科技解锁“双碳” 共促人与自然和谐共生

近日，省委、省政府印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的实施意见》（下称《实施意见》），对浙江实现碳达峰、碳中和目标提出了要求、指明了路径。立足新发展阶段，浙江如何平衡稳增长和调结构的关系？如何进一步提高能源结构中可再生能源比例？记者近日采访了中国工程院院士、浙江大学能源工程学院教授岑可法。

记者：您认为浙江省推进碳达峰、碳中和工作过程中存在哪些挑战？该如何破题？

岑可法：浙江省人口密度大、土地面积小、能源资源禀赋较差，但民营经济发达、生态优势明显，同时承担了高质量发展建设共同富裕示范区的重要战略任务。要统筹处理好碳达峰、碳中和与高质量发展的关系，浙江省面临着较大挑战。为了更好地推进碳达峰、碳中和工作，首先是设定高质量达峰目标，既要符合浙江实际、又能体现使命担当；其次是速度要合理，要发挥速度优势，不能拖拖拉拉，要加快推进碳达峰、碳中和各项工作；三是战略定位要有高度，应统筹考虑各方面因素，加强创新，恰如其分地制定符合浙江实际的碳达峰、碳中和战略路径与措施；四是要充分发挥浙江特色优势，比如可以在推动碳达峰、碳中和工作中充分调动民营企业积极性，为全国碳达峰、碳中和工作提供示范。

记者：目前，浙江能源利用效率水平位于全国前列，未来在提升能源利用效率与节能方面，还能采用哪些措施？

岑可法：在提升能源利用效率与节能方面，《实施意见》提出开展能效创新引领专项行动，重点地区和行业能源利用效率大幅提升，单位地区生产总值能耗大幅下降等目标与行动。我认为新目标下要有新思路、新举措。一是要采用先进的工具，可以利用智慧测量与智慧传感技术进行数据采集与监测，实现重点领域、重点行业碳排放的立体、在线测量，且要达到国际标准、受到国际认可；二是要有智慧的模型，在工业、建筑、交通等领域构建多维、智能的算法模型，实现准确、及时的碳排放测算，来了解碳从哪里来；三是要有创新的管理模式，要建立智慧化、网络化的管理新模式，提升效能，总结规律并加以推广。我们目前也正在着手这些技术与装备的研发及应用推广，努力为浙江实现碳达峰、碳中和目标贡献一份力量。

记者：如何进一步提高浙江能源结构中可再生能源比例？可再生能源技术有哪些突破？

岑可法：目前，可再生能源领域在全国乃至全球都还在探索。从碳的角度来说，降碳与增效、减排要并举。我们要认识到碳中和下的“零碳”不是没有“碳”，农作物的生长、我们的生活都离不开“碳”。结合我们国家的实际情况，也不应该忽视煤炭的作用。煤炭作为能量密度大的一种资源，在碳达峰、碳中和背景下，应该考虑煤炭的分级利用。作为一种能源，未来煤炭将多用在调峰发电机组；作为一种资源，煤炭将更多地作为一种“固碳”原料来发挥作用。

可再生能源要进一步推广应用，首先要考虑的问题就是可持续性问题。平均来说，我国太阳能每年只有1000小时可利用，特别是浙江省雨水较多，太阳能利用小时数相较于西部省份明显偏低。其次是发电效率问题，工程上同等装机容量的光伏发电效率仅有12%至13%，超超临界燃煤发电机组的效率可以达到48%左右，天然气发电机组的效率可以达到64%左右，相差巨大。再次是土地资源问题，浙江省最缺的是土地，1千瓦的光伏太阳能占地面积一般为700平方米左右，如果要通过大规模部署光伏装机来提升能源结构中可再生能源比例，将因土地资源限制而难以实现。最后是经济性问题，大规模推广利用的可再生能源一定要廉价，价格不能太贵。但同时需要看到光伏发电在碳排放方面的优势，煤电机组的发电碳排放强度约为每度电900克，油电机组约为每度电700多克，气电机组约为每度电500多克，而光伏发电仅为每度电40多克。

