文/王臻 李棟亮 韓莉娜
力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和(以下簡稱“雙碳”目標),是黨中央作出的重大戰(zhàn)略決策。2021年3月15日,習近平總書記主持召開中央財經(jīng)委員會第九次會議,對實現(xiàn)碳達峰、碳中和作出了部署。會議指出,“十四五”是碳達峰的關(guān)鍵期、窗口期,強調(diào)要推動綠色低碳技術(shù)實現(xiàn)重大突破,抓緊部署低碳前沿技術(shù)研究,加快推廣應(yīng)用減污降碳技術(shù),建立完善綠色低碳技術(shù)評估、交易體系和科技創(chuàng)新服務(wù)平臺。廣東作為制造業(yè)大省,要想實現(xiàn)“雙碳”目標,關(guān)鍵是要實現(xiàn)經(jīng)濟模式由要素驅(qū)動發(fā)展向創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的轉(zhuǎn)變。歸根結(jié)底,是要靠科技創(chuàng)新,特別是因地制宜地做好綠色低碳技術(shù)的前瞻布局和技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)。這對于廣東推進綠色低碳發(fā)展模式轉(zhuǎn)型,率先實現(xiàn)“雙碳”目標具有重要現(xiàn)實意義。
碳達峰(peak carbon dioxide emissions)指的是碳排放進入平臺期后進入平穩(wěn)下降階段。而碳中和(carbon neutrality)則是指企業(yè)、團體或個人測算在一定時間內(nèi),直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量,通過植樹造林、節(jié)能減排等形式抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放,實現(xiàn)二氧化碳的“零排放”。
作為經(jīng)濟大省和制造大省,廣東實現(xiàn)“雙碳”目標面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。一是能源消費結(jié)構(gòu)以化石能源為主的格局沒有根本性改變。2019年,廣東煤品、油品和天然氣等化石能源消費量占總能源消費量超七成。二是能源消費總量和二氧化碳排放持續(xù)增加(見圖1)。2010-2019年,廣東經(jīng)濟發(fā)展直接帶動能源消費總量從2.55億噸標準煤增長至3.41億噸標準煤,年平均增長3.3%;因能源消費產(chǎn)生的二氧化碳排放量從4.78億噸增長至5.56億噸,年平均增長1.7%??梢钥吹?,廣東碳排放量仍處于上升態(tài)勢,其中尤以第二產(chǎn)業(yè)為重。中國碳核算數(shù)據(jù)庫(CEADs)數(shù)據(jù)顯示,2019年廣東碳排放量前四的行業(yè)依次是電力蒸汽熱水生產(chǎn)供應(yīng)業(yè),非金屬礦物制品業(yè),交通運輸、倉儲及郵電通信業(yè)和黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)。三是碳排放強度降低的難度越來越大。近年來,廣東在碳排放強度指標上排放強度明顯下降。2010-2020年的十年間,廣東以碳排放強度累計下降超44%的優(yōu)異成績超額完成國家下達的節(jié)能減排目標,實現(xiàn)以較少的能源消費支撐較快的經(jīng)濟增長。但隨著廣東經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展,以及低碳工作進入深水區(qū),碳排放強度下降難度可能會越來越大。
圖1 廣東能源消費和碳排放總量趨勢
另一方面,作為我國首批低碳試點省份,廣東以新發(fā)展理念為引領(lǐng),始終堅持“綠水青山就是金山銀山”,積極響應(yīng)國家工作部署,持續(xù)扎實推進應(yīng)對氣候變化工作,初步具備碳達峰的基礎(chǔ)條件。
一是經(jīng)濟發(fā)展水平較高。2020年廣東人均生產(chǎn)總值(GDP)達1.28萬美元(按當年平均匯率計算),常住人口城鎮(zhèn)化率達74.2%,第三產(chǎn)業(yè)占比達56.5%,現(xiàn)代服務(wù)業(yè)增加值占服務(wù)業(yè)比重達64.7%,初步形成以戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)為先導(dǎo)、先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為主體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),接近部分發(fā)達國家和地區(qū)碳達峰時的經(jīng)濟水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。