如何把握基于双碳目标的关键前沿技术？

目前，国际国内形势正发生深刻变化，各大国家均把减碳任务作为经济可持续发展的重要推手和方向，积极推动低碳技术和低碳经济的发展，有利于提高我国相关产业的和技术往高端智能数字化发展，从而提升竞争力，推动碳达峰碳中和的达成。

一、碳达峰碳中和政策背景

2021年3月，中央财经委员会第九次会议中指出，实现碳达峰碳中和，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。构建以新能源为主体的新型电力系统，推动绿色低碳技术实现重大突破，抓紧部署低碳前沿技术研究，加快推广应用减污降碳技术，建立完善绿色低碳技术评估、交易体系和科技创新服务平台。

根据全球能源互联网发展合作组织（GEIDCO）的研究，中国在碳中和的行动路线分为三个阶段：

第一阶段2020-2030年：降低能源消费强度，降低碳排放强度，大规模发展清洁能源，推动电动汽车对传统汽车的替代，倡导节能和引导消费者行为。

第二阶段2030-2045年：主要减排途径转为可再生能源为主，大面积完成电动汽车对传统燃油汽车的替代，同时完成第一产业减排改造，以碳捕捉利用封存等技术为辅。

第三阶段2045-2060年：以深入脱碳为主要目标，经济发展深度脱碳，二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）及生物能源与碳捕获和储存（BECCS）等前沿技术将迎来商业化推广阶段。

二、国内外低碳前沿技术比较

1、欧盟

欧盟积极落实1.5℃温升目标，在海上风电、氢能利用、循环经济、智能交通、电动汽车等技术领域持续发力。

2、美国

美国推进核电、新能源和地热能等可再生能源发展和低碳技术进步，引导新兴产业转型升级，全球二氧化碳年捕集能力在40万吨以上的大规模CCS项目美国已建成10个（中国2个）。

3、中国

光伏发电技术上，中国达到第三代太阳能电池，转化率为24.2%，国外目前转化率为29.5%。

风电技术上，中国6MW陆上风机并网发电、正在研制12MW海上风机，国外示范运行10MW陆上风机，12MW海上风机进入测试阶段。

核电技术上，中国和国外基本同步，拥有第三代核电技术自主知识产权，研制第四代核电技术。

水电技术上，国内目前为1000MW机组，国外为850MW机组，未来也将往大型、高效水电机组发展。

电化学储能技术上，国内为100MW级储能电站，国外为150MW级储能电站，未来将往大容量、低成本、长寿命、高安全性储能方向发展。

CCUS上，国内在运最大规模为10万吨级，在运最大规模100万吨级，正在研制大规模低成本的CCUS技术，将提高封存的可靠性和安全性。

三、碳达峰碳中和六大技术路线

根据国际可再生能源机构（IRENA）的分析，将全球气温升幅控制在1.5℃以内意味着2050年左右达到二氧化碳接近零排放。实现这一目标有六大技术路径，具体包括：

- 发展可再生能源

- 能源节约和效率提升

- 终端消费电气化

- 推广氢能

- CCUS技术

- BECCS及其他碳移除举措等

六大技术路径相应对全球实现碳中和的贡献度分别为：25%、25%、20%、10%、6%和14%。

四、实现碳达峰碳中和的关键技术路径

碳达峰碳中和关键技术路径主要是“四化”和“两个支撑”，“四化”指的是清洁化、电气化、数字化、标准化，“两个支撑”指的是科技创新支撑、政策机制支撑。

1、清洁化

能源生产侧的碳排放主要来源于生产电力、热力的化石燃料，需从生产侧减少碳排放，尽可能用非化石能源替代化石能源燃料。立足国情发展因地制宜的清洁道路，凝聚优势科研力量，开展多学科、多领域协同攻关，加快突破海上风电、光伏、光热、核电、储能、CCUS、氢能、电力电子等一批关键核心技术。

大力发展陆上新能源，坚持集中式和分布式并举，西部北部建设大基地，实现规模化开发。加快发展海上风电技术，利用我国东部海域5亿千瓦以上的可开发链，加快布局近海深水，逐步向远海方向发展。积极开发水电技术，加强流域统筹规划，以水电为先导，通过“水风光”互补开发，打造“西电东送”持续能源基地。积极有序发展核电技术，在确保安全前提下积极有序发展核电，重点开发沿海核电。

2、电气化

消费侧碳排放主要来源于非电消费碳排放。用清洁能源生产的电力满足工业、建筑、交通领域能源需求，提高能源利用效率，降低碳排放强度。提升工业、建筑、交通电气化水平，工业方面，加快推进工业电能替代，发展电炉炼钢、电锅炉、电窑炉、热泵等。建筑方面，推荐建筑供暖、热水、炊事领域电气化，在屋顶、墙壁加快发展分布式能源、储能系统，推广“光储直柔”建筑。交通方面，加快发展电动汽车、电气化铁路、新能源汽车等。

3、数字化

数字赋能技术，构建新型电力系统，电动汽车、储能等多元负荷和分布式、微电网大量接入，分散性、随机性、波动性显著增强。构建“广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控、开放共享”的新型电力系统。

从根本上改变能源配置方式，利用5G、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术，提升电力系统智能互动、灵活调节水平，传统能源电力配置方式由部分感知、单向控制、计划为主，转变为高度感知、双向互动、友好包容。

大力发展数字基建。各行业实施数字化技术建设和改造，打通生产、输送、消费、交易等各环节数据流通渠道，提高资源利用效率，构建一体化数字化系统。

4、标准化

建立碳减排标准体系。补齐碳排放监测、计量、核算、认证等关键领域短板，加快低碳技术和碳减排标准体系建设，建立与国际接轨的碳减排制度体系。加快全国统一碳市场建设，发展绿色金融，促进低碳技术研发应用。

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