我國尚處工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展的中后期，在未來一段時間內(nèi)，能源需求仍將持續(xù)增長，碳排放壓力仍然巨大。在保持經(jīng)濟增長的同時，如何科學(xué)把握化石能源替代與退出節(jié)奏是實現(xiàn)碳減排目標的關(guān)鍵，也是能源領(lǐng)域未來實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的最大挑戰(zhàn)。近日在接受記者采訪時，中國工程院院士、清華大學(xué)化工科學(xué)與技術(shù)研究院院長金涌對此給出了他的觀點。
“既要實現(xiàn)雙碳目標，又要保持經(jīng)濟健康穩(wěn)定發(fā)展”
圍繞碳達峰、碳中和目標，大到地方與行業(yè)、小到單個企業(yè)，紛紛拿出自己的減碳方案。其中，不乏一些蜂擁而上、過猶不及的做法。在金涌看來，減碳不僅涉及技術(shù)問題，還包括對政策、經(jīng)濟、管理等全方位考量，“傳統(tǒng)高碳發(fā)展路線必須遏制，但超出目前發(fā)展階段、不切合實際的行動同樣不可取。”
“從現(xiàn)在起到實現(xiàn)碳中和，時間跨度為40年。這要求我們把轉(zhuǎn)型路線圖排到未來40年計劃之內(nèi)，既要做好長遠、全面謀劃，也要認識到該過程不可能一蹴而就。”金涌表示，按照目標設(shè)定，我國人均GDP預(yù)計從目前的1萬美元增至2050年的4萬美元左右，經(jīng)濟快速增長難免伴隨著排放壓力。“減排絕不是不要發(fā)展，既要實現(xiàn)雙碳目標，又要保持經(jīng)濟健康穩(wěn)定發(fā)展，才是我們面臨的真正挑戰(zhàn)。”
為實現(xiàn)減碳與發(fā)展并行，降低能耗是關(guān)鍵。“每創(chuàng)造1萬元GDP，我們消耗多少能源?上世紀70年代，該數(shù)字高達17噸標煤，目前已降至約0.5噸標煤，很明顯，我國作了大量工作。”金涌坦言，同期主流發(fā)達國家的萬元GDP能耗一般維持在0.1-0.2萬噸標煤，相比之下，我國萬元GDP能耗依然偏高。“同一項傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)活動，我國能耗水平比國際先進相差約10%-30%，整體能耗水平卻落后了2-3倍，根本問題在于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。低端產(chǎn)業(yè)要發(fā)展為高質(zhì)量智能制造業(yè)，否則，我們就不可能在實現(xiàn)碳中和的同時將人均GDP翻兩番。”
金涌舉例說，目前，我國鋼鐵、水泥產(chǎn)量分別接近全球總量的一半和六成，此類初級產(chǎn)品大量存在。“我們正在由后工業(yè)化社會走向信息化、智能化社會，未來三四十年發(fā)展還需要這么多鋼鐵和水泥嗎?高能耗、低產(chǎn)值項目應(yīng)有序退出，改由低能耗、高附加值的產(chǎn)業(yè)拉動發(fā)展。但同時，產(chǎn)業(yè)替代有緩沖期、先進技術(shù)有成熟期，不是立刻‘一刀切’，必須考慮到經(jīng)濟可承受力的問題。”
從“化石燃料”走向“化石材料”是出路所在
碳達峰、碳中和目標推動新能源產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，傳統(tǒng)化石能源出路何在?“我們吃的是碳水化合物、用的是碳氫化合物，衣食住行都離不開碳元素，而化石能源恰恰含有豐富的碳。”金涌表示，由于長期被作為燃料使用，煤、油、氣燃燒產(chǎn)生大量二氧化碳，盡可能把碳“留”在產(chǎn)品中不外排，即可化解高碳問題。
怎么“留住碳”?金涌提出，應(yīng)把“化石燃料”變?yōu)?ldquo;化石材料”，用于生產(chǎn)化工等高端產(chǎn)品。以石油化工標志性產(chǎn)品乙烯為例，我國原油加工量約6億-7億噸/年，其中乙烯產(chǎn)量為3000多萬噸，僅5%左右的原油變?yōu)橐蚁?，尚有千萬噸依賴進口。“該比例若能提高，在滿足需求的同時，還可以減少排放量、提高附加值。按照傳統(tǒng)煉油技術(shù)，每煉1噸原油，汽柴油等油品占比80%，使用燃燒即大量排碳;僅20%的產(chǎn)品為石腦油，進一步加工三烯三苯，用于生產(chǎn)塑料、橡膠、纖維等必需品。若能將煉油產(chǎn)品比例倒過來，80%的原油做成材料，那么就能實現(xiàn)石油高附加值利用，并且大大減少排放。”
