路径，未来碳减排路径将是“五碳并举”。

第一，资源增效减碳，从能源需求上讲，达到同样的经济目标，将能源需求降到最低，减下来的碳就叫资源增效减碳。

第二，能源结构降碳，即大幅提升非化石能源比例，未来，中国的能源结构从以化石能源为主逐步走向以风、光为代表的新能源为主。

第三，地质空间存碳，当实现碳中和目标，中国以非化石能源为主的时候，仍然会保持一定比例的化石能源，它们产生的碳排放将会通过碳捕集、利用和封存来解决。

第四，生态系统固碳，通过各种生态建设的手段，使氧化碳的碳汇能力巩固和增加。这四个都是技术手段，什么样的技术在什么样的时空范围里应该优先使用。

第五个措施，即市场机制融碳可以发挥重要作用，碳市场会通过市场机制来推动各类技术更合理有效的利用。“五碳”一起发力是未来可能实现碳中和的基本路径。

国际能源署(IEA)给出技术评估，分别对低碳发电、电力基础设施、交通运输用电、工业用电、建筑物用电、燃料转化用电等技术做了梳理分析，低碳发电领域，像太阳能光伏发电等技术已经比较成熟，可以走向市场；在电力基础设施领域，智能充电等技术目前还需要进一步研发才能推向市场。IEA 2021年的最新报告显示在全球能源行业的路线图里，2050年实现净零排放的关键技术中，50%目前尚未成熟，需要进一步研发提升，可见走向技术依赖型的经济发展模式对科技创新的需求更加迫切。

“碳中和是科技创新的竞争，推动社会经济发展从资源依赖型走向技术依赖型。”贺克斌表示，全球风、光资源分布相对更均匀，谁能够更好地掌握抓取风、光资源，即开发出大规模应用风电、光伏电的领先技术，谁便获得了长期经济发展支撑能力的提升。

近年来，我国可再生能源进入大规模跃升发展阶段，推动电力领域逐步向清洁化、低碳化转变。贺克斌表示，在净零排放和碳中和目标驱动下，我国太阳能光伏、风力发电占比与装机容量将迅速提升。

据清华大学发布的报告《中国碳中和目标下的风光技术展望》预测，我国风光发电占比将从2020年的9.5%提升到2060年的80%。“半直驱技术结合了传统双馈和低速直驱技术的优点，又规避二者的缺点，在风电大型化、轻量化发展的趋势下成为下一个阶段发展的主流，市场份额已从2016年的1%逐步增长到2022年28.6%。”贺克斌说。我国在风光技术的研发和应用方面取得了显著的成效，陆上风电和光伏技术已经进入成熟应用阶段，海上风电和光热技术进入早期的示范应用阶段。此外，与欧美发达国家相比，我国风光装备生产具备成本较低、产业链较为完善的优势。

2024-2030年，是中国实现碳达峰的关键时期，也是电力结构改革的关键时期。预计 2030 年我国风光装机规模有望达到 2200 吉瓦至 2400 吉瓦。对此，贺克斌提出如下建议：

加速风光技术研发，推进光热商业化，提高效率并快速降低成本。全面推动风光制造业及电子芯片研发，实现关键零部件技术上的突破，平衡陆上风电、光伏与海上风电、分布式光伏的发展。

着力发展“风光 +”储能、制氢、短期预报等配套技术及平台，并展开风电、光伏与光热等多能源协同发展示范。推进跨区域电力传输和电网建设。制定智能短期风光发电预报技术和平台，通过增强地球系统建模、数据共享与资源投入，智能化处理风光发电波动性。

在生态环境方面，广泛开展风光发展对生态影响的研究，加速环境友好的新工艺、新材料研发，建立生态友好型风光利用技术。加强管理细则以降低集中式风光电站对生态环境的影响。提升风光材料回收技术，形成符合标准和规范的回收产业链。

完善风光发电的政策法规体系，推动化石燃料工业向可再生能源的过渡。制定更具激励性的补贴政策、强化环境标准以及建立碳交易制度等，促进风光行业的可持续和健康发展。建立更加灵活和市场化的机制，鼓励创新和竞争，以提高整个可再生能源行业的竞争力。

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