搶抓“雙碳”新風(fēng)口 推動產(chǎn)業(yè)科技互促雙強

成會明。記者楊建業(yè) 攝

　　實現(xiàn)碳達峰碳中和，是貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，是黨中央統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個大局作出的重大戰(zhàn)略決策。日前，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院碳中和技術(shù)研究所所長、深圳理工大學(xué)材料科學(xué)與能源工程學(xué)院名譽院長成會明做客惠州西湖科學(xué)講壇，以“新能源與新材料”為主題作專題報告。

　　成會明結(jié)合他在相關(guān)領(lǐng)域深耕多年的豐富知識儲備和經(jīng)驗積累，用翔實的數(shù)據(jù)、生動的語言和鮮活的事例，從實現(xiàn)碳中和的重要性、可能路徑、可再生能源與新材料、碳中和愿景等四個方面，進行了一場深入淺出的科普講授，并建議惠州要抓住省政策機遇和“雙碳”新風(fēng)口，堅持產(chǎn)業(yè)全鏈條發(fā)展思維，搭建“產(chǎn)學(xué)研用”各方協(xié)同合作平臺，高效促進科技成果轉(zhuǎn)化落地。

　　碳中和“六化”離不開變革性技術(shù)支撐

　　氣候變化是人類面臨的全球性問題，隨著各國二氧化碳排放，溫室氣體猛增，對生命系統(tǒng)構(gòu)成威脅。在這一背景下，世界各國以全球協(xié)約的方式減排溫室氣體。2020年，我國提出力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和的目標。

　　什么是碳達峰和碳中和？通俗來講，碳達峰指二氧化碳排放量在某一年達到了最大值，之后逐步降低；碳中和則指一段時間內(nèi)，特定組織或整個社會活動產(chǎn)生的二氧化碳，通過植樹造林、海洋吸收、工程封存等自然、人為手段被吸收和抵消掉，實現(xiàn)二氧化碳“零排放”。

　　“實現(xiàn)雙碳目標不僅對保障國家能源安全、建設(shè)綠水青山美好家園有重要作用，還在領(lǐng)先第四次能源革命方面具有重要戰(zhàn)略意義。”成會明說，人類歷史上有三次能源革命，每一次均推動了工業(yè)革命，引起世界格局發(fā)生巨大變化。當(dāng)前，能源結(jié)構(gòu)正從高碳向低碳、無碳轉(zhuǎn)變，能源產(chǎn)業(yè)由資源屬性向智能制造屬性轉(zhuǎn)變。他認為，第四次能源革命的標志正是新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃興起，把握住這次能源革命，是我國換道超車的機遇。

　　當(dāng)前，我國能源結(jié)構(gòu)還是以化石能源為主，要在2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和，雙碳間隔時間僅為30年，相對于其他國家，過渡時間緊迫。

　　“我國碳中和事業(yè)概括來說就是任務(wù)艱巨、時間緊迫，相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展迫在眉睫。”成會明表示，要實現(xiàn)碳中和，需要構(gòu)建三端發(fā)力的碳減排體系，在能源生產(chǎn)方面實現(xiàn)替代一部分，工業(yè)生產(chǎn)、交通建筑方面實現(xiàn)減排一部分，在碳匯等方面實現(xiàn)增加一部分。總結(jié)來說，就是要達成能源生產(chǎn)低碳化、能源使用電氣化、能源網(wǎng)絡(luò)智能化、工業(yè)過程氫能化、二氧化碳資源化、資源利用循環(huán)化。

　　具體到做法上，則要大力發(fā)展風(fēng)電、光伏等可再生能源，構(gòu)建高效、綠色、低碳的電能消費體系，構(gòu)建多元互補、協(xié)調(diào)互動的新型智慧能源體系，充分利用綠氫降低工業(yè)排放，促進碳中和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展，開發(fā)關(guān)鍵材料的綠色循環(huán)回收技術(shù)，這些都需要有變革性技術(shù)支撐才行。

　　例如，在能源生產(chǎn)低碳化方面，要重構(gòu)能源體系，讓新能源規(guī)模化發(fā)展，建設(shè)新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)高度的電氣化。新能源的生產(chǎn)、儲存、運輸、管理、使用等方面都需要有突破性的技術(shù)。