二是能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。以核能、風電、光伏為代表的清潔能源比例大幅提高。截至2020年年底,全省新能源發(fā)電裝機規(guī)模已達6089萬千瓦(其中核電裝機1614萬千瓦,氣電裝機2838萬千瓦,風電、光伏、生物質(zhì)發(fā)電裝機1637萬千瓦)。三是碳交易市場機制建設(shè)成效顯著。2020年度,廣東共有245家控排企業(yè)和23家新建項目納入碳排放管理和交易,全部來自電力、水泥、鋼鐵、石化、造紙和民航6個行業(yè)。截至2020年年底,全省碳排放額累計成交1.72億噸,累計成交額35.61億元,占全國碳交易試點的38%,兩指標均列全國第一。通過碳交易,廣東企業(yè)節(jié)能減碳意識顯著提升,全省超過80%的控排企業(yè)實施節(jié)能減碳技術(shù)改造,60%企業(yè)實現(xiàn)碳強度下降。
一是在新能源領(lǐng)域處于國內(nèi)領(lǐng)先。廣東在風力發(fā)電機組、逆變器、高效太陽能電池和集熱器、氫燃料電池電堆等領(lǐng)域的研發(fā)制造處于全國領(lǐng)先地位,氫能利用、儲能技術(shù)、充電樁和智能電網(wǎng)建設(shè)位居全國前列,自主品牌“華龍一號”三代核電技術(shù)達到國際先進水平,天然氣水合物連創(chuàng)試采紀錄。新能源技術(shù)的突破催生了一批優(yōu)勢特色企業(yè),形成了以中國廣核集團有限公司、廣東明陽電氣有限公司等骨干企業(yè)帶動,重大項目支撐、上下游企業(yè)集聚發(fā)展的態(tài)勢。
二是形成相對完善的節(jié)能環(huán)保裝備產(chǎn)業(yè)鏈條。作為節(jié)能環(huán)保裝備大省,廣東在節(jié)能環(huán)保裝備產(chǎn)業(yè)全鏈條中均擁有國內(nèi)知名的企業(yè)和機構(gòu),在垃圾處理、火電廠脫硫等領(lǐng)域的部分技術(shù)和裝備水平處于國內(nèi)領(lǐng)先地位,在尾氣檢測設(shè)備、在線監(jiān)測儀器設(shè)備等環(huán)保裝備制造領(lǐng)域占據(jù)國內(nèi)同類產(chǎn)品市場半壁江山,相關(guān)技術(shù)走在全國前列。
三是引領(lǐng)新能源汽車發(fā)展走在全國前列。近年來,廣東堅持創(chuàng)新引領(lǐng),依托較為完整的汽車產(chǎn)業(yè)體系和雄厚的電子信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),不僅吸引豐田、本田等跨國品牌扎根廣東,還培育出比亞迪、傳祺、小鵬汽車、廣汽蔚來等自主品牌和新能源造車新勢力,逐步形成具有跨界融合的信息與通信技術(shù)(ICT)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,深度進行縱向與橫向的產(chǎn)業(yè)協(xié)同,加快具有技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新以及模式創(chuàng)新等特點的智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。據(jù)廣東省統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示,2015-2020年,廣東新能源汽車產(chǎn)量從1.89萬輛增長至20.87萬輛,增長超過10倍;全省城市公交電動化率為93.5%,其中廣州、深圳、珠海、汕尾已實現(xiàn)公交車100%電動化。
四是綠色創(chuàng)新平臺建設(shè)持續(xù)推進。廣東充分整合省內(nèi)外科研院所、高校、企業(yè)等創(chuàng)新資源,相繼成立并建設(shè)先進能源科學與技術(shù)廣東省實驗室、中國科學院廣州能源研究所、廣東省綠色技術(shù)科技協(xié)同創(chuàng)新中心、廣東省互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心等多個國家級和省級綠色創(chuàng)新平臺,為提升廣東綠色低碳產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力,推動廣東經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展注入新的發(fā)展動能。
在科技創(chuàng)新支撐體系方面,引導(dǎo)低碳前沿技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)化的低碳創(chuàng)新體系亟待完善,國家級和省級聯(lián)合創(chuàng)新平臺建設(shè)推進緩慢,高級創(chuàng)新人才缺乏,企業(yè)研發(fā)投入不足,關(guān)鍵核心技術(shù)、設(shè)備和材料依賴進口,如電氣領(lǐng)域的風電軸承、高參數(shù)火電閥門、核電焊材等一批關(guān)鍵零部件、原材料被國外“卡脖子”。省內(nèi)企業(yè)注重自身碳排放的損益、科研院所關(guān)注碳排放前沿技術(shù)以及產(chǎn)學研結(jié)合程度有待提高。
