＊史益博

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 黑龍江 150006）

在經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程中，倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)，建設(shè)生態(tài)文明，已是當(dāng)今世界的主題。在今后的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中，要對(duì)建筑進(jìn)行全方位地推動(dòng)，要發(fā)展生態(tài)、低碳的經(jīng)濟(jì)，要加強(qiáng)節(jié)能、減排的工作。以科技創(chuàng)新促進(jìn)節(jié)能減排為戰(zhàn)略研究積極地推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，構(gòu)建一個(gè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會(huì)，這也是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)重要內(nèi)容。

1.科技創(chuàng)新促進(jìn)節(jié)能減排的影響

(1)科技創(chuàng)新對(duì)減少能源消耗的影響

①發(fā)電領(lǐng)域的科技創(chuàng)新。科技創(chuàng)新不斷推動(dòng)發(fā)電行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，并提高了發(fā)電效率。引入了高效渦輪機(jī)、高效燃燒器等技術(shù)來(lái)提高火力發(fā)電廠的效率，降低碳排放。例如，2021年一份由牛津布魯克斯大學(xué)所做的最新研究顯示，豎直風(fēng)機(jī)在大型風(fēng)電場(chǎng)中比普通風(fēng)機(jī)的效率要高得多，而且兩臺(tái)豎直風(fēng)機(jī)配合使用，其效率可提高15%[1]。我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的世界第一臺(tái)超臨界氣體發(fā)電機(jī)組于2022年正式投入運(yùn)行，該機(jī)組的綜合性能遠(yuǎn)超我國(guó)已有的氣體發(fā)電機(jī)組，不僅具有超高的出力，而且具有“低碳”“綠色”等特點(diǎn)，較同類機(jī)組每年可減排85萬(wàn)噸以上[1]。

②建筑能源利用效率的提高。科技創(chuàng)新在建筑領(lǐng)域也起到了重要的促進(jìn)作用。通過(guò)開(kāi)發(fā)新一代的節(jié)能燈具、高效空調(diào)系統(tǒng)等技術(shù)，可以降低建筑物的能耗。同時(shí)，還可以利用智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑物的智能能源管理，進(jìn)一步提高能源利用效率。

③工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的節(jié)能?？萍紕?chuàng)新在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中也發(fā)揮著重要的作用。引入智能制造、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，可以優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，降低能源消耗。通過(guò)精細(xì)化的數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化控制，可以在不降低生產(chǎn)效率的情況下，降低能源消耗。

(2)科技創(chuàng)新對(duì)減少排放的影響

①火力發(fā)電行業(yè)的碳排放減少。目前我國(guó)發(fā)電供熱用煤占全國(guó)煤炭生產(chǎn)總量的50%左右。全國(guó)大約90%的二氧化硫排放量由煤電產(chǎn)生，80%的二氧化碳排放量由煤電排放量。火力發(fā)電是主要的能源消耗領(lǐng)域之一，也是重要的碳排放來(lái)源。通過(guò)科技創(chuàng)新，不斷優(yōu)化火力發(fā)電過(guò)程，減少碳排放是解決空氣污染問(wèn)題的重要方向之一。例如，優(yōu)化燃燒器和燃燒過(guò)程，降低碳排放；引入碳捕獲和封存技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排。

②交通運(yùn)輸領(lǐng)域的碳排放減少。交通運(yùn)輸是另一個(gè)重要的碳排放領(lǐng)域。科技創(chuàng)新可以改進(jìn)交通方式，減少尾氣排放。例如，發(fā)展電動(dòng)汽車技術(shù)可以減少汽車尾氣的碳排放；引入無(wú)人駕駛技術(shù)，通過(guò)智能交通管理系統(tǒng)，優(yōu)化交通流量，降低能源消耗。

③工業(yè)制造過(guò)程的污染物排放減少。在工業(yè)制造過(guò)程中，科技創(chuàng)新可以提供更環(huán)保的生產(chǎn)方式，減少有害氣體和其他污染物的排放。例如，開(kāi)發(fā)新型催化劑、引入高效過(guò)濾和回收技術(shù)，可以減少排放的污染物；應(yīng)用新的清潔生產(chǎn)工藝，減少?gòu)U物產(chǎn)生和排放。

3.目前科技的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排新技術(shù)

(1)碳捕獲和封存技術(shù)

碳捕獲和封存技術(shù)是重要的技術(shù)手段，有助于減少二氧化碳排放，應(yīng)對(duì)全球氣候變化。雖然該技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)和問(wèn)題，但隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和政策的支持，其具有廣闊的發(fā)展前景。我們需要加大科研投入，不斷優(yōu)化碳捕獲和封存技術(shù)，解決技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性等方面的問(wèn)題，推動(dòng)該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

