一、雙碳目標是一場以能源去碳化為標志的技術(shù)革命
碳達峰、碳中和將引發(fā)以去碳化為標志的科技革命，催生基礎研究領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，為社會各界和全球科學家提供廣闊的創(chuàng)新合作平臺和空間。中國科技部部長王志剛認為，碳達峰碳中和將帶來一場由科技革命引起的經(jīng)濟社會環(huán)境的重大變革，其意義不亞于三次工業(yè)革命。他希望，通過科技創(chuàng)新形成中國未來低碳發(fā)展的競爭優(yōu)勢；要系統(tǒng)設計碳達峰碳中和科技創(chuàng)新支撐體系結(jié)構(gòu)，形成科技引領碳達峰碳中和的“四梁八柱”；要堅持目標導向下的問題導向，做好科技需求分析，明確科技創(chuàng)新的思路和重點。
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整體的發(fā)展與變革。如第一次能源革命是蒸汽機帶動了煤炭的大規(guī)模發(fā)展；第二次能源革命是內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車帶動了石油的發(fā)展，石油成為當時政治、經(jīng)濟、外交、金融等方面的重要載體。而今，可再生能源的開發(fā)利用成為第三次工業(yè)革命的重要動力，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，繼而形成一個全新的能源體系。
現(xiàn)階段，我國使用最多的是煤炭、石油、天然氣、可再生能源與核能等五大能源。我國的碳排放主要來源于化石能源的利用�！吨腥A人民共和國氣候變化第二次兩年更新報告》顯示，能源活動是我國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)和消費活動中，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)，我國進行了大量的研發(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；實現(xiàn)工藝流程再造是碳減排的關鍵及核心技術(shù)。將化石能源中碳基分子轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W品和新材料，實現(xiàn)化石能源的高值、高效和清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)路線，我國也進行了關鍵技術(shù)研發(fā)與攻關部署。
比如，科技部依托國家重點研發(fā)計劃，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“碳中和關鍵技術(shù)研究與示范”重點專項。中科院完成了“應對氣候變化的碳收支認證及相關問題”“低階煤清潔高效梯級利用關鍵技術(shù)與示范”等項目，啟動了“變革性潔凈能源關鍵技術(shù)與示范”先導專項，以推進多能融合關鍵技術(shù)示范與應用。
無論是能源生產(chǎn)端低碳化，還是能源消費端提效，都離不開技術(shù)創(chuàng)新的支撐。從這個意義上說，碳達峰、碳中和將成為未來技術(shù)進步和創(chuàng)新的競技場。實現(xiàn)我國碳達峰、碳中和目標，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、建筑等領域的挖潛提效，提高能源利用效率。沒有顛覆性技術(shù)，沒有系統(tǒng)性社會變革，沒有綠色革命，不可能實現(xiàn)碳中和。
雙碳將是一場綠色革命，構(gòu)建全新的零碳產(chǎn)業(yè)體系，將引發(fā)數(shù)百萬億投資與產(chǎn)業(yè)機遇。
二、新能源可再生能源發(fā)展仍面臨諸多的技術(shù)經(jīng)濟挑戰(zhàn)
誰在零碳技術(shù)創(chuàng)新中占據(jù)領先地位，誰就是新賽道上的領跑者，誰就有可能引領下一輪產(chǎn)業(yè)革命。太陽能、風能、水能、地熱能等可再生能源，利用過程不排放二氧化碳，對環(huán)境更為友好。
近年來，我國積極布局和大力發(fā)展可再生能源產(chǎn)業(yè)。有關數(shù)據(jù)顯示，“十三五”期間我國水電、風電、光伏、在建核電裝機規(guī)模等多項指標保持世界第一。到2020年底，我國清潔能源發(fā)電裝機規(guī)模增至10.83億千瓦，占總裝機比重接近50%。與化石能源不同，可再生能源，無論是太陽能、風能，還是生物質(zhì)能、海洋潮汐能等，都存在能量密度低、時空分布不均衡、發(fā)電不穩(wěn)定、成本較高（初期尤其如此）等特點，成為其規(guī)模化應用的瓶頸。
在這樣的情況下，要抓緊部署低碳前沿技術(shù)研究，加快推廣應用減污降碳技術(shù)，提升我國在低碳環(huán)保領域的技術(shù)優(yōu)勢和儲備。打通能源之間的聯(lián)系，促進多能互補、取長補短、溫度對口、梯級利用，這是能源變革勢在必行之舉；研究開發(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趸嫁D(zhuǎn)化為高碳含量的材料；發(fā)展大規(guī)模儲能技術(shù)以有效解決電網(wǎng)運行安全、電力電量平衡、可再生能源消納等問題；氫能及儲能技術(shù)、先進安全核能技術(shù)、二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)等協(xié)同推進。
能源領域的綠色低碳發(fā)展，要突破儲能、智能電網(wǎng)等關鍵技術(shù)，支撐構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系。工業(yè)領域，要發(fā)展原料、燃料替代和工藝革新技術(shù)，推動鋼鐵、水泥等高碳產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)工藝流程的零碳再造。交通領域，要加快發(fā)展新能源汽車技術(shù)，形成公路綠色低碳運輸方式。建筑領域，在建筑表面安裝光伏發(fā)電設備；在建筑中采用分布式蓄電，通過充電樁與新能源汽車智能連接；在建筑內(nèi)部直流配電，實現(xiàn)建筑柔性用電，發(fā)展形成“光儲直柔”智能系統(tǒng)。要發(fā)展碳匯和碳捕集利用與封存等負排放技術(shù)，還應發(fā)展非二氧化碳溫室氣體減排技術(shù)。要加強產(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“液態(tài)陽光”合成示范項目成功運行，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“液體陽光”）；或通過太陽能、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)在七臺河電廠中試成功），均可能成為實現(xiàn)我國“雙碳”目標的有益探索；而什么樣的技術(shù)起主導作用，應當更好地發(fā)揮市場機制作用。