在新能源技術(shù)研發(fā)利用方面,缺少帶動力和控制力強的龍頭企業(yè),產(chǎn)業(yè)配套和集聚效應(yīng)不夠明顯,風能、太陽能發(fā)電裝機規(guī)模明顯低于蘇浙魯?shù)仁》?,地熱能、海洋能、天然氣水合物等資源豐富的新能源尚處于示范、試采階段,電網(wǎng)建設(shè)不能滿足大規(guī)模新能源發(fā)電發(fā)展需求。
在綠色低碳技術(shù)轉(zhuǎn)型方面,水泥、鋼鐵、石化等高碳行業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模、固定投資規(guī)模大,技術(shù)和裝備更新成本高,新技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用比例低,企業(yè)缺乏綠色技術(shù)替代的動力。在促進交通運輸行業(yè)低碳化發(fā)展方面,替代汽油的動力電池技術(shù)、替代柴油的燃料電池技術(shù)以及人工智能(AI)、大數(shù)據(jù)等賦能的數(shù)字交通技術(shù)等在實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型上仍無法提供有效支撐。
從發(fā)展路徑來看,“十四五”是實現(xiàn)“雙碳”目標技術(shù)路線確立和發(fā)展的重要時期,廣東不僅需要對現(xiàn)有低碳技術(shù)有較為清晰的認識,還需要以前瞻的視角、發(fā)展的眼光,預(yù)見、預(yù)判新技術(shù)或潛在技術(shù)可能,全面加強相關(guān)低碳、零碳技術(shù)發(fā)展的全局性部署,持續(xù)優(yōu)化碳中和路徑選擇。
關(guān)于“雙碳”技術(shù)的發(fā)展路線,目前已有諸多相關(guān)部門如電力、工業(yè)、建筑和交通等從各自系統(tǒng)的角度進行了梳理和分析,但缺乏一個較為完整的“雙碳”技術(shù)發(fā)展路線圖。圖2從碳排放與碳吸收兩個角度出發(fā),納入供給側(cè)、需求側(cè)分析,對已有的低碳技術(shù)進行大致梳理。供給側(cè)減排主要圍繞電力系統(tǒng)與能源系統(tǒng)兩大板塊進行技術(shù)盤點,需求側(cè)減排以行業(yè)為主要標尺進行技術(shù)歸類。
圖2 碳中和技術(shù)圖譜
在掌握現(xiàn)有低碳技術(shù)的應(yīng)用場景后,還需要關(guān)注技術(shù)背后應(yīng)用產(chǎn)業(yè)所處的生命周期,判斷其發(fā)展前景,為相關(guān)低碳技術(shù)的后續(xù)發(fā)展提供支持。表1總結(jié)了部分低碳技術(shù)手段的優(yōu)先發(fā)展順序。
表1 碳中和技術(shù)前景分析
廣東作為經(jīng)濟大省,以傳統(tǒng)化石能源為主的能源消費需求大,但傳統(tǒng)化石能源資源不足,對外依存度高。同時,作為臨海省份,廣東具有豐富的水、風、光等資源,且近年來在培育發(fā)展氫能、儲能、智慧能源等新興產(chǎn)業(yè)上進展良好,省內(nèi)強大的制造能力和電子信息產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢也為低碳技術(shù)的發(fā)展提供較好的發(fā)展基礎(chǔ)和較條件。根據(jù)廣東能源消費結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點,我們認為,“十四五”期間廣東低碳技術(shù)的發(fā)展應(yīng)聚焦于以下方向:
一是零碳電力技術(shù)。加大新型儲能技術(shù)研發(fā),通過分布式能源、虛擬電廠、智能電網(wǎng)等技術(shù)方案,提高零碳電力使用效率和安全性,加快突破高效鈍化發(fā)射極和背面電池技術(shù)(PERC),加強太陽能光伏關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用,開展低風速、大容量、抗臺風、防鹽霧風電機組技術(shù)攻關(guān),構(gòu)建水、風、光等資源利用—可再生發(fā)電—終端用能優(yōu)化匹配技術(shù)體系,實現(xiàn)光伏、風電、核電關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控。構(gòu)建高比例非化石電力生產(chǎn)及利用體系,加快高比例可再生能源電力系統(tǒng)技術(shù)部署,推動電網(wǎng)側(cè)儲能合理化布局,加強新能源高效消納利用能力建設(shè)。加強電氣化技術(shù)研發(fā)與推廣,加快工業(yè)、交通、建筑等終端能源使用部門再電氣化進程,全面提高電氣化率。
