一、雙碳目標(biāo)是一場(chǎng)以能源去碳化為標(biāo)志的技術(shù)革命

碳達(dá)峰、碳中和將引發(fā)以去碳化為標(biāo)志的科技革命，催生基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的一系列新理論新方法新手段，孕育一系列重大顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，帶來(lái)新產(chǎn)業(yè)、新交通、新建筑、新能源和新的發(fā)展方式，為社會(huì)各界和全球科學(xué)家提供廣闊的創(chuàng)新合作平臺(tái)和空間。中國(guó)科技部部長(zhǎng)王志剛認(rèn)為，碳達(dá)峰碳中和將帶來(lái)一場(chǎng)由科技革命引起的經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境的重大變革，其意義不亞于三次工業(yè)革命。他希望，通過(guò)科技創(chuàng)新形成中國(guó)未來(lái)低碳發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；要系統(tǒng)設(shè)計(jì)碳達(dá)峰碳中和科技創(chuàng)新支撐體系結(jié)構(gòu)，形成科技引領(lǐng)碳達(dá)峰碳中和的“四梁八柱”；要堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向下的問(wèn)題導(dǎo)向，做好科技需求分析，明確科技創(chuàng)新的思路和重點(diǎn)。

縱觀每次能源革命或工業(yè)革命，都是由某種交通工具帶動(dòng)整體的發(fā)展與變革。如第一次能源革命是蒸汽機(jī)帶動(dòng)了煤炭的大規(guī)模發(fā)展；第二次能源革命是內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車帶動(dòng)了石油的發(fā)展，石油成為當(dāng)時(shí)政治、經(jīng)濟(jì)、外交、金融等方面的重要載體。而今，可再生能源的開(kāi)發(fā)利用成為第三次工業(yè)革命的重要?jiǎng)恿�，不僅將替代石油，電、氫及其載體(如氨)可能成為新的能源載體，繼而形成一個(gè)全新的能源體系。

現(xiàn)階段，我國(guó)使用最多的是煤炭、石油、天然氣、可再生能源與核能等五大能源。我國(guó)的碳排放主要來(lái)源于化石能源的利用�！吨腥A人民共和國(guó)氣候變化第二次兩年更新報(bào)告》顯示，能源活動(dòng)是我國(guó)溫室氣體的主要排放源，約占全部二氧化碳排放的86.8%。在能源生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)中，化石能源又占據(jù)極其重要的地位。盡管化石能源占比已經(jīng)大幅度下降，到2020年仍然占56.8%。

發(fā)展化石能源清潔高效利用技術(shù)，我國(guó)進(jìn)行了大量的研發(fā)。鋼鐵、水泥、化工等二氧化碳排放大戶，碳排放主要與生產(chǎn)工藝技術(shù)相關(guān)；實(shí)現(xiàn)工藝流程再造是碳減排的關(guān)鍵及核心技術(shù)。將化石能源中碳基分子轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)品和新材料，實(shí)現(xiàn)化石能源的高值、高效和清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)路線，我國(guó)也進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與攻關(guān)部署。

比如，科技部依托國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，在煤炭清潔高效利用和新型節(jié)能技術(shù)、可再生能源與氫能技術(shù)、儲(chǔ)能與智能電網(wǎng)技術(shù)等方面部署了一系列研究，還將啟動(dòng)“碳中和關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”重點(diǎn)專項(xiàng)。中科院完成了“應(yīng)對(duì)氣候變化的碳收支認(rèn)證及相關(guān)問(wèn)題”“低階煤清潔高效梯級(jí)利用關(guān)鍵技術(shù)與示范”等項(xiàng)目，啟動(dòng)了“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”先導(dǎo)專項(xiàng)，以推進(jìn)多能融合關(guān)鍵技術(shù)示范與應(yīng)用。

