中科院院士邹才能：新能源在碳中和中的地位与作用

 

　　减少碳排放，实现碳中和的对策可以分为碳替代、碳减排、碳封存、碳循环4种主要途径。

 

　　碳替代主要包括用电替代、用热替代和用氢替代等。用电替代是利用水电、光电、风电等“绿电”替代火电，用热替代是指利用光热、地热等替代化石燃料供热，用氢替代是指用“绿氢”替代“灰氢”。

 

　　碳减排主要包括节约能源和提高能效。在建筑行业主要以提高电器和设备能效、房屋外加太阳能光伏等为主，开发新型的水泥和钢材等材料、减少水泥和钢材的隐含碳排放量等；在交通行业主要以使用更高效的动力系统和更轻的材料等为主。从源头减少“黑碳”的排放量。

 

　　碳封存是指将大型火力发电、炼钢厂、化工厂等产生的二氧化碳收集后，运输至合适场所，利用技术手段长时间与大气隔离封存。地质封存是碳封存的主要形式，封存场所主要为油气藏、地下深部咸水层和废弃煤矿等。未来油田、气田采完后，应用已有地面与地下设施，进行二氧化碳库封存，可能是主要举措。通过技术减少大气圈中的“黑碳”数量。

 

　　碳循环包括人工碳转化和森林碳汇。人工碳转化是指利用化学或生物手段将二氧化碳转化为有用的化学品或燃料，包括二氧化碳合成甲醇、二氧化碳电催化还原制备CO或轻烃产品（C1—C3）等。森林碳汇是指植物通过光合作用将大气中的二氧化碳吸收并固定在植被与土壤中，减少大气中二氧化碳浓度。发挥“灰碳”可再利用的作用。

 

　　针对碳替代、碳减排、碳封存、碳循环4种主要碳中和对策，依据技术成熟度或与常规化石能源价格的竞争性，预测2020—2050年全球碳中和目标下二氧化碳减排趋势（见图3）。2020—2030年，二氧化碳减排速度相对较慢，主要原因是新能源的价格优势尚未显现，未能实现大规模应用，且碳封存技术尚未成熟。2030—2050年，随着相关技术的成熟，新能源成本可与化石能源竞争，新能源项目快速推广落地，二氧化碳排放大幅度下降。碳封存技术达到推广应用要求，为碳中和做出主要贡献。总体看，碳替代将成为碳中和进程中的中坚力量，预测到2050年，贡献率占全球碳中和的47%，碳减排、碳封存和碳循环贡献率分别占21%、15%和17%。

 

　　

　　图3 2020—2050年4种途径对全球碳中和的贡献