(2)碳捕獲和封存技術(shù)的原理

①碳捕獲技術(shù)

碳捕獲技術(shù)主要有物理吸收、化學(xué)吸收和膜分離等方法。物理吸收利用溶劑或氣體吸附劑將CO2從工業(yè)廢氣中吸收出來(lái)；化學(xué)吸收則通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將CO2與吸收劑反應(yīng)生成可再生產(chǎn)氣；膜分離則利用半透膜的選擇性過(guò)濾性質(zhì)將CO2與其他氣體分離。

碳封存技術(shù)主要有地質(zhì)封存、海底封存和礦物化封存等方法。地質(zhì)封存是將捕獲的CO2壓入地下深層儲(chǔ)層中，利用地層特性將CO2安全地封存起來(lái)；海底封存是將CO2壓入海底的地質(zhì)層中，使用水體壓力和低溫條件保持其穩(wěn)定；礦物化封存是通過(guò)與礦物反應(yīng)將CO2轉(zhuǎn)化為無(wú)害的礦物形式，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期甚至永久存儲(chǔ)。

②碳捕獲和封存技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

A.燃煤發(fā)電。燃煤發(fā)電是二氧化碳排放的重要來(lái)源，碳捕獲和封存技術(shù)可以在燃燒過(guò)程中捕獲二氧化碳，并將其封存于地下或海底，從而減少大氣中的二氧化碳排放。工業(yè)過(guò)程許多工業(yè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，如鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)。碳捕獲和封存技術(shù)可以在這些過(guò)程中捕獲二氧化碳，避免其直接排放，并將其安全地封存起來(lái)。

B.氣田勘探與開(kāi)采。碳捕獲和封存技術(shù)可以與氣田勘探與開(kāi)采技術(shù)結(jié)合使用，將捕獲的二氧化碳封存在已經(jīng)采空的油氣田中，從而提高油氣的采收率，并將二氧化碳永久封存。

C.碳捕獲和封存技術(shù)的挑戰(zhàn)與問(wèn)題。a.技術(shù)成本和能源效益碳捕獲和封存技術(shù)存在高昂的技術(shù)成本，包括捕獲、輸送、封存和監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)。同時(shí)，該技術(shù)也會(huì)對(duì)能源效益產(chǎn)生一定的影響，因?yàn)椴东@和封存過(guò)程需要耗費(fèi)額外的能源。地下封存需要找到適合的地質(zhì)儲(chǔ)層，并確保封存過(guò)程中二氧化碳不會(huì)泄漏到地表或水體中，保證封存的穩(wěn)定性和安全性。b.法規(guī)和公眾接受度。碳捕獲和封存技術(shù)的推廣還涉及法規(guī)政策和公眾的接受度。目前，尚缺乏相關(guān)的法規(guī)和政策，限制了碳捕獲和封存技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。公眾對(duì)于封存地點(diǎn)的選擇、環(huán)境影響和風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知等問(wèn)題也存在一定的擔(dān)憂。c.政策支持和合作機(jī)制。越來(lái)越多的國(guó)家和地區(qū)開(kāi)始重視碳捕獲和封存技術(shù)的應(yīng)用，制定政策和引導(dǎo)措施，提供政策支持和資金保障。同時(shí)，國(guó)際合作機(jī)制也有助于促進(jìn)該技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

(3)生物質(zhì)能源

①生物質(zhì)資源的現(xiàn)狀。生物質(zhì)發(fā)電是利用生物質(zhì)中的生物質(zhì)能進(jìn)行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電的一種，包括農(nóng)林廢棄物直接燃燒發(fā)電、農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電、沼氣發(fā)電?！吨袊?guó)能源》2021-09-162448刊期回顧了我國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)十五年來(lái)的發(fā)展歷程，并在此過(guò)程中取得了顯著成績(jī)。至2020年末，從全國(guó)來(lái)看，以農(nóng)林業(yè)廢棄物為燃料，總投資為1330億元，已建成和投產(chǎn)的直燃式生物質(zhì)發(fā)電廠452座，總裝機(jī)容量1330萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量510億千瓦時(shí)，年上網(wǎng)電量446.2億千瓦時(shí)，年利用原料7000萬(wàn)噸，年度農(nóng)民增收200億元。截至2020年末，以城市生活垃圾為燃料的總投資約為3250億元，已建成并投產(chǎn)的631座直燃式生活垃圾發(fā)電廠，總裝機(jī)容量1533萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量778.3億千瓦時(shí)，年上網(wǎng)電量642.9億千瓦時(shí)，年處理垃圾量1.4億噸[3]。從這一點(diǎn)來(lái)看，生物質(zhì)能工業(yè)的發(fā)展為精準(zhǔn)扶貧、生態(tài)環(huán)境治理以及溫室氣體減排做出了很大的貢獻(xiàn)。

