抓住实现碳中和的历史机遇 探索碳达峰的科学解决方案

文章来源:消费日报碳交易网2021-02-02 22:43

抓住实现碳中和的历史机遇 探索碳达峰的科学解决方案
——访原中共中央政策研究室副主任、第十一届全国政协经济委员会副主任郑新立
 
  问:2020年底召开的中央经济工作会议,把“做好碳达峰、碳中和工作”列为2021年八项重点任务之一。为什么要把这项工作作为今年全年的重要任务?
 
  郑新立:气候变化是人类面临的全球性问题,随着二氧化碳排放的增加,温室气体带来地球表面温度升高,海平面上升,对地球生命系统形成威胁。为了保护人类共同家园,世界各国通过巴黎协议承诺减排温室气体。我国承诺到2030年碳排放达到峰值,2060年实现碳中和,充分体现了大国担当,在世界上引起强烈反响,一些国家开始跟进。
 
  实现碳中和目标,需要采取一系列强有力的措施,包括采用零碳能源、负碳能源、植树、节能减排等各种方式。碳中和是一个综合性指标,涉及国民经济各个部门和社会再生产全过程。围绕实现碳中和,能够带动经济社会绿色转型和高质量发展,对实现“十四五”和未来长远发展目标都具有重要意义。
 
  当前,我国光伏、风电、水电等可再生能源占比不断扩大,对替代化石能源发挥着越来越重要的作用。但是,清洁能源和再生能源的占比仍然较低。2019年可再生能源发电量占全部发电量的比重为27.9%,要在短时间内大幅度降低化石能源占比和碳排放,面临着许多难题。
 
  近十年来,在基础科学领域出现一个重大突破即等离激元效应。欧美国家在2005年前后就开始运用这一理论进行零碳能源生产的探索,近两年成为应用技术研究的热点。中国一些科研院所和科创公司也先后进入这一领域。简要原理是,某些金属纳米颗粒在光线照射下,其尖端或边缘会产生光能集聚效应,局部能量可提升100倍以上。利用这种能量集聚效应,可把二氧化碳和水分子分解为碳、氧、氢离子,其中碳离子和氢离子组合,生成碳氢化合物,长链化合物为汽油和其他化工产品,短链化合物为天然气。这就等于人工复制了光合作用。据测算,用9平方公里的荒地,通过人工光合作用,即可年产40万吨油气。由于生产过程需要消耗空气中的二氧化碳,消费过程中碳又回到大气中,整个能源生产消费过程可实现碳的零排放。这对于实现碳中和目标无疑将具有决定性意义。
 
  问:2020年底国办发布的《新时代的中国能源发展》白皮书中提出:推动能源技术革命,带动产业升级。深入实施创新驱动发展战略,构建绿色能源技术创新体系,全面提升能源科技和装备水平。加强能源领域基础研究以及共性技术、颠覆性技术创新,强化原始创新和集成创新。您是否认为等离激元碳中和技术符合以上标准?
 
  郑新立:评判一项新的能源技术的价值,要从技术的先进性、成熟程度以及技术推广应用后的经济效益、社会效益和生态效益来全面考量。
 
  等离激元效应源于纳米领域基础理论的突破,使得低成本转化二氧化碳成为可能。它的颠覆性和先进性在于人工复制光合作用不再是梦想。欧美大学的实验室从10年前就开始研究用这个技术生产天然气、汽油、合成氨等,但尚未取得工业化成果。
 
  目前,我国年轻科学家团队已经在该项研究中走在了世界前列,并在七台河大唐电厂基本完成了热路径工业化实验,知识产权占据世界前沿。该技术属于原始创新,也是颠覆性创新。该技术分为热路径和光路径两个途径。热路径是利用工业废热废气,把二氧化碳转化为汽油、天然气、合成氨等产品。光路径是利用太阳能和碳捕捉技术,把二氧化碳转化为汽油、天然气等能源化工产品。等离激元碳中和技术集合了纳米技术、材料技术、表面科学等诸多领域的前沿技术,使汽油的规模化生产成本能降低到每吨1000元左右,每吨生产能力约需投资1万元左右。这将引发一场真正的能源革命,对人类社会产生重大而深远的影响。
 
  问:生态环境部不久前公布了《碳排放权交易管理办法(试行)》规定; 2021年起,全国碳市场发电行业第一个履约周期正式启动,2225家发电企业将分到碳排放配额;钢铁、水泥、化工等行业“十四五”将纳入碳排放权交易市场。您认为等离激元技术推广应用,将为我国实现碳中和目标提供怎样的解决方案?
 
  郑新立:实现碳达峰、碳中和目标,需要科学技术的创新。这不单是能源转型,而且是碳转型,是经济转型。如果没有经济可行的新技术的推广,仅靠专项资金、补贴等方式,将会推高社会综合成本,增加各级政府、企业和民生的压力。
 
  如果在煤电、钢铁、水泥、化工、电解铝、造纸等高耗能行业中,逐步推广等离激元技术,利用其排放的废热废气,生产零碳能源,将产生极其可观的经济、社会、生态效益,为经济绿色转型和高质量发展提供强有力的支撑。
 
  此外,我国有着十分丰富的太阳能资源,三分之二的国土面积年日照小时数在 2200 小时以上。实现碳中和目标,必须利用太阳能资源。等离激元技术的驱动99%以上的能源仅需直接太阳光照,不需配套电能,可大幅降低能源成本。
 
  希望国家相关部门、减排重点行业、能源行业、科研院所、市场资本等,积极参与到等离激元相关创新和推进中来,突破传统能源理念,实行多能互补、智能融合的能源利用新模式,尽快在等离激元技术各领域完成自主知识产权布局并广泛应用,为提前实现碳中和目标提供一种新的科学解决方案。

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