周杰：日本圈定“脫碳化”技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略重點(diǎn)方向

周杰：?本圈定“脫碳化”技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略重點(diǎn)?向2020年是《巴黎協(xié)定》開啟全球?候治理新階段之年。新年伊始，?本政府就頒布了《?新環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略》。這份新的應(yīng)對?候變化技術(shù)戰(zhàn)略涉及能源、?業(yè)、交通、建筑和農(nóng)林?產(chǎn)業(yè)等五?領(lǐng)域，共劃分為16?類，總計(jì)39項(xiàng)重點(diǎn)技術(shù)。這是?本針對去年6?向聯(lián)合國提交的長期低排放戰(zhàn)略所提出的?份技術(shù)創(chuàng)新?動路線圖。五?創(chuàng)新技術(shù)重點(diǎn)?本長期低排放戰(zhàn)略明確提出到2050年碳排放減少80%，并在本世紀(jì)的后半期盡早實(shí)現(xiàn)“脫碳化”?標(biāo)。所謂“脫碳化”是指溫室?體排放量降低為凈零或負(fù)值，包含“零碳化”和“負(fù)碳化”兩個范疇，?“低碳化”則是指將溫室?體排放量盡量降低到最低?平的概念。巴黎協(xié)定之后，?本明顯加快了“脫碳化”技術(shù)創(chuàng)新的步伐。2016年?本政府就出臺了《能源?新戰(zhàn)略》、《能源環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略》以及《全球變暖對策計(jì)劃》，分別制定了?向2030年和2050年的技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略。2017年提出了《氫能基本戰(zhàn)略》，確?了氫能發(fā)展的國家戰(zhàn)略；2018年發(fā)布了第5個《能源基本計(jì)劃》，提出能源轉(zhuǎn)型和脫碳化戰(zhàn)略的中長期能源發(fā)展規(guī)劃；2019年?連續(xù)出臺了《綜合技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略2019》、《氫能與燃料電池技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略》、《碳循環(huán)利?技術(shù)路線圖》、《節(jié)能技術(shù)戰(zhàn)略2019》等專項(xiàng)技術(shù)戰(zhàn)略，這?系列應(yīng)對?候變化的技術(shù)戰(zhàn)略清晰地構(gòu)劃出?本“脫碳化”技術(shù)創(chuàng)新的核?內(nèi)容及其發(fā)展?向。今年1?21?出臺的《?新環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略》就是?份旨在推動能源轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)“脫碳化”?標(biāo)的集?成技術(shù)路線圖，圈定了五?技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)（如圖1）。圖1：?本?新環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略重點(diǎn)技術(shù)?意圖第?、以?化?能源技術(shù)創(chuàng)新為核?構(gòu)建零碳電?供給體系。根據(jù)可再?能源要發(fā)展成為主?電源的既定?針，重點(diǎn)技術(shù)?標(biāo)為：光伏發(fā)電要實(shí)現(xiàn)柔性化、輕量化、?效化的?標(biāo)；利?超?溫、超?壓的地下?實(shí)現(xiàn)超臨界地?zé)岚l(fā)電；開發(fā)適?于嚴(yán)酷?然條件下的浮體式海上風(fēng)電技術(shù)等。其中光伏技術(shù)創(chuàng)新是重中之重，普及光伏發(fā)電可為全球減少碳排放70億t-CO?/年。研發(fā)?向是采?新材料（鈣鈦礦、Ⅲ‐Ⅴ族太陽能電池）、新結(jié)構(gòu)（新?代串聯(lián)式、量?點(diǎn)太陽能電池）、新形態(tài)（輕量化和曲?光伏，重量為現(xiàn)有產(chǎn)品的1/10），實(shí)現(xiàn)超?效率（轉(zhuǎn)換率達(dá)到35%以上）等。新?