碳達峰、碳中和是一項極為復雜的系統(tǒng)工程，事關中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類命運共同體。電力和能源過程脫碳化是實現(xiàn)該目標的關鍵，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)儲備，也要從政策制度上給予保障。立足當下，必須創(chuàng)新發(fā)展理念，綜合利用政策、法律、經(jīng)濟、行政、宣傳等手段為實現(xiàn)這一目標營造內(nèi)外部環(huán)境，推進國內(nèi)外的低碳治理。
許多專家認為，太陽能、風能的發(fā)電成本已經(jīng)與煤炭發(fā)電具有競爭性。這是真的嗎？
掐頭去尾，僅從發(fā)電這一塊看，太陽能、風能發(fā)電的成本真的與煤電相近了，但在太陽能發(fā)電的時間之外呢？用什么來保障能源的正常供應？
現(xiàn)在的可再生能源還沒有更多的好辦法，還需要人為可以控制的電力來保障。同樣，有專家認為，太陽能、風能是“負碳”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，從含硅礦石的開采、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)，報廢光伏發(fā)電板的回收處理等，就是“天上掉下來”的嗎？就不需要耗能和排放二氧化碳嗎？
估計只有稍微有些常識的人就不會這么認為。
三、構(gòu)建未來的能源體系，還有許多技術(shù)亟待攻克
放眼未來，碳達峰碳中和是一場關于新技術(shù)、新市場的賽跑，經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革必將孕育全新的科學技術(shù)和工程，中國第一次真正意義上在變革中與發(fā)達國家同場競技。在“雙碳”目標下，能源生產(chǎn)、消費、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)橐钥稍偕茉礊橹鲗�、多能互補的低碳能源體系，并帶動我國能源及相關制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和綠色低碳發(fā)展。必須加快前沿研究，加快先進共性技術(shù)的推廣應用，大力優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高用能效率。
我國《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030年）》提出，到2030年，建成與國情相適應的完善的能源技術(shù)創(chuàng)新體系，能源技術(shù)水平整體達到國際先進水平，進入世界能源技術(shù)強國行列。部署了15個重點領域：煤炭無害化開采技術(shù)，非常規(guī)油氣和深層、深海油氣開發(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)，高效太陽能利用技術(shù)，大型風電技術(shù)，氫能與燃料電池技術(shù)，生物質(zhì)、海洋、地熱能利用技術(shù)，高效燃氣輪機技術(shù)，先進儲能技術(shù)，現(xiàn)代電網(wǎng)關鍵技術(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年中國工程院啟動“我國能源技術(shù)革命體系戰(zhàn)略研究”重大咨詢項目，從核能、風能、太陽能、儲能、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)領域開展研究，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，能源科技進步，能源清潔低碳加速轉(zhuǎn)型成為全球發(fā)展趨勢，不僅伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，也是能源科技進步的重要驅(qū)動力，科技進步與能源轉(zhuǎn)型相互促進，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)展的重點領域。在風能領域，未來技術(shù)發(fā)展方向主要有大功率風電機組整機設計、風機運維與故障診斷、大功率無線輸電的高空風力發(fā)電技術(shù)等。在太陽能領域，需要重點發(fā)展太陽能光熱發(fā)電、薄膜電池技術(shù)、太陽能制氫技術(shù)、可穿戴柔性輕便太陽電池技術(shù)等。油氣領域的低成本技術(shù)也是能源科技發(fā)展關注的焦點。到2050年，油氣在一次能源消費結(jié)構(gòu)中占比仍將保持在50%左右，成為業(yè)界共識。在近期儲量增長最快的深水油氣領域，浮式天然氣生產(chǎn)、處理、液化、儲存和卸載一體化平臺（FLNG）及海底生產(chǎn)設備的應用，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)、基于深度學習的地球物理資料自動處理和解釋技術(shù)，以及物探全過程智能管理技術(shù)等。在油氣田生產(chǎn)經(jīng)營方面，主要包括基于大數(shù)據(jù)和深度學習的新一代人工智能油田技術(shù)、石油工業(yè)智能云網(wǎng)平臺技術(shù)，以及人工智能機器人技術(shù)等。
碳減排問題是全球性問題，僅靠中國實現(xiàn)碳達峰不僅困難而且影響有限，更需要我們保持開放的心態(tài)，積極拓展與世界各國的碳減排合作，共同促進“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。
關于技術(shù)創(chuàng)新，國內(nèi)有關部門和專家總結(jié)為：
我國的技術(shù)創(chuàng)新走了一條跟跑、并跑到局部領跑的路子。
從實踐看，國外許多技術(shù)乃至裝備并沒有成熟，由于我國的引進和不斷改進，使之得到廣泛應用，但專利費是不能少的。
記得十多年前，參加科技部支持5000萬的一個試點項目（山東一家化肥廠引進的德士古爐）評估，在使用中已將煤粉噴嘴增加到多個，但原創(chuàng)還是人家的。
從經(jīng)濟學角度看，跟跑是最省勁的。如果我們看一下世界長跑之類的競賽，最初的領跑者不一定是最終的勝利者，取決于“領跑者”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”問題了。
需要大聲吶喊：技術(shù)創(chuàng)新！資助知識產(chǎn)權(quán)！保護知識產(chǎn)權(quán)！
也需要避免，我們不能做人家觀點、思路、技術(shù)的傳話筒、代言人。
近期發(fā)表