②生物質(zhì)資源的轉(zhuǎn)化技術(shù)。A.直接燃燒技術(shù)。目前，最簡(jiǎn)單的方法是直接燃燒，但該方法的轉(zhuǎn)化率很低，污染也很嚴(yán)重。在國(guó)內(nèi)，采用的是傳統(tǒng)的燃燒木材的方法，熱效率只有5%～10%。推廣節(jié)柴灶，可以使節(jié)柴灶具的熱效率提高20%～30%，節(jié)省木材30%～50%，是一項(xiàng)技術(shù)簡(jiǎn)單、易于推廣、效益明顯的節(jié)能措施。目前所研制的生物質(zhì)壓塊燃料，其熱效率高、環(huán)境友好。B.熱化學(xué)轉(zhuǎn)化。生物質(zhì)能的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化指的是在一定的溫度和條件下，用化學(xué)方法將生物質(zhì)氣化、炭化、熱解和催化液化，生產(chǎn)燃料（氣態(tài)、液態(tài)）和化學(xué)物質(zhì)的技術(shù)。主要采用氣化法，熱分解法，有機(jī)溶劑萃取法。C.生物化學(xué)轉(zhuǎn)化。生物化學(xué)轉(zhuǎn)化是利用微生物的發(fā)酵法，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)或氣態(tài)的能源。這是一種新型的生物燃料-生物質(zhì)-乙醇的制氫工藝。

③生物質(zhì)能源的應(yīng)用。A.生物質(zhì)熱能的利用。生物質(zhì)熱能主要用于供熱、供暖和工業(yè)用熱等。木材、秸稈等生物質(zhì)資源可以直接燃燒，產(chǎn)生熱能，替代傳統(tǒng)的煤炭和天然氣熱能。B.生物質(zhì)電力的生產(chǎn)。生物質(zhì)發(fā)電是通過(guò)生物質(zhì)的燃燒、氣化或發(fā)酵得到熱能或燃?xì)?，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。生物質(zhì)發(fā)電可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源發(fā)電，減少碳排放。

(4)生物質(zhì)能源的發(fā)展前景與挑戰(zhàn)

生物質(zhì)能源具有龐大的資源儲(chǔ)量和廣闊的應(yīng)用前景。隨著清潔能源需求的增加，生物質(zhì)能源將成為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要組成部分。生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用將促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境的友好保護(hù)，不過(guò)也面臨一些挑戰(zhàn)與問(wèn)題，例如資源的獲取與保障、生產(chǎn)技術(shù)與成本的優(yōu)化、環(huán)境污染問(wèn)題等。需要進(jìn)一步加大科研和技術(shù)創(chuàng)新力度，解決這些問(wèn)題，推動(dòng)生物質(zhì)能源的可持續(xù)發(fā)展。趙思語(yǔ)等人在文章《我國(guó)生物質(zhì)能源的空間分布及利用潛力分析》中指出：當(dāng)前，我國(guó)生物質(zhì)資源總量位居世界之首，但總體而言，生物質(zhì)資源具有區(qū)域差異大、不平衡等特點(diǎn)。農(nóng)業(yè)資源以華東地區(qū)、華中地區(qū)、東北地區(qū)及華北地區(qū)為主；其中，華東、華南地區(qū)的森林面積最大；工業(yè)廢棄物主要分布于華東、華中及華南；從東西部來(lái)看，城市生活垃圾具有較強(qiáng)的空間集聚性；但目前，我國(guó)畜禽糞便主要分布在西南、華中和華東地區(qū)，而這些地區(qū)又是畜牧產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)。通過(guò)對(duì)我國(guó)生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)與利用現(xiàn)狀分析，指出我國(guó)生物質(zhì)能源的總體利用率較低，有較大的發(fā)展空間。