代光伏技術(shù)對于傳統(tǒng)光伏技術(shù)難以安裝的?樓墻?和窗戶、?房屋頂、汽車等移動物體可?幅普及利?，光伏發(fā)電將不再受占地制約，且可降低成本。另???，積極推動核能技術(shù)創(chuàng)新，特別注重提?輕?堆安全性的技術(shù)，同時研發(fā)新?代具備安全性、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動性的反應(yīng)堆，基本?針是堅(jiān)持與可再?能源協(xié)調(diào)發(fā)展，充分滿?制氫和供熱的新需求，并加強(qiáng)核廢料最終處置的后端技術(shù)開發(fā)。為加快核聚變技術(shù)研發(fā)，?本將積極參與國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃，完成點(diǎn)?加熱、遠(yuǎn)程運(yùn)維等主要設(shè)備的研發(fā)任務(wù)，重點(diǎn)利?新?代托卡馬克等離?體實(shí)驗(yàn)裝置“JT-60SA”進(jìn)?實(shí)驗(yàn)和開發(fā)，并研制從海?中回收?產(chǎn)核聚變?nèi)剂箱?屬的?法以及從鋰?屬中提取氚的?法，同時開發(fā)獨(dú)具?本特?的螺旋型裝置磁約束仿星器以及激光核聚變等技術(shù)。第?、以能源互聯(lián)?技術(shù)創(chuàng)新為基礎(chǔ)構(gòu)建智慧能源體系。清潔低碳?效的能源開發(fā)利?，離不開能源互聯(lián)?技術(shù)的建設(shè)和?撐。重點(diǎn)技術(shù)?標(biāo)為：加快建設(shè)數(shù)字化堅(jiān)強(qiáng)智能電?；利??數(shù)據(jù)、??智能和分布式能源管理技術(shù)創(chuàng)建智慧城市；通過共享經(jīng)濟(jì)和跨部門、跨領(lǐng)域、跨地區(qū)聯(lián)動措施?泛普及節(jié)能技術(shù)，促進(jìn)?們?作、?活和?為?式的向綠?化?向轉(zhuǎn)變。堅(jiān)強(qiáng)智能電?離不開新?代蓄電池技術(shù)、數(shù)字化控制技術(shù)以及?效電?電?技術(shù)的?撐。隨著電動汽車的市場普及和??例可再?能源的并?，車載動?電池和電?儲能電池技術(shù)的要求不斷提?，對能源密度、電極耐久性和安全性都提出了更?的要求，其中開發(fā)壽命長、容量?和成儲能電池技術(shù)的要求不斷提?，對能源密度、電極耐久性和安全性都提出了更?的要求，其中開發(fā)壽命長、容量?和成本低的電?儲能電池成為關(guān)鍵技術(shù)，蓄電池開發(fā)的重點(diǎn)鎖定在?鈷鋰離?電池、全固態(tài)電池以及氟化物電池、鋰硫電池、?屬-空?電池、鈉離?電池等新?代?次電池技術(shù)。當(dāng)前，傳統(tǒng)的硅基功率半導(dǎo)體器件及其材料已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿?不了電?、通信等?業(yè)對?頻、?溫、?功率、?能效、耐惡劣環(huán)境及?型化發(fā)展的需求，為此要加強(qiáng)對碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的新?代半導(dǎo)體材料和技術(shù)的研發(fā)。電?電?技術(shù)發(fā)展將?幅減少發(fā)電、輸電、配電和?電各個環(huán)節(jié)的線損，預(yù)計(jì)可為全球帶來每年減少14億噸?氧化碳排放的貢獻(xiàn)。此外，還要利?數(shù)字技術(shù)、信息通信技術(shù)，?象精準(zhǔn)預(yù)測技術(shù)等，開發(fā)?效實(shí)時調(diào)節(jié)電?供需平衡的技術(shù)，同時加強(qiáng)需求側(cè)管理，積極推?虛擬電?(VPP)和需求響應(yīng)(DR)技術(shù)的應(yīng)?和普及。第三、以氫能技術(shù)創(chuàng)新為突破構(gòu)建氫能社會體系。氫能貫穿于交通、?業(yè)、發(fā)電各個?業(yè)，推?利?氫能可為全球每年減少60億噸?氧化碳排放。?先，要建?和完善氫能產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建?整條從制備、儲運(yùn)到加注的完整供應(yīng)鏈，夯實(shí)建設(shè)氫能社會的基礎(chǔ)。為此，???重點(diǎn)開發(fā)壓縮、液化、有機(jī)氫化物、氨、儲氫合?等儲運(yùn)技術(shù)，到2050年?氫成本要降?20?元/Nm3，另???