目前，风能发展也面临同样的问题，但比太阳能稍微好一些。浙江沿海一带有一定的风能资源，但是不稳定，受天气影响较大，风电供应的持续稳定性较差，影响用电安全。

现阶段可再生能源领域的很多问题还有待解决、突破，在碳达峰、碳中和背景下能源发展不能只提低碳，要全方位、系统性布局；同时要充分联系浙江实际，浙江面积小，要考虑土地资源约束，进行集约式布局。因此，可再生能源的发展要从高效、清洁、低碳、生态、安全、经济、可持续等方面统筹考虑、统筹推进。

记者：您认为浙江应该采取怎样的措施来有效防范可再生能源的波动性风险？新的能源技术（如储能技术）将会在此过程中扮演怎样的角色？

岑可法：储能技术在推动碳达峰、碳中和工作中扮演着重要角色。储能技术的创新与推广应用正给能源行业带来颠覆性变化。传统储能技术体系中采用储热技术比较多，其次是储电技术。大规模储电技术做起来难度相对更高，但对于系统的稳定性和经济性效益明显。比如，在舟山的码头采用储电装置回收集装箱搬运过程的势能，能够省电80%。储热技术现在的发展方向为高温储热，温度越高效率越高。此外，还有移动储能，可以灵活满足工厂储能需求，目前正在长兴电厂开展示范。未来，从模式上来讲，是固定式与移动式储能相结合；从技术上来讲，我们要重点发展以上储能技术，当然低温储能技术、熔盐储能技术等也可作为补充来丰富储能技术体系。

对于防范可再生能源的波动性风险，可以考虑采用滤波装置。加入滤波装置，可以很快缓解或消除可再生能源比例过高造成的波动。单个光伏电池的输出能量是有限的，将太阳能电池板能量输出过程与滤波装置耦合协同，可以消除分布式发电的波动性风险。但就现阶段而言，可再生能源发展的最核心问题是要提高效率，目前发电效率偏低。

记者：在能源、工业、交通、建筑等重点领域，如何考虑可再生能源的应用？

岑可法：首先，我想讲一个观点，可再生能源不一定是减碳的。比如在运输方面，电动汽车虽然能够降碳，但是也只有在电动汽车使用里程数达到一定的数量值之后才能减碳。因为电动汽车的电池制造过程中需要使用十几个品种的金属，为了生产这些金属，排放出来的温室气体有多少，这需要使用全生命周期的方法来进行分析。在使用过程中，电池充电的电源来自哪里，如果来自燃煤电厂，这些电源在生产过程中也会产生大量二氧化碳，如果来自燃料电池或者光伏电池，碳排放量可能会少一些。美国能源部建立两千多种模型来对电动汽车碳排放量进行全生命周期计算，结果显示，与燃油汽车相比，一部电动汽车在行驶里程数达到约6万公里之后才能开始减碳。除非电动汽车的电源全部来自可再生能源，否则电动汽车的减碳效果将会较弱。挪威是水力发电国家，据估算，新能源汽车需运行约1.3万公里才能“减碳”。中国约80%以上是火力发电，这个测算结果约为12.5万公里。

因此，在采用新能源或可再生能源技术时，要用全生命周期方法来分析碳排放，运用多维模型测量能源、工业、交通、建筑等重点领域的碳排放量，推广真正具有减排效应的减碳降碳技术和产品。

记者：您认为未来零碳、负碳技术在工业、交通、建筑等重点领域的应用前景将会怎样？我们也了解到您的团队在开展CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕获、利用与封存）技术研究，您认为浙江在二氧化碳资源化利用方面有怎样的优势？

岑可法：《实施意见》提到，要使零碳、负碳技术创新及产业发展取得积极进展，目前低碳、零碳、负碳技术在浙江已有示范应用。之前我去参观杭州钱塘新区的前进智造园，这个园区以打造“零碳工厂”为目标，平均单位工业增加值能耗在全省处于先进水平。这种以数字化、智能化技术推动生产侧发生重大变革，打造全新的绿色生产模式是未来发展的方向。在此过程中，要发挥量大面广的民营经济的重要作用，充分调动民营经济在调整优化能源结构、减少化石燃料使用量、增加可再生能源方面的积极性。