無(wú)論是能源生產(chǎn)端低碳化，還是能源消費(fèi)端提效，都離不開(kāi)技術(shù)創(chuàng)新的支撐。從這個(gè)意義上說(shuō)，碳達(dá)峰、碳中和將成為未來(lái)技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新的競(jìng)技場(chǎng)。實(shí)現(xiàn)我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，既要材料、能源和制造工藝等方面的技術(shù)更新迭代，也要工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域的挖潛提效，提高能源利用效率。沒(méi)有顛覆性技術(shù)，沒(méi)有系統(tǒng)性社會(huì)變革，沒(méi)有綠色革命，不可能實(shí)現(xiàn)碳中和。

雙碳將是一場(chǎng)綠色革命，構(gòu)建全新的零碳產(chǎn)業(yè)體系，將引發(fā)數(shù)百萬(wàn)億投資與產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。

二、新能源可再生能源發(fā)展仍面臨諸多的技術(shù)經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)

誰(shuí)在零碳技術(shù)創(chuàng)新中占據(jù)領(lǐng)先地位，誰(shuí)就是新賽道上的領(lǐng)跑者，誰(shuí)就有可能引領(lǐng)下一輪產(chǎn)業(yè)革命。太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮艿瓤稍偕�能源，利用過(guò)程不排放二氧化碳，對(duì)環(huán)境更為友好。

近年來(lái)，我國(guó)積極布局和大力發(fā)展可再生能源產(chǎn)業(yè)。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，“十三五”期間我國(guó)水電、風(fēng)電、光伏、在建核電裝機(jī)規(guī)模等多項(xiàng)指標(biāo)保持世界第一。到2020年底，我國(guó)清潔能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模增至10.83億千瓦，占總裝機(jī)比重接近50%。與化石能源不同，可再生能源，無(wú)論是太陽(yáng)能、風(fēng)能，還是生物質(zhì)能、海洋潮汐能等，都存在能量密度低、時(shí)空分布不均衡、發(fā)電不穩(wěn)定、成本較高（初期尤其如此）等特點(diǎn)，成為其規(guī)�；瘧�(yīng)用的瓶頸。

在這樣的情況下，要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)，提升我國(guó)在低碳環(huán)保領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和儲(chǔ)備。打通能源之間的聯(lián)系，促進(jìn)多能互補(bǔ)、取長(zhǎng)補(bǔ)短、溫度對(duì)口、梯級(jí)利用，這是能源變革勢(shì)在必行之舉；研究開(kāi)發(fā)能源轉(zhuǎn)化途徑，減少傳統(tǒng)能源利用中的二氧化碳排放、抑或?qū)⒍�氧化碳轉(zhuǎn)化為高碳含量的材料；發(fā)展大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)以有效解決電網(wǎng)運(yùn)行安全、電力電量平衡、可再生能源消納等問(wèn)題；氫能及儲(chǔ)能技術(shù)、先進(jìn)安全核能技術(shù)、二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)等協(xié)同推進(jìn)。

能源領(lǐng)域的綠色低碳發(fā)展，要突破儲(chǔ)能、智能電網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)，支撐構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系。工業(yè)領(lǐng)域，要發(fā)展原料、燃料替代和工藝革新技術(shù)，推動(dòng)鋼鐵、水泥等高碳產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)工藝流程的零碳再造。交通領(lǐng)域，要加快發(fā)展新能源汽車技術(shù)，形成公路綠色低碳運(yùn)輸方式。建筑領(lǐng)域，在建筑表面安裝光伏發(fā)電設(shè)備；在建筑中采用分布式蓄電，通過(guò)充電樁與新能源汽車智能連接；在建筑內(nèi)部直流配電，實(shí)現(xiàn)建筑柔性用電，發(fā)展形成“光儲(chǔ)直柔”智能系統(tǒng)。要發(fā)展碳匯和碳捕集利用與封存等負(fù)排放技術(shù)，還應(yīng)發(fā)展非二氧化碳溫室氣體減排技術(shù)。要加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)集成耦合創(chuàng)新，注重顛覆性技術(shù)創(chuàng)新。