4.以科技創(chuàng)新促進(jìn)節(jié)能減排管理機(jī)制的研究

（1）推進(jìn)制度建設(shè)與體制改革。首先，推動(dòng)和使用節(jié)能減排技術(shù)，必須建立相應(yīng)的體制機(jī)制。為此，有關(guān)部門必須強(qiáng)化制度建設(shè)，推進(jìn)機(jī)構(gòu)改革，營(yíng)造一個(gè)良好的社會(huì)氛圍。在此基礎(chǔ)上，可以建立一個(gè)試點(diǎn)單位，并根據(jù)實(shí)際需要，建立一個(gè)專門的組織，對(duì)大多數(shù)的企業(yè)進(jìn)行科學(xué)的引導(dǎo)。其次，更多地關(guān)注各部門之間的聯(lián)系，從而促進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)的實(shí)施。例如，大宗固體廢物的消減，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，它必須由多個(gè)部門共同推動(dòng)，還必須有科學(xué)和健全的機(jī)制來(lái)支持；最后，要積極推進(jìn)能源制度的改革，要化解有關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)出口矛盾。

（2）加強(qiáng)對(duì)節(jié)能降耗技術(shù)的科技攻關(guān)。在大型范圍內(nèi)推廣一系列關(guān)鍵的節(jié)電技術(shù)，并對(duì)一批先進(jìn)的節(jié)電技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)示范。強(qiáng)化對(duì)節(jié)能降耗的關(guān)鍵與共性重大技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)以及推廣應(yīng)用的追蹤與管理，并進(jìn)行一系列的調(diào)查與詢問(wèn)。加強(qiáng)對(duì)具有公益性和公共性的先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的推廣和應(yīng)用。在積極引導(dǎo)和扶持企業(yè)作為技術(shù)創(chuàng)新的主體的同時(shí)，也要發(fā)揮科研機(jī)構(gòu)以及整個(gè)社會(huì)的創(chuàng)新能力，促進(jìn)以企業(yè)為核心的產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合。

（3）淘汰落后技術(shù)、工藝和裝備。在現(xiàn)代企業(yè)中，應(yīng)該按照“強(qiáng)制淘汰一批，全面推廣一批”的原則，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備展開(kāi)調(diào)查與評(píng)價(jià)，并制定出高耗低效設(shè)備的更新淘汰清單和適用技術(shù)的推廣應(yīng)用清單。與此同時(shí)，對(duì)那些被國(guó)家明令禁止的、數(shù)量龐大、效率低下的高消耗、低效率的裝備，也應(yīng)該以公司的具體狀況為依據(jù)，采用分期、分批的強(qiáng)制淘汰的方法。除此之外，企業(yè)還應(yīng)該主動(dòng)引進(jìn)技術(shù)成熟、高效低耗、適用性強(qiáng)、效果顯著的技術(shù)、設(shè)備和工藝，從而達(dá)到從源頭上對(duì)“高耗、高排”的現(xiàn)象展開(kāi)有效的控制。

（4）加強(qiáng)節(jié)能減排技術(shù)服務(wù)體系建設(shè)。依靠骨干企業(yè)和有關(guān)的高等院校和研究機(jī)構(gòu)，培養(yǎng)以研究和開(kāi)發(fā)為目的的節(jié)能減排技術(shù)隊(duì)伍，以綜合、推廣、應(yīng)用為主的省級(jí)工程技術(shù)研究中心、企業(yè)技術(shù)中心、節(jié)能減排專業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)或組織，支持企業(yè)加大節(jié)能減排科技創(chuàng)新力度，促進(jìn)先進(jìn)適用技術(shù)集成和擴(kuò)散。積極發(fā)揮協(xié)會(huì)、節(jié)能服務(wù)組織在節(jié)能減排方面的功能，為節(jié)能減排提供技術(shù)服務(wù)、咨詢和培訓(xùn)。

（5）加強(qiáng)對(duì)節(jié)能減排科技創(chuàng)新的調(diào)研與宣傳力度。持續(xù)開(kāi)展諸如走訪和調(diào)查等對(duì)節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)進(jìn)行專項(xiàng)宣傳。努力創(chuàng)造“從我開(kāi)始，從小事開(kāi)始”的良好氛圍，從日常開(kāi)始，以身作則，“科技支撐、社會(huì)參與、全民動(dòng)員開(kāi)展節(jié)能減排”的工作局面，形成良好的社會(huì)氛圍。

5.結(jié)語(yǔ)

盡管最近幾年，我國(guó)節(jié)能減排技術(shù)取得了明顯的成果和突破，但從長(zhǎng)期來(lái)看，科技的發(fā)展是無(wú)限的，任何一個(gè)階段的進(jìn)步都可以被視為距離技術(shù)成熟更近了一步。而從短期的角度上來(lái)講，在不同的階段和時(shí)期，都會(huì)出現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步的側(cè)重點(diǎn)，只有在關(guān)鍵技術(shù)取得了進(jìn)步與突破之后，技術(shù)的發(fā)展才可以被打破。