碳中和、碳达峰——从材料学、能源结构优化

“中国作为地球村的一员，将以实际行动为全球应对气候变化作出应有贡献。”2021年政府工作报告指出。
为了应对全球气候变化带来的挑战，实现高质量发展，2020年9月下旬，中国首次向全球宣布，力争于2030年前实现碳达峰、在2060年前实现碳中和。
在此背景下，“碳达峰”“碳中和”成为今年两会的热词。政府工作报告指出，扎实做好碳达峰、碳中和工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案，优化产业结构和能源结构。
重任在肩，如何实现目标？两会期间，代表委员纷纷建言献策，以推动我国碳排放目标从时间表和路线图走向方案和行动。
让区域发展更绿色
未来五年对于实现碳达峰、碳中和来说，将是一个重要窗口期。如何科学布局、抢占先机，实现高质量发展？多地代表委员就此建言献策。
北京作为首都和中心城市，在低碳发展中具有表率作用。
在3月6日下午北京团召开小组会议上，全国人大代表、国网北京市电力公司董事长潘敬东说，推动能源清洁低碳是首都提前实现碳中和的关键所在，重点在于实现能源供给的清洁化和能源消费的电气化两个方面。
以2022年即将在京举办的冬奥会为例，潘敬东表示：“要在冬奥会筹办中始终贯彻绿色理念，力争使之成为史上第一次使用全绿电的奥运会，真正实现‘零碳’奥运。”
“及早布局、抢占先机，积极应对气候变化，采取更加有力的政策措施争取2060年前实现碳中和。”全国人大代表、南京邮电大学原校长杨震7日在江苏团小组会议上建议。
江苏是经济强省、也是走在全国前列科技创新大省。杨震建议该省进一步推动生物技术和信息技术融合创新，加快发展生物医药等产业；前瞻布局6G网络技术储备，尤其是空中互联网，建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施。
“‘十四五’对于内蒙古来说是一个尤为重要的爬坡过坎阵痛期，也是实现2030年前碳达峰的开篇布局关键期。”全国政协委员、内蒙古自治区兴安盟副盟长张利文说。
在她看来，内蒙古作为我国重要能源化工基地和北方生态安全屏障，在推进碳排放达峰行动中既面临难得的机遇，也面临严峻挑战。机遇是倒逼当地能源、化工产业转型升级，走好以生态优先、绿色发展为导向的高质量发展新路子的有利契机；挑战则是内蒙古的碳排放总量仍居高不下。
据介绍，“十三五”期间，内蒙古能源综合生产能力超过8亿吨标煤，煤炭产能达到13.4亿吨，煤制油气、煤制烯烃等煤化工产业年转化煤炭超过1亿吨，作为国家重要能源基地地位持续增强。“十三五”前四年，内蒙古能源消费总量达2.53亿吨标煤，单位GDP能耗累计上升9.5%，单位GDP二氧化碳排放较2015年累计增长7.54%。
“‘十三五’期刊，内蒙古能耗强度和碳强度均不降反升，很难完成国家下达的节能减排任务。”张利文说。她建议国家对内蒙古推进碳排放达峰行动给予政策上的支持，加快传统产业转型升级，对内蒙古科技创新投入力度，将内蒙古作为国内森林、草原碳汇交易试点。同时，给予内蒙古适度的碳达峰空间，在分解“十四五”碳强度下降指标时，为内蒙古提供必要的转型时间和政策空间。
面对区域间的不平衡，全国人大代表、C919大型客机总设计师吴光辉也建议，从国家层面统一考虑作出部署，建立发达地区、欠发达地区相互援助机制。
让能源结构更优化
在全国人大代表、中国科学技术大学校长包信和看来，实现碳达峰、碳中和的愿景，优化能源结构是重中之重。
然而，包信和在接受《中国科学报》采访时表示，就当前我国能源结构而言，实现“碳中和”目标仍存在艰巨的挑战。他表示，据2020年相关统计，我国化石能源占比仍在75%~80%左右，尽管光能、风能等可再生能源增长很快，在国际上处于前列，但在我国能源结构中占比仍较低。要实现碳中和，能源结构仍需大幅调整优化。