二是零碳非電能源技術(shù)。圍繞打造多渠道、多元化氫能供給體系,加快化石能源制氫與碳捕集、利用與封存(CCUS)1CCUS是指碳捕集、利用與封存技術(shù),即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進行提純,繼續(xù)投入到接下來的生產(chǎn)過程中,實現(xiàn)對碳的循環(huán)再利用。耦合等藍氫技術(shù)部署,完善以綠氫為核心的生產(chǎn)、存儲、運輸、應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新,加快綠氫燃
料電池研發(fā)進程,推動非化石能源、核能制氫規(guī)?;?,探索發(fā)展其他氫能的可能性。部署以氫能、生物燃料等作為燃料的革命性工藝路線,加快生物質(zhì)能、氨能等技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研究及推廣。圍繞工業(yè)、交通、建筑等部門實現(xiàn)深度脫碳需求,開展零碳非電能源技術(shù)試點示范,加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化。
三是綠色新材料技術(shù)與資源循環(huán)利用技術(shù)。圍繞鋼鐵、水泥等基礎(chǔ)材料的環(huán)境負荷重、能源效率低等問題,突破其高性能化、減量化和綠色化改造等關(guān)鍵技術(shù),提高鋼鐵、水泥等基礎(chǔ)材料的利用效率,嚴格控制增量,支持在原料脫碳、工藝技術(shù)清潔改造,CCUS加裝、全流程節(jié)能等環(huán)節(jié)的科技創(chuàng)新,開展先進生產(chǎn)示范。面向資源節(jié)約,布局研發(fā)碳循環(huán)利用技術(shù),開發(fā)不同種類廢棄物再利用技術(shù)和節(jié)能環(huán)保技術(shù),如研發(fā)甲烷、氧化亞氮等非二氧化碳類溫室氣體的減排、回收和替代等關(guān)鍵技術(shù)。開展能源系統(tǒng)集約化、智能化、精細化管理優(yōu)化研究,提高系統(tǒng)智能化水平和能源利用效率。
四是負排放技術(shù)和增匯技術(shù)。開展多種負排放技術(shù)前瞻性研究,加大CCUS在多場景和規(guī)模化應(yīng)用的技術(shù)研發(fā),推動工業(yè)/能源部門深度脫碳,重點部署B(yǎng)ECCS以及DAC3DAC是指直接空氣捕集技術(shù),即從空氣中捕集二氧化碳并轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品封存起來。1 ,這是實現(xiàn)碳中和的重要技術(shù)路徑,是其他領(lǐng)域很難完全實現(xiàn)零排放時所需的技術(shù)。另一方面,構(gòu)建并完善不同碳中和目標約束的地球系統(tǒng)模型,并基于地球系統(tǒng)模型開展太陽輻射管理等地球工程技術(shù)研發(fā)和可行性研究。加大基于自然生態(tài)系統(tǒng)的固碳增匯技術(shù)方案研發(fā)力度,前瞻性部署土壤、海洋等碳儲技術(shù),在發(fā)揮農(nóng)業(yè)、林業(yè)等碳匯技術(shù)作用的基礎(chǔ)上,充分利用廣東海域遼闊、岸線漫長、灘涂廣布的有利條件,開展紅樹林、海草床、鹽沼濕地等典型生態(tài)系統(tǒng)的固碳機制、增匯途徑和評估方法科學研究,加強海洋藍碳儲量核算研究,為藍色碳匯技術(shù)提供理論和技術(shù)支撐。
五是耦合集成與優(yōu)化技術(shù)。聚焦能源體系零碳轉(zhuǎn)型升級、工業(yè)產(chǎn)品綠色低碳發(fā)展、各終端消費部門近零排放等,及時掌握和評估相應(yīng)脫碳、零碳和負排放技術(shù)發(fā)展進程。以低碳革命為契機,著力解決制約綠色低碳技術(shù)發(fā)展的因素,促進不同技術(shù)單元集成耦合,最大限度地挖掘相應(yīng)技術(shù)的減排潛力,協(xié)同溫室氣體與污染物減排,促進社會經(jīng)濟各部分全鏈條低碳/脫碳綠色轉(zhuǎn)型。瞄準廣東亟需增強適應(yīng)技術(shù)研發(fā),結(jié)合5G、云計算、區(qū)塊鏈、人工智能、大數(shù)據(jù)等新興數(shù)字技術(shù)及系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù),開展技術(shù)融合優(yōu)化工程示范。
實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革,不僅需要技術(shù)創(chuàng)新的引領(lǐng)支撐,也需要制度建設(shè)和政策機制創(chuàng)新提供保障。結(jié)合廣東的實際,為進一步強化科技創(chuàng)新在促進“雙碳”目標實現(xiàn)中的支撐引領(lǐng)作用,提出如下對策建議。