被視為排放“最大元兇”的煤炭，問題同樣出在利用方式上。“煤炭一燒就產(chǎn)生大量二氧化碳，如果不燒煤，用它做什么?”金涌認為，“按照現(xiàn)行技術(shù)路線，煤化工仍屬于高碳產(chǎn)業(yè)，例如煤制烯烴、煤制氫的噸二氧化碳排放分別達到17.4噸、11.3噸，因此現(xiàn)行煤化工并不是煤炭利用的最好選擇。既要把煤從燃料變?yōu)椴牧?，還要做到少排二氧化碳，才是真正理想出路。”
為此，既需要顛覆性技術(shù)，也要重視已有利用方式的更新。金涌舉例說，在褐煤中，每個碳原子伴有0.8個氫分子，后者是寶貴的化學(xué)元素。“如果能在燒之前把碳、氫分開，也就是實現(xiàn)煤的分質(zhì)利用，把其中的碳變成半焦進而生產(chǎn)化工品，剩余的氫拿出來利用，煤的利用率提升了，經(jīng)濟價值也有提高。氫、半焦都是還原劑，為進一步加工利用二氧化碳提供了可能性。”
原生資源高效加工轉(zhuǎn)化、廢棄物再資源化等方面提升空間大
在金涌看來，實現(xiàn)碳中和還需重視循環(huán)經(jīng)濟，達到“節(jié)流”與“開源”并重。
循環(huán)經(jīng)濟的典型特征是“以少產(chǎn)多”，即物盡其用、綜合利用、循環(huán)利用，以更少的能源資源消耗和環(huán)境排放，獲得更多、更高附加值和更具可持續(xù)性的產(chǎn)品和服務(wù)。“能量不可循環(huán)，但材料可以再利用，本質(zhì)是提高資源利用效率。”金涌表示，碳達峰、碳中和目標給予循環(huán)經(jīng)濟新的要求。
統(tǒng)計顯示，“十三五”期間，我國主要資源產(chǎn)出率提高26%左右，這是反映經(jīng)濟系統(tǒng)資源利用效率水平的綜合性指標。在此基礎(chǔ)上，國家發(fā)改委印發(fā)的《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》提出，2025年主要資源產(chǎn)出率較2020年提高約20%的目標。“按可比口徑計算，我國資源產(chǎn)出率水平與發(fā)達國家相比還有較大差距。一是結(jié)構(gòu)性原因，我國仍處于大量消耗資源的快速城鎮(zhèn)化和大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段，而發(fā)達國家已邁過這個時期。二是技術(shù)性原因，我國在原生資源高效加工轉(zhuǎn)化、廢棄物再資源化等方面的技術(shù)和管理水平還有較大提升空間。”金涌稱。
金涌建議，除了重視技術(shù)原始創(chuàng)新，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟還需加強資源利用效率監(jiān)測和評估，提升統(tǒng)計數(shù)據(jù)對循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的支撐能力，并以此作為督促和引導(dǎo)各領(lǐng)域開展循環(huán)經(jīng)濟工作的“指示器”和“風(fēng)向標”。由于物質(zhì)資源社會代謝過程的復(fù)雜性，完成這項任務(wù)需要統(tǒng)計部門和不同行業(yè)、領(lǐng)域相關(guān)主體付出更多努力。
“為減少能源消耗，聯(lián)合國環(huán)境署早已提出全民參與理念。比如，洗完衣服不甩干，而是自然晾干，每人每天可少排碳2.3千克;每少用1立方米天然氣，可減少2.1千克碳排放;每節(jié)約1立方米的水，可減少約0.2千克碳排放。”金涌表示，低碳環(huán)保離不開全民參與，很多生活細節(jié)的改變均有助于二氧化碳減排。
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