對我國碳達峰行動方案的思考之三：關于創(chuàng)新驅動（上）

大氣網(wǎng)訊:三國演義中講過一個故事：曹操手下將軍進行射箭比賽，其中的一位得了第一名，身披曹操賞賜的“紅色披風”，耀武揚威地騎馬前行。這時，碰到一位挑擔賣油的老頭。老頭對年輕將軍說，你“百步穿楊”功夫了得，但也沒有什么了不起的，只是“雕蟲小技”而已。你看，我能把油桶的油倒到口很小的油壺里。說著，老人端起油桶，將油一點不灑地倒在口很小的油壺里了。年輕將軍看得“口瞪目呆”，收起了“趾高氣昂”的神情。這個故事的真假無從考證。其中，只是揭示了一個“熟能生巧”的道理。技術，技巧，技能，是從不同角度對技術的解釋。教練員教運動員的是技術，運動員完成一個項目是技能，也就是技術的應用；技術需要研究開發(fā)，技能需要熟練運用。兩者相輔相成，相得益彰。而今，碳中和技術研發(fā)和運用，已經(jīng)成為世界各國的競技場。

一、碳減排技術研發(fā)和應用的國際經(jīng)驗

碳達峰、碳中和，成為世界各國應對全球氣候變化的共同行動，不是讓人民群眾回到“面朝黃土背朝天”的農(nóng)耕社會，本質上是能源生產(chǎn)、消費和科技革命，是要依靠技術進步和創(chuàng)新，更多地利用太陽能、風能等可再生能源，支撐人民群眾生活水平和生活質量不斷提升的需要，支撐人類社會的可持續(xù)發(fā)展。

1990年，聯(lián)合國啟動了政府間全球氣候變化談判，1992年通過《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，1997年通過《京都議定書》，2015年達成《巴黎協(xié)定》。在這樣的大背景下，發(fā)達國家先后實現(xiàn)了碳達峰，技術進步和創(chuàng)新是背后的重要原因，而能源轉型成為碳達峰、碳中和目標實現(xiàn)的最重要因素。

能源關乎人類社會的全面發(fā)展，能源發(fā)展關乎國家政策制定和企業(yè)戰(zhàn)略謀劃，能源科技深刻影響能源格局，科技決定能源的未來，科技創(chuàng)造未來的能源。國際組織、各國政府十分重視能源科技的發(fā)展，制定能源戰(zhàn)略計劃，如美國的《全面能源戰(zhàn)略》、歐盟的《2050能源技術路線圖》、日本的《面向2030年能源環(huán)境創(chuàng)新戰(zhàn)略》等。

國際組織的相關研究報告表明，科技創(chuàng)新是實現(xiàn)碳中和目標的重要支撐。能源轉型委員會（ETC）發(fā)布報告，對實現(xiàn)零碳經(jīng)濟各領域主要技術發(fā)展時間節(jié)點進行了綜述與規(guī)劃?？沙掷m(xù)發(fā)展解決方案網(wǎng)絡（SDSN）與意大利馬特艾基金會（FEEM）2019年發(fā)布各國到21世紀中葉脫碳的路徑研究，梳理了電力、交通、建筑與工業(yè)的主要技術及2025年、2050年發(fā)展目標，為各國制定脫碳規(guī)劃提供支撐。國際能源署（IEA）長期開展減排技術評估，發(fā)布了一系列技術路線圖，在2020年度能源技術展望報告中，對全球2070年實現(xiàn)凈零排放情景時各部門技術情況進行分析，討論了難減排部門并評估了433項減排技術的重要性、成熟度。通過分別對低碳發(fā)電、電力基礎設施、交通運輸用電、工業(yè)用電、建筑物用電、燃料轉化用電等技術的梳理分析，認為光伏發(fā)電技術已經(jīng)基本成熟，可以走向市場；智能充電技術還需要進一步研發(fā)、競爭，才能推向市場。IEA2021年報告顯示，2050年實現(xiàn)凈零排放的關鍵技術，50%尚未成熟，需要進一步研發(fā)提升，可見走向技術依賴型的經(jīng)濟發(fā)展模式對科技創(chuàng)新的需求更加迫切。

美國雖然退出《京都議定書》，對二氧化碳減排技術研發(fā)并沒有停止。2007年的《低碳經(jīng)濟法案》成為未來發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，要求改造傳統(tǒng)高碳產(chǎn)業(yè)，注重低碳技術創(chuàng)新，利用市場機制推動企業(yè)減碳。2009年，美國眾議院通過《清潔能源安全法案》，內(nèi)容包括以總量限額為基礎的碳市場交易，創(chuàng)造數(shù)百萬個就業(yè)崗位以推動美國經(jīng)濟復蘇，降低對國外石油的依存度，保障能源安全等。2020年發(fā)布《清潔能源革命和環(huán)境正義計劃》，將液體燃料、低碳交通、可再生能源發(fā)電、儲能等列為重點方向，明確技術發(fā)展目標，并將加大投入。

2019年12月，歐盟委員會發(fā)布《歐洲綠色協(xié)議》，提出綠色發(fā)展戰(zhàn)略的總體框架。為實現(xiàn)2050碳中和目標，歐盟2019年頒布《歐洲綠色新政》，明確了能源、工業(yè)、建筑、交通、消費等領域的技術需求，圍繞需重點突破與推廣核心技術，通過加大“地平線”項目投入等方式支持技術創(chuàng)新。