一是由省科技管理部門牽頭研究制定碳達峰、碳中和科技創(chuàng)新頂層設(shè)計,加快制定出臺相關(guān)行動方案,做好碳達峰增量控制、碳中和減排技術(shù)攻關(guān)等頂層設(shè)計。要將創(chuàng)新性低碳和負排放技術(shù)的發(fā)展納入廣東重點支持的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展框架,加強革命性技術(shù)研發(fā)和戰(zhàn)略性技術(shù)儲備。二是建立并完善宏觀協(xié)調(diào)管理機制。加快建立涵蓋科技、發(fā)改、環(huán)境、能源、工業(yè)、交通等部門的宏觀協(xié)調(diào)管理機制,壓實各方責任,發(fā)揮政策合力,共同推動支撐“雙碳”目標下各領(lǐng)域科技創(chuàng)新及技術(shù)成果推廣應(yīng)用,以更大力度推進節(jié)能減排,與社會經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境治理協(xié)同增效。
一是制定低碳、零碳和負排放等技術(shù)發(fā)展路線圖。通過制定和更新綠色氫能、高比例可再生能源電力系統(tǒng)、CCUS等關(guān)鍵低碳技術(shù)和革命性技術(shù)研發(fā)路線圖,明確技術(shù)發(fā)展路徑、關(guān)鍵節(jié)點及資金需求,調(diào)動行業(yè)和市場力量,鼓勵科研人員在低碳科技方面進行自由探索。二是在“雙碳”關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域完善產(chǎn)學研合作機制,鼓勵產(chǎn)學研等各類創(chuàng)新主體加強協(xié)作,加大對優(yōu)勢科研機構(gòu)和團隊支持力度,以研促產(chǎn)、以產(chǎn)帶研,建立和完善長效穩(wěn)定支持機制,從科研和運用層面實現(xiàn)技術(shù)和成本的突破,推動節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。三是強化綠色低碳技術(shù)戰(zhàn)略科技力量,充分整合省內(nèi)外科研院所、高校、企業(yè)等創(chuàng)新資源,在低碳前沿技術(shù)領(lǐng)域建設(shè)國家級和省級創(chuàng)新平臺,推動建設(shè)一批綠色低碳技術(shù)重大科學裝置,重點解決綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新的“卡脖子”問題。加速低碳新技術(shù)從實驗室到市場的轉(zhuǎn)換,打造市場化應(yīng)用的技術(shù)和成本優(yōu)勢。
加快構(gòu)建適應(yīng)廣東需求的能源基礎(chǔ)設(shè)施。大力推動“海上風電領(lǐng)跑工程”“太陽能產(chǎn)業(yè)壯大工程”等重點工程建設(shè),充分發(fā)揮區(qū)域資源稟賦和技術(shù)優(yōu)勢,安全高效發(fā)展核電,規(guī)?;_發(fā)海上風電,因地制宜發(fā)展分散式陸上風電,大力推進太陽能發(fā)電和集熱,示范開發(fā)海洋能。實施粵港澳大灣區(qū)智能電網(wǎng)重點工程和示范項目,依托人工智能等數(shù)字技術(shù)加快建設(shè)智能變電站、多能互補綜合能源網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建適應(yīng)大規(guī)模新能源接入并滿足分布式能源“即插即用”要求的全省智能化電網(wǎng)。推動儲能規(guī)?;l(fā)展,形成源-網(wǎng)-荷-儲全面布局。優(yōu)化完善廣東電動汽車充電設(shè)施布局,強化充電保障能力,實現(xiàn)車、樁與智能電網(wǎng)靈活互動。穩(wěn)步推進加氫站、氫油綜合能源補給站和液氫站建設(shè),初步建成與氫能應(yīng)用相適應(yīng)的供氫網(wǎng)絡(luò)。
一是加強創(chuàng)新政策與金融市場工具的協(xié)同,擴大可持續(xù)的低碳投融資規(guī)模,通過政策激勵低碳金融產(chǎn)品和工具創(chuàng)新,降低零碳創(chuàng)新的成本和風險,完善“募、投、管、退”機制,逐步構(gòu)建多層次、多功能和流動性強的碳金融市場體系。結(jié)合廣東碳交易市場建設(shè)、綠色金融體系優(yōu)化完善等工作,更大范圍推廣、更大力度培育相關(guān)技術(shù),充分利用市場化工具鼓勵節(jié)能和低碳創(chuàng)新型企業(yè)發(fā)展,吸引社會資本加大對低碳技術(shù)的投資力度。二是推動低碳、零碳和負排放技術(shù)標準的建立與更新,注意與國際主流標準的對比、轉(zhuǎn)化與銜接。加大對低碳、零碳和負排放技術(shù)的保護和扶持,完善低碳、零碳和負排放技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護,對于新技術(shù)給予一定的稅收優(yōu)惠,以及進行政府采購和技術(shù)授權(quán)等,加強技術(shù)成果轉(zhuǎn)化、應(yīng)用與推廣。