通過技術(shù)創(chuàng)新降低加注站建設(shè)成本，2050年前完成燃料電池交通?具加氫系統(tǒng)的?格化布局；其次，在發(fā)電領(lǐng)域開發(fā)低氮、?效、與氫燃料發(fā)電特性相匹配的燃燒器，開發(fā)防?逆?、燃燒振動和冷卻系統(tǒng)等與純氫燃料發(fā)電相關(guān)的技術(shù)；再次，在交通領(lǐng)域開發(fā)動?燃料電池相關(guān)技術(shù)，重點(diǎn)是盡可能減少鉑?催化劑?量，尋找鉑?替代催化劑。同時，為提?功率密度和耐久性、滿??負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，技術(shù)開發(fā)重點(diǎn)將鎖定觸媒、電解質(zhì)、膜電極和車載儲氫系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，動?燃料電池還將從車輛擴(kuò)展?船舶領(lǐng)域的應(yīng)?；最后在?商業(yè)領(lǐng)域，利?可再?能源制氫，可逐步擺脫?業(yè)?產(chǎn)對化?燃料的嚴(yán)重依賴。例如氫還原煉鐵法就是將現(xiàn)在使?的還原劑的部分焦炭置換成氫，從?減少?爐CO?的排放。隨著固定式燃料電池成本下降，發(fā)電效率（現(xiàn)已達(dá)64%以上）不斷提?，固體?分?型燃料電池(PEFC)的開發(fā)重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向?型化、?效化、?耐久性?向發(fā)展，?固態(tài)氧化物燃料電池(SOFC)重點(diǎn)技術(shù)?標(biāo)則是要提?功率密度、降低成本、縮短啟動時間、適?多樣化燃料、提?燃料利?率等。第四、以CCUS技術(shù)創(chuàng)新為?柱構(gòu)建碳循環(huán)再利?體系。CCUS技術(shù)具備實(shí)現(xiàn)?規(guī)模溫室?體減排和化?能源低碳利?的協(xié)同作?，成為全球應(yīng)對?候變化的重要技術(shù)選擇。為此，???要努?降低CO?分離回收的成本，到2050年碳捕集成本要降?1000?元/t-CO?。燃燒前捕集主要采?膜分離法技術(shù)，主要?于IGCC發(fā)電機(jī)組的碳捕集；燃燒后捕集主要采?固體吸附法，主要?于普通燃煤電?的碳捕集，對于不同排放源將開發(fā)不同的捕集技術(shù)和?法，?從空?中直接回收CO?技術(shù)(DAC)將成為未來技術(shù)創(chuàng)新的?個重點(diǎn)。另???以碳循環(huán)利?技術(shù)推動?氧化碳資源化利?。在交通領(lǐng)域，利???排放的CO??量繁殖培育微藻，再利?微藻制造?物質(zhì)燃料或合成燃料，以碳循環(huán)技術(shù)制造的燃料可實(shí)現(xiàn)汽油、航空油和船舶柴油的替代，全球?yàn)榇丝煞謩e減少碳排放60億、20億、26億t-CO?/年。在化?領(lǐng)域，利???光合成技術(shù)?產(chǎn)塑料制品，即利?CO?與??光合成的氫?作為原料?產(chǎn)化學(xué)品。?前，間歇反應(yīng)是化??產(chǎn)的主要?藝過程之?，?開發(fā)連續(xù)反應(yīng)的化??產(chǎn)?藝創(chuàng)新則可實(shí)現(xiàn)?幅節(jié)能減排的效果，開發(fā)以CO?為原料?產(chǎn)化?原料的新?藝，開發(fā)制造?值化學(xué)品的?物制造技術(shù)。在燃?領(lǐng)域，重點(diǎn)開發(fā)利?CO?與氫?反應(yīng)的甲烷化技術(shù)，即利?可再?能源制備的氫?和?電?或垃圾焚燒??排放的CO??產(chǎn)甲烷燃料，成本控制在與天然?同等價格；在建材領(lǐng)域，?產(chǎn)能吸收CO?的?泥制品，?于?產(chǎn)鋼筋混凝?制品和?型混凝?構(gòu)件。對?泥制造過程排放的CO?進(jìn)?回收，作為碳酸鹽固化后可?于路基及建筑材料等。第五、以農(nóng)林?產(chǎn)業(yè)零碳技術(shù)為著?點(diǎn)構(gòu)建?然?態(tài)平衡體系。全世界農(nóng)林?產(chǎn)業(yè)的碳排放占總排放量的25%，但農(nóng)林?產(chǎn)業(yè)的特殊性在于既是排放源?是吸引源，所以???要開發(fā)零排放技術(shù)減少農(nóng)林?產(chǎn)業(yè)的碳排放，另????要利?最先進(jìn)的?物技術(shù)擴(kuò)?耕地、森林與海洋的固碳能?。在農(nóng)業(yè)上，?物碳因其?