2020年10月，千噸級(jí)“液態(tài)陽(yáng)光”合成示范項(xiàng)目成功運(yùn)行，利用可再生能源發(fā)電、電解水生產(chǎn)“綠氫”，并將二氧化碳加氫轉(zhuǎn)化為“綠色”甲醇等液體燃料（李燦院士提出的“液體陽(yáng)光”）；或通過(guò)太陽(yáng)能、電廠余熱及其二氧化碳的直接利用生產(chǎn)油氣（所謂的等離激元技術(shù)，已經(jīng)在七臺(tái)河電廠中試成功），均可能成為實(shí)現(xiàn)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的有益探索；而什么樣的技術(shù)起主導(dǎo)作用，應(yīng)當(dāng)更好地發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用。

碳達(dá)峰、碳中和是一項(xiàng)極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。電力和能源過(guò)程脫碳化是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的關(guān)鍵，既要從可再生能源、核能、資源循環(huán)高效利用、智能交通、綠色建筑等方面提前做好技術(shù)儲(chǔ)備，也要從政策制度上給予保障。立足當(dāng)下，必須創(chuàng)新發(fā)展理念，綜合利用政策、法律、經(jīng)濟(jì)、行政、宣傳等手段為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)營(yíng)造內(nèi)外部環(huán)境，推進(jìn)國(guó)內(nèi)外的低碳治理。

許多專家認(rèn)為，太陽(yáng)能、風(fēng)能的發(fā)電成本已經(jīng)與煤炭發(fā)電具有競(jìng)爭(zhēng)性。這是真的嗎？

掐頭去尾，僅從發(fā)電這一塊看，太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電的成本真的與煤電相近了，但在太陽(yáng)能發(fā)電的時(shí)間之外呢？用什么來(lái)保障能源的正常供應(yīng)？

現(xiàn)在的可再生能源還沒(méi)有更多的好辦法，還需要人為可以控制的電力來(lái)保障。同樣，有專家認(rèn)為，太陽(yáng)能、風(fēng)能是“負(fù)碳”的。這是真的嗎？

如果僅看發(fā)電這一塊，好像是真的；但光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)鏈非常長(zhǎng)，從含硅礦石的開(kāi)采、硅的提取、多晶硅和單晶硅的生產(chǎn)、光伏發(fā)電板的生產(chǎn)，報(bào)廢光伏發(fā)電板的回收處理等，就是“天上掉下來(lái)”的嗎？就不需要耗能和排放二氧化碳嗎？

估計(jì)只有稍微有些常識(shí)的人就不會(huì)這么認(rèn)為。

三、構(gòu)建未來(lái)的能源體系，還有許多技術(shù)亟待攻克

放眼未來(lái)，碳達(dá)峰碳中和是一場(chǎng)關(guān)于新技術(shù)、新市場(chǎng)的賽跑，經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革必將孕育全新的科學(xué)技術(shù)和工程，中國(guó)第一次真正意義上在變革中與發(fā)達(dá)國(guó)家同場(chǎng)競(jìng)技。在“雙碳”目標(biāo)下，能源生產(chǎn)、消費(fèi)、結(jié)構(gòu)等均將出現(xiàn)革命性的變化，是傳統(tǒng)的化石能源為主的能源體系要轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥稍偕�能源為主�?dǎo)、多能互補(bǔ)的低碳能源體系，并帶動(dòng)我國(guó)能源及相關(guān)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和綠色低碳發(fā)展。必須加快前沿研究，加快先進(jìn)共性技術(shù)的推廣應(yīng)用，大力優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高用能效率。

我國(guó)《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016—2030年）》提出，到2030年，建成與國(guó)情相適應(yīng)的完善的能源技術(shù)創(chuàng)新體系，能源技術(shù)水平整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，進(jìn)入世界能源技術(shù)強(qiáng)國(guó)行列。部署了15個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域：煤炭無(wú)害化開(kāi)采技術(shù)，非常規(guī)油氣和深層、深海油氣開(kāi)發(fā)技術(shù)，煤炭清潔高效利用技術(shù)，二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)，先進(jìn)核能技術(shù)，乏燃料后處理與高放廢物安全處理處置技術(shù)，高效太陽(yáng)能利用技術(shù)，大型風(fēng)電技術(shù)，氫能與燃料電池技術(shù)，生物質(zhì)、海洋、地?zé)崮芾�用技術(shù)，高效燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)，現(xiàn)代電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以及節(jié)能與能效提升技術(shù)。