从末端增加碳汇吸收和从源头上减少碳排放是实现碳达峰、碳中和的有效途径。浙江靠海、民营经济发达，在二氧化碳资源化利用、发展高效循环经济方面优势明显、前景光明。浙江可通过优化森林种植、发展海洋碳汇，不断提升天然碳汇水平。同时，大力发展CCUS技术，提升二氧化碳吸收和利用能力。我们团队CCUS技术研究中有两项非常有意义，一项是工业固废经过处理加工成建材，另一项是微藻对工业固废的吸收利用，目前都已实现成果转化。在研究成果应用转化过程中，还需要关注投资回报的问题，比如碳捕集技术针对的应该是高浓度的二氧化碳（工业废气等），而不是大气层中低浓度的二氧化碳，建议主管部门关注的技术应性价比高、易于推广。

记者：您认为浙江现有的政策制度体系能否支撑能源、科技创新等领域实现碳达峰、碳中和目标？是否有其他方面的建议？

岑可法：为了更好地推动能源、科技领域创新，应该出台鼓励政策。要充分发挥科技创新对“双碳”目标实现的支撑引领作用，统筹推进各领域科技创新、人才培养和国际合作，促进科技成果产出及产业化规模化应用。特别是人才培养方面，迫切需要培养一批年轻的低碳人才，建议浙江大学与省里开展紧密合作，加快复合型人才培育；建立奖项激励机制，比如高校保研资格等，鼓励人才创新。

《实施意见》提出，将碳达峰、碳中和相关指标纳入经济社会发展综合评价体系，推动能源、工业、建筑、交通、农业、居民生活等领域全面绿色低碳转型。在这里，我想先强调一下“碳的价值”问题，也就是碳排放权、发展空间的问题。同样一吨碳，应该要优先保障民生需求，而对于工业领域的高浓度碳排放，能降下来的一定要先降下来。碳达峰、碳中和关注的总体思路应该是运用技术、市场等多种手段，提高碳减排质量，确保减碳效果最优、减碳成本最低。

对于六大领域的碳减排工作，一是交通领域，建议将来在条件允许下高速公路通行费标准把车辆碳排放量考虑进去，推进集装箱标准化，实现海、河、公路联运发展；二是建筑领域，建议学习国外先进经验，推进建筑革命，采用寿命更长、更环保的建材，可以推广方舱医院做法，提高建筑施工效率，减少土地空置时间；三是工业领域，建议全生命周期考虑碳排放问题，科学制定产品的碳效标准；四是能源领域，建议加快储电、储热、储水等多种技术相结合的储能模式，探索多种二氧化碳资源化利用技术，通过化学转化、生物转化、矿物化利用等方式实现减污降碳协同；五是农林碳汇领域，建议结合浙江实际发展分层立体种植，比如顶层光伏发电，底层种植一些吸碳效率高、经济附加值高的特色作物；六是居民生活领域，目前我们国家的居民生活水平与发达国家有较大差距，比如美国人均用电量约为中国的5.7倍，要优先考虑居民生活的实际需求，倡导绿色生活。

在碳达峰、碳中和背景下，我有一个梦想屋的设想。梦想屋的建材采用工农业废弃物和灰渣，用二氧化碳使它变为多孔介质的材料，这样不仅能减轻建筑重量，还可以减少建筑打桩工作量，缩短建筑耗时，降低土地闲置时间。浇筑混凝土的过程中用工业化手段在较短时间内建造出舱门、楼梯等建筑部件，使房屋建筑能够快速建成，减少使用泥土砖。此外，梦想屋的装饰采用海藻种植技术。海藻的生长速度是普通植物的10倍以上，可沿着建筑外墙进行三维海藻培育，来吸收二氧化碳，同时释放氧气使人民在城市感受到低碳氧吧的美好生活；我们已经培育出4种不同颜色的海藻装饰，色彩丰富，可以进一步提高梦想屋的环境友好性。在这里，我们乐见科技所带来的“零碳”小屋，乐享人与自然和谐共生的美好生活。

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