丁仲禮院士：碳中和的戰(zhàn)略邏輯和技術(shù)需求

 

能源消費(fèi)端的減碳有兩個(gè)關(guān)鍵詞，一是替代，二是重建。所謂替代就是用綠電、綠氫、地?zé)岬确翘寄茉刺娲鷤鹘y(tǒng)的煤、油、氣，而重建則強(qiáng)調(diào)在替代過(guò)程中，一系列工藝過(guò)程需要重新建立。

對(duì)此，我們可分九個(gè)領(lǐng)域，對(duì)能源消費(fèi)端的低碳化所需研發(fā)的技術(shù)或替代方式分別作出簡(jiǎn)單介紹：

1、建筑部門應(yīng)在三個(gè)方面發(fā)力。首先是對(duì)建筑本身作出節(jié)能化改造；其次是針對(duì)城市的建筑用能，包括取暖/制冷和家庭炊事等，均應(yīng)以綠電和地?zé)釣橹?；農(nóng)村的家庭用能，則可采用屋頂光伏+淺層地?zé)?生活沼氣+太陽(yáng)能集熱器+外來(lái)綠電的綜合互補(bǔ)方式。

2、交通部門可著眼于五個(gè)方面。未來(lái)私家車以純電動(dòng)車為主；重卡、長(zhǎng)途客運(yùn)可以氫燃料電池為主；鐵路運(yùn)輸以電氣化改造為主，特殊地形和路段可采用氫燃料電池，同時(shí)發(fā)展磁懸浮高速列車；船舶運(yùn)輸行業(yè)中的內(nèi)河航運(yùn)可用蓄電池，遠(yuǎn)航宜用氫燃料電池或以二氧化碳排放相對(duì)較少的液化天然氣作為動(dòng)力；航空則可用生物航空煤油達(dá)到低碳目標(biāo)。

3、鋼鐵行業(yè)碳排放主要來(lái)自煉焦和焦炭煉鐵，它可分兩階段實(shí)現(xiàn)低碳化。第一階段是對(duì)煉焦?fàn)t、高爐等的余熱、余能作充分利用，同時(shí)用鋼化聯(lián)產(chǎn)的方式把煉鋼高爐中的副產(chǎn)品充分利用起來(lái)。第二階段是逐步用新的低碳化工藝取代傳統(tǒng)工藝，研發(fā)和完善富氧高爐煉鋼工藝，煉鋼過(guò)程中以綠氫作還原劑取代焦炭，對(duì)廢鋼重?zé)捰枚塘鞒糖鍧崯掍摷夹g(shù)等。

4、我國(guó)建材行業(yè)的排放主要來(lái)自水泥、陶瓷、玻璃的生產(chǎn)，其中80%來(lái)自水泥。建材行業(yè)低碳化應(yīng)從三方面研發(fā)技術(shù)，一是用電石渣、粉煤灰、鋼渣、硅鈣渣、各類礦渣代替石灰石作為煅燒水泥的原料，從原料利用上減少碳排放的可能性；二是煅燒水泥時(shí)，盡可能用綠電、綠氫、生物質(zhì)替代煤炭；三是用綠電作能源生產(chǎn)陶瓷和玻璃。

5、化工排放來(lái)自兩大方面，一是生產(chǎn)過(guò)程用煤、天然氣作能源，二是用煤、油、氣作原材料生產(chǎn)化工產(chǎn)品時(shí)的“減碳”，比如用煤生產(chǎn)乙烯，需要加氫減碳，其中加的氫如果不是綠氫，就會(huì)有碳排放，減的碳一般會(huì)作為二氧化碳排放到大氣中。因此，化工行業(yè)的低碳化應(yīng)從四個(gè)方面入手，一是蒸餾、焙燒等工藝過(guò)程用綠電、綠氫；二是對(duì)余熱、余能作充分的利用；三是適當(dāng)控制煤化工規(guī)模，條件許可時(shí)盡量用天然氣作原料；四是對(duì)二氧化碳作捕集—利用處理。

6、有色工業(yè)中的碳排放主要來(lái)自選礦、冶煉兩個(gè)過(guò)程，在整個(gè)冶金行業(yè)排放中，鋁工業(yè)排放占比在80%以上，因?yàn)殡娊怃X工藝用碳素作陽(yáng)極，碳素在電解過(guò)程中會(huì)被氧化成二氧化碳排放。因此，冶金工業(yè)的低碳化一是在選礦、冶煉過(guò)程中盡可能用綠電；二是研發(fā)綠色材料取代電解槽中的碳素陽(yáng)極；三是對(duì)電解槽本身作出節(jié)能化改造；四是對(duì)鋁廢金屬作回收再生利用。

7、在其他工業(yè)領(lǐng)域中，食品加工業(yè)、造紙業(yè)、纖維制造業(yè)、紡織行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)等也有一定量的碳排放，其排放來(lái)源主要有兩個(gè)方面：一是生產(chǎn)加工過(guò)程中用的煤、油、氣，二是其廢棄物產(chǎn)生的排放。這些行業(yè)的低碳化改造主要在于用綠電替代化石能源，同時(shí)做好廢棄物的回收再利用。

8、服務(wù)業(yè)是一個(gè)龐大的領(lǐng)域，但服務(wù)業(yè)以“間接排放”為主，即服務(wù)業(yè)用電一般被統(tǒng)計(jì)到電力系統(tǒng)碳排放中，運(yùn)輸過(guò)程中的用油一般被統(tǒng)計(jì)到交通排放中，建筑物中的用能（包括餐飲業(yè)的用氣）則被統(tǒng)計(jì)到建筑排放中，似乎“直接排放”的量并不大。但這樣說(shuō)，并不是說(shuō)服務(wù)業(yè)可以置身于低碳化之事外，恰恰相反，服務(wù)業(yè)亦有可以“主動(dòng)作為”的地方，這一方面是大力做好節(jié)能工作，另一方面是盡可能用電能替代化石能源的使用。

9、農(nóng)業(yè)的碳排放主要來(lái)自