含碳量和多孔的特性，可提??壤蓄?儲養(yǎng)的能?，還可保護(hù)?壤中的微?物，因此要開發(fā)利??物碳加強(qiáng)耕地固碳能?的技術(shù)，并達(dá)到增加作物產(chǎn)量的效果；培育“減排?稻”可減少甲烷排放并增加畝產(chǎn)；建?適應(yīng)農(nóng)村、?村和漁村的可再?能源分布式利?體系，推?農(nóng)業(yè)、林業(yè)機(jī)械和漁船的電動化和燃料電池化，通過優(yōu)化作業(yè)?式節(jié)省燃料和材料；在畜牧業(yè)上，養(yǎng)殖甲烷排放量少的家禽品種，開發(fā)源?家禽排泄物以及耕地的N?O減排技術(shù)和材料；在林業(yè)上，森林因其固碳能??常巨?，全球具有吸收38億t-CO?/年的潛?。因此重點(diǎn)是植樹造林技術(shù)，開發(fā)選種和育種技術(shù)，普及速?林和優(yōu)良樹種。?質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)和?物質(zhì)建材也具有固碳作?，因此要擴(kuò)?城市建筑對?質(zhì)建筑材料的使?，并設(shè)計(jì)建造?型?質(zhì)或混?結(jié)構(gòu)的建筑物；植被、海藻和微?物具有吸收和抑制CO?的作?，開發(fā)基因編輯?物技術(shù)，利?四荒地種植C4植物，培育固碳、固氮能?較強(qiáng)的植物和海藻，培養(yǎng)抑制?壤甲烷排放的微?物。開發(fā)利?轉(zhuǎn)基因植物和微?物的強(qiáng)化固碳技術(shù)以及利??可?性?物質(zhì)轉(zhuǎn)換為?物制品的技術(shù)；在?產(chǎn)業(yè)上，海涂海灘、海洋養(yǎng)殖和微?物具有較強(qiáng)的碳匯作?。因此要加強(qiáng)海藻養(yǎng)殖和繁殖的藍(lán)碳技術(shù)開發(fā)。藍(lán)碳技術(shù)就是利?海洋?物吸收并固定碳來實(shí)現(xiàn)減排的?項(xiàng)技術(shù)，全球具有吸收9億t-CO?/年的潛?。五個戰(zhàn)略特點(diǎn)動向整個戰(zhàn)略由技術(shù)創(chuàng)新?動計(jì)劃、研發(fā)投資促進(jìn)計(jì)劃、共同實(shí)現(xiàn)零碳倡議三部分構(gòu)成，彰顯了?本化減排壓?為動?的新思維，欲引領(lǐng)全球能源與環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)能源脫碳化轉(zhuǎn)型的新?標(biāo)。總體來看，此項(xiàng)戰(zhàn)略主要有以下五個特點(diǎn)和新動向值得關(guān)注。動向值得關(guān)注。圖2低碳化與脫碳化技術(shù)要素?較?是著眼于全球減排?標(biāo)。?本認(rèn)為應(yīng)對全球?候變化并?僅依靠?、?個國家所能解決的，需要全世界各國聯(lián)合起來共同應(yīng)對。按照?前全球的既有減排技術(shù)，即使各締約?如期完成了巴黎協(xié)定的國家?主減排?標(biāo)，最終也?法將全球變暖控制在較?業(yè)化前?平提?2℃以內(nèi)。?本重視技術(shù)開發(fā)的傳統(tǒng)由來已久，?1974年的“陽光計(jì)劃”開始?今各類技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略層出不窮，以往的技術(shù)戰(zhàn)略往往基于?本國情?制定的封閉式戰(zhàn)略，?此次戰(zhàn)略則遴選出具有全球推?意義的開放式創(chuàng)新技術(shù)清單，并量化每項(xiàng)技術(shù)對全球碳減排的貢獻(xiàn)度。到2050年，世界各國若能積極推?這份?本開出的“拯救地球”?單，預(yù)計(jì)每年可為全球減負(fù)600億噸以上的碳排放。?是突出顛覆性技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)。技術(shù)創(chuàng)新對于能源轉(zhuǎn)型極為重要，僅僅依靠?般的低碳化技術(shù)顯然難以實(shí)現(xiàn)?幅減排?標(biāo)，唯有顛覆性“脫碳化”創(chuàng)新技術(shù)才是應(yīng)對全球?候變暖的關(guān)鍵之道，但顛覆性技術(shù)創(chuàng)新不可能指望出現(xiàn)?種萬能能源。盡管未來的顛覆性創(chuàng)新具有很?的不確定性因素（?如宇宙光伏發(fā)電技術(shù)等），但此次新的技術(shù)戰(zhàn)略還是聚焦了?批減碳潛??、研發(fā)時間長、投資風(fēng)險?，但中長期可?