　　儲能技術(shù)是實現(xiàn)雙碳目標的關(guān)鍵支撐技術(shù)

　　“開發(fā)和利用可再生能源是實現(xiàn)‘碳中和’目標的重要途徑。”成會明用翔實數(shù)據(jù)來佐證，煤炭每發(fā)一度電平均碳排放為330克，天然氣的碳排放只有179克，而太陽能只有10克，風(fēng)能只有7克，發(fā)電平均碳排放量僅為煤炭的3%。

　　在成會明看來，可再生能源發(fā)電具有間歇性、隨機性大的特點，人類要大規(guī)模利用還面臨對其高效轉(zhuǎn)換和存儲的難題，因此也可以講，儲能技術(shù)是實現(xiàn)雙碳目標的關(guān)鍵支撐技術(shù)。

　　儲能技術(shù)中，目前探索存儲方法主要有兩種，一是氫儲能，2023年7月氫能進入國家發(fā)展改革委產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)鼓勵類項目。“氫能產(chǎn)業(yè)鏈條大、應(yīng)用廣，但技術(shù)難、挑戰(zhàn)大，短期內(nèi)難以進入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。”成會明說道。

　　第二種儲能方式是直接以電的方式進行存儲，如電化學(xué)儲能和機械儲能。近年來，我國以電化學(xué)儲能為代表的新型儲能發(fā)展迅猛，尤其被廣泛應(yīng)用在消費電子、動力和儲能領(lǐng)域的鋰離子電池，僅2023年，中國鋰離子電池出貨量占全球的70%。“目前，鋰電池正向高安全性的全固態(tài)電池發(fā)展，但由于我國鋰資源對外依存度高，鋰電池難以獨立滿足大規(guī)模電網(wǎng)儲能要求，將形成儲能技術(shù)多元發(fā)展局面。”

　　成會明表示，目前，我國科學(xué)界對鈉離子電池、鋅離子電池等多種儲能技術(shù)進行應(yīng)用開發(fā)。他的團隊也與港華能源研究院（深圳）共建高效儲能聯(lián)合創(chuàng)新中心，形成了第一代鋅離子電池產(chǎn)品原型，目前已建成小試線，進行新技術(shù)導(dǎo)入與新概念驗證，正在構(gòu)建鋅電池基UPS不間斷電源與數(shù)據(jù)基站應(yīng)急電源示范。

　　建議惠州搭建“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同平臺

　　新材料對可再生能源的高效利用起到關(guān)鍵與主導(dǎo)作用。在儲能技術(shù)發(fā)展中，就能看到新材料應(yīng)用和研發(fā)的身影。

　　成會明介紹，以光伏發(fā)電為例，目前已從第一代的硅系太陽電池迭代到了第三代的新型太陽電池。實現(xiàn)迭代的原因正在于鈣鈦礦材料制取技術(shù)的突飛猛進，“2009年鈣鈦礦材料首次應(yīng)用在太陽電池，光電轉(zhuǎn)換效率僅為3.8%，當(dāng)時單晶硅電池的效率已達到25%，但到2023年時，它的效率已飆至26%，與晶硅電池效率相當(dāng)。”

　　“事實證明，突破能量轉(zhuǎn)換效率的極限是發(fā)明新材料。”成會明表示，新材料對新能源的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、儲存都具有重要支撐作用，并將催生一系列新興產(chǎn)業(yè)，例如可再生能源與低碳能源、先進儲能技術(shù)、綠氫技術(shù)、智慧能源網(wǎng)、新能源裝備制造、智慧建筑以及節(jié)能、環(huán)保等。這些碳中和細分產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，是地方產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要機遇。

　　今年，省委、省政府印發(fā)《關(guān)于支持惠州加快構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系打造廣東高質(zhì)量發(fā)展新增長極的意見》，支持惠州加快構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系，打造廣東高質(zhì)量發(fā)展新增長極。面對這一重大機遇，成會明建議，惠州要抓住省政策機遇和“雙碳”新風(fēng)口，堅持產(chǎn)業(yè)全鏈條發(fā)展思維，搭建“產(chǎn)學(xué)研用”各方協(xié)同合作平臺，高效促進科技成果轉(zhuǎn)化落地。

記者邱若蓉 馮麗均 通訊員鐘茂青