2019年5月，德國成立退出煤炭委員會，制定了最遲到2038年逐步退出燃煤發(fā)電的計劃。2019年9月20日，德國聯(lián)邦政府內(nèi)閣通過《氣候行動計劃2030》，2019年11月15日在德國聯(lián)邦議院通過《德國聯(lián)邦氣候保護法》，確定了到2030年溫室氣體排放比1990年減少55%，到2050年實現(xiàn)凈零排放的中長期減排目標。在2021年5月6日第十二屆彼得斯堡氣候對話視頻會議上默克爾總理表示，德國實現(xiàn)凈零碳排放即“碳中和”時間，將從2050年提前到2045年。

英國將低碳經(jīng)濟作為能源發(fā)展戰(zhàn)略目標，《英國綠色金融戰(zhàn)略》提出發(fā)展綠色金融的路線圖。英國氣候變化委員會（UKCCC）發(fā)布系列報告，圍繞碳中和的技術需求，提出供熱、工業(yè)、交通等領域的技術發(fā)展目標和路徑，為英國整體實現(xiàn)凈零排放提供技術支持。

日本2004年啟動“面向2050年低碳社會情景”研究，提出到2050年建成低碳社會的目標和具體對策，包括制度、技術及生活方式等方面的轉變。2007年發(fā)布《日本低碳社會情景：2050年的CO2排放在1990年水平上減少70%的可行性研究》；2008年發(fā)布《面向低碳社會的十二大行動》，涵蓋綠色建筑、物流包裝、城市步行設計、低碳電力、低碳商標等方面的內(nèi)容，含一系列的技術措施、改革目標及激勵政策。2017年，日本向《聯(lián)合國氣候變化框架公約》秘書處提交文件，提出到2050年將在2010年的基礎上減排80%。2020年12月發(fā)布《綠色增長戰(zhàn)略》，提出海上風電、電動車、氫能源、航運業(yè)、航空業(yè)、住宅建筑等14個重點領域深度減排的技術路線圖、技術發(fā)展目標和主要措施等。

沒有哪個國家能夠在能源問題上獨善其身。隨著信息技術在能源領域中的應用，“數(shù)字化”技術更逐步打破了不同能源品種間的壁壘，也將成為未來的一大發(fā)展趨勢。美國學者杰里米·里夫金在《第三次工業(yè)革命》著作中，提出能源互聯(lián)網(wǎng)愿景，引發(fā)廣泛關注。

在“技術為王”的時代，獲取能源資源的成本是決定成敗之關鍵，發(fā)展低成本技術是重要趨勢。低碳化、多元化、分散化、數(shù)字化和全球化將是未來能源發(fā)展的主要方向。美國能源信息署預測，美國2022年后投產(chǎn)的風電和太陽能發(fā)電項目的LCOE都將低于燃氣發(fā)電。

氫能作為二次能源在能源轉型中的重要性，很多國家都高度重視，把氫能源產(chǎn)業(yè)提升到國家戰(zhàn)略高度，制定氫能發(fā)展戰(zhàn)略，出臺扶持政策。一旦借助石墨烯、納米超材料等新材料的電解制氫技術取得重大突破，氫燃料大規(guī)模甚至完全替代化石燃料將是有可能的。

核聚變能是理想的能源，主要有2種技術方案：磁約束核聚變（MFC）和慣性約束核聚變（IFC）。國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃、美國國家點火裝置（NIF）、美國懸浮偶極子試驗裝置（LDX）、美國Z-IFE裝置、美國LawrencevillePlasma Physics研究項目、美國FRX-L研究項目、加拿大通用聚變、歐洲高功率激光能源研究（HiPER）計劃和德國 Wendelstein 7-X等。

能源科技國際合作廣泛，一個典型案例是投資100億美元的國際熱核聚變實驗堆合作項目（ITER），中國2007年加入ITER計劃，推動核聚變科學技術的國內(nèi)研究?，F(xiàn)完成了聚變工程實驗堆（CFETR）概念設計，正進行工程設計。中國環(huán)流器二號A裝置（HL-2A）和全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）等大科學裝置先后建成。HL-2A在國內(nèi)首次實現(xiàn)了偏濾器位形放電、高約束模式運行。2017年7月，EAST在世界上首次實現(xiàn)5000萬度等離子體持續(xù)放電101.2秒的高約束運行，創(chuàng)造了磁約束核聚變研究新紀錄。

本人在2008年后，系統(tǒng)總結過國外出臺相關法規(guī)、政策，促進低碳技術研發(fā)運用的做法和經(jīng)驗，被人民大學復印資料作為“卷首語”在2009年12期轉發(fā)。時過境遷，12年之后國內(nèi)外應對氣候變化的形勢發(fā)生很大變化，我國應對氣候變化的立場也由“被動應付”轉變?yōu)椤爸鲃右I”。真正能夠擔當“引領”的角色，賦予了科技工作者的新使命，需要我們砥礪前行，久久為功。

延伸閱讀：

對我國碳達峰行動方案的思考之一：關于頂層設計

對我國碳達峰行動方案的思考之二：關于框架內(nèi)容