2015年中國(guó)工程院?jiǎn)��?dòng)“我國(guó)能源技術(shù)革命體系戰(zhàn)略研究”重大咨詢項(xiàng)目，從核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、儲(chǔ)能、油氣、煤炭、水能、生物質(zhì)能、智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)融合等九大能源技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展研究，制定了前瞻性技術(shù)（2020年）、創(chuàng)新性技術(shù)（2030年）和顛覆性技術(shù)（2050年）三階段發(fā)展的能源技術(shù)路線。近年來(lái)，能源科技進(jìn)步，能源清潔低碳加速轉(zhuǎn)型成為全球發(fā)展趨勢(shì)，不僅伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，也是能源科技進(jìn)步的重要驅(qū)動(dòng)力，科技進(jìn)步與能源轉(zhuǎn)型相互促進(jìn)，正在深刻改變能源發(fā)展的前景。

低成本可再生能源技術(shù)是能源科技發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。在風(fēng)能領(lǐng)域，未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向主要有大功率風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)運(yùn)維與故障診斷、大功率無(wú)線輸電的高空風(fēng)力發(fā)電技術(shù)等。在太陽(yáng)能領(lǐng)域，需要重點(diǎn)發(fā)展太陽(yáng)能光熱發(fā)電、薄膜電池技術(shù)、太陽(yáng)能制氫技術(shù)、可穿戴柔性輕便太陽(yáng)電池技術(shù)等。油氣領(lǐng)域的低成本技術(shù)也是能源科技發(fā)展關(guān)注的焦點(diǎn)。到2050年，油氣在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比仍將保持在50%左右，成為業(yè)界共識(shí)。在近期儲(chǔ)量增長(zhǎng)最快的深水油氣領(lǐng)域，浮式天然氣生產(chǎn)、處理、液化、儲(chǔ)存和卸載一體化平臺(tái)（FLNG）及海底生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用，再加上結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，生產(chǎn)成本可降至每桶50美元以下。低成本油氣技術(shù)發(fā)展方向。在地球物理勘探方面，主要包括智能高效采集技術(shù)、基于深度學(xué)習(xí)的地球物理資料自動(dòng)處理和解釋技術(shù)，以及物探全過(guò)程智能管理技術(shù)等。在油氣田生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方面，主要包括基于大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)的新一代人工智能油田技術(shù)、石油工業(yè)智能云網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)，以及人工智能機(jī)器人技術(shù)等。

碳減排問(wèn)題是全球性問(wèn)題，僅靠中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰不僅困難而且影響有限，更需要我們保持開(kāi)放的心態(tài)，積極拓展與世界各國(guó)的碳減排合作，共同促進(jìn)“一帶一路”綠色發(fā)展，積極參與全球氣候治理，在全球氣候議題中發(fā)揮更加重要的作用。

關(guān)于技術(shù)創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)有關(guān)部門和專家總結(jié)為：

我國(guó)的技術(shù)創(chuàng)新走了一條跟跑、并跑到局部領(lǐng)跑的路子。

從實(shí)踐看，國(guó)外許多技術(shù)乃至裝備并沒(méi)有成熟，由于我國(guó)的引進(jìn)和不斷改進(jìn)，使之得到廣泛應(yīng)用，但專利費(fèi)是不能少的。

記得十多年前，參加科技部支持5000萬(wàn)的一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目（山東一家化肥廠引進(jìn)的德士古爐）評(píng)估，在使用中已將煤粉噴嘴增加到多個(gè)，但原創(chuàng)還是人家的。

從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度看，跟跑是最省勁的。如果我們看一下世界長(zhǎng)跑之類的競(jìng)賽，最初的領(lǐng)跑者不一定是最終的勝利者，取決于“領(lǐng)跑者”的耐久力。

而今，許多的技術(shù)我們買不到了，需要自己創(chuàng)新解決“卡脖子”問(wèn)題了。

需要大聲吶喊：技術(shù)創(chuàng)新！資助知識(shí)產(chǎn)權(quán)！保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)！

也需要避免，我們不能做人家觀點(diǎn)、思路、技術(shù)的傳話筒、代言人。