規(guī)模推?應(yīng)?，?且跨界覆蓋??的重點(diǎn)技術(shù)。如圖2所?，氫能、CCUS、可再?能源、儲能和核能被列?其技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)，這些都是?本居領(lǐng)先地位，能發(fā)揮其優(yōu)勢的創(chuàng)新技術(shù)。推?這些技術(shù)創(chuàng)新成果不僅能降低全球節(jié)能減排成本，還具有提??產(chǎn)效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的雙重作?。三是注重創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)?的經(jīng)濟(jì)性?較。推?利?創(chuàng)新技術(shù)成本是關(guān)鍵。當(dāng)今光伏產(chǎn)業(yè)成為全球增長最快的?個新能源產(chǎn)業(yè)，就是得益于光伏發(fā)電成本?技術(shù)發(fā)明之初下降了250倍。因此，新戰(zhàn)略設(shè)定了創(chuàng)新技術(shù)成本控制的各項(xiàng)具體?標(biāo)。經(jīng)濟(jì)性評價除了與當(dāng)前的能源或電?價格體系進(jìn)?對?之外，更要著眼于整個能源利?體系的系統(tǒng)?較，例如氫能脫碳化技術(shù)體系就有“可再?能源+P2G”、“可再?能源+氫?+甲烷”、“核電+氫?”、“化?能源+CCS+氫?”、“化?能源+CCS+氫?+甲烷”等多條利?路徑，儲能脫碳化技術(shù)體系也有“可再?能源+儲能”、“核電+儲能”、“可再?能源+VPP或DR”等多種利?模式，因?成本分析的出發(fā)點(diǎn)不能僅局限于單?電源之間的競爭和?較。四是??技術(shù)創(chuàng)新和綠?投資雙輪驅(qū)動。IPCC認(rèn)為到2050年要實(shí)現(xiàn)升溫幅度不超過2℃?標(biāo)，全球平均碳排放要?2010年減少70%，為此每年需要投?7萬億美元的資?成本，?要達(dá)到1.5℃以內(nèi)的努??標(biāo)，全球平均須實(shí)現(xiàn)凈零排放，所需成本則更加?昂。不僅發(fā)展中國家和新興國家承擔(dān)不起，發(fā)達(dá)國家也難以承受，?技術(shù)創(chuàng)新的投?產(chǎn)出性價?卻很?，對于降低全球應(yīng)對?候變化成本以及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型具有決定性的作?。因此，?本設(shè)?產(chǎn)業(yè)界與?融界的對話平臺，推進(jìn)綠??融發(fā)展，擴(kuò)?民間投資，?持ESG投資，引導(dǎo)和扶持零碳項(xiàng)?的創(chuàng)業(yè)風(fēng)險投資，?勵企業(yè)加?科學(xué)減碳?標(biāo)?動(SBT)、完全使?可再?能源?動(RE100)、?候相關(guān)財(cái)務(wù)?融披露?動(TCFD)等國際聯(lián)盟，加快脫碳化經(jīng)營轉(zhuǎn)型，在未來?年?將投?30萬億?元技術(shù)創(chuàng)新資?，從?實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)增長的良性循環(huán)。五是強(qiáng)調(diào)政策創(chuàng)新的重要性。政府設(shè)?“綠?創(chuàng)新戰(zhàn)略推進(jìn)會議”作為指導(dǎo)綠創(chuàng)的總指揮部，建?“零碳國際聯(lián)合研究中?”研發(fā)總部，并下設(shè)若?個重點(diǎn)技術(shù)研究據(jù)點(diǎn)。???啟動“登?計(jì)劃模式研發(fā)制度”，結(jié)集國內(nèi)外優(yōu)秀?才和資源，特別是加強(qiáng)對青年研究?員的挖掘和培養(yǎng)；另???，以G20框架下的清潔能源技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)RD20作為產(chǎn)學(xué)研的國際投資合作平臺，加強(qiáng)與歐美國家的協(xié)同創(chuàng)新，同時辦好“氫能部長級會議”、“碳循環(huán)官產(chǎn)學(xué)國際會議”、“RD20峰會”、資合作平臺，加強(qiáng)與歐美國家的協(xié)同創(chuàng)新，同時辦好“氫能部長級會議”、“碳循環(huán)官產(chǎn)學(xué)國際會議”、“RD20峰會”、“TCFD峰會