“我国能源转型将要在三个重要方向——化石能源清洁低碳利用、清洁能源规模化以及排放二氧化碳处理和利用——上着力。”包信和说。他同时表示，在此过程中，最重要的是用可在能源发更多的电，但在能量转化及二氧化碳处理和资源化利用过程中最为关键的则是氢。
如何能够采用可再生能源，比较高效、便利地从水中获取氢，这是未来一个很大的发展方向。但自然界中并不存在氢，绝大部分（95%）需要从化石能源或水中置换，如果降低电解水制氢的成本，建立较完善的“绿色”氢能产业链是当前一个关键的技术问题。
对此，全国政协委员、中国科学院院士李灿也对《中国科学报》表示，能源转型是实现碳中和的主要路径，逐步减少化石能源比例、发展可再生能源是必由之路。
李灿提出的一种“液态阳光”技术可将将太阳能等可再生能源储存在甲醇中，作为可再生能源转化为各种化学能的枢纽，肩负起数亿吨二氧化碳减排的重任。不过，李灿表示，目前这一技术尚处于大规模应用的初级阶段，亟需进一步开展相关技术研发和规模化应用。
随着未来各种可替代性能源技术的发展，包信和认为，到2060年，我国能源结构必将发生前所未有的重大变革。
让未来发展更环保
“碳达峰、碳中和，不要忘了其中的‘关键一环’——建筑领域碳减排。”全国政协委员、中国建筑科学研究院有限公司副总工王翠坤对《中国科学报》说。
目前，我国建筑领域碳排放量每年约20亿吨，占全国总碳排放量的约20%。如考虑相关建材生产、运输等，将占到全国总排放量的近40%。伴随城市化程度不断提高，每年新增建筑面积约20亿平方米，对我国兑现“2060碳中和”目标构成巨大挑战。王翠坤介绍，据测算，若维持现有建筑节能政策标准不变，碳达峰时间预计在2038年左右，明显滞后于全国碳排放总量达峰时间。
为此，她建议，对新建筑应当加大绿色建造力度，注重全产业链低碳化发展；对既有建筑要开展全面改造，加快完成节能提升和安全性能提升，延长建筑使用寿命，达到减碳效果。此外，还应重点推动太阳能光伏在建筑中的应用，实现就地生产、就地消纳。因地制宜采用太阳能、地热能、空气能、生物质能等可再生能源满足建筑供暖、制冷及生活热水等用能需求。
“国家相关部门还应制定相关政策，避免大拆大建造成的资源浪费。”她说。
“在这场和时间的赛跑中，为减碳按下‘快进键’，交通运输业的低碳转型也极为关键。”全国政协委员、红杉资本全球执行合伙人沈南鹏在提案中表示。作为我国第三大温室气体排放源，交通运输业占比达28%，脱碳减排对实现整体目标至关重要。
沈南鹏表示，从发达国家的普遍规律来看，交通运输业的碳达峰时间往往滞后于国家的总体碳达峰时间。考虑到我国人口数量、发展速度、经济规模以及资源禀赋等，难度可能进一步加大。“数据显示，我国交通运输业的碳排放总量预计到2025年可能在现有基础上会再增加50%。这就要求我们必须要有更强的紧迫感和责任感，采取更多创新性的政策和手段，来满足交通运输快速减碳的需求。”
“引入人工智能等技术，实现道路与汽车、通信等系统的融合，是一个可以突破的新方向。”沈南鹏表示，根据中国汽车工程学会预测，汽车的智能网联化，初期油耗和排放可以降低5%，形成车路协同后可以降低20%。
为此，他建议，以做好道路交通低碳化的“加减乘除”为着力点，加大地方政府智能交通新基建的投入，推广采用清洁能源和新能源的智能网联车辆，减少道路交通单位运输量的碳排放。加快5G智能网联车载、路侧设备的国家技术标准制定并加快实施，破除交通基础数据的信息壁垒。
不止如此，我国农业碳减排和碳交易已经开展了卓有成效的试点和探索。全国政协委员、湖北省政协副主席王红玲介绍，在全国7个碳排放权交易市场试点中，已有竹林、沼气等品种进行了上市交易。以湖北碳排放权交易中心成交数据为例，截至2020年底，该省共推动开发农村沼气项目55个，年均减排量220万吨，累计签发量464万吨，累计使用农村沼气项目减排量抵消293万吨。
“不过，我国农业碳减排和碳交易刚刚起步，还存在很多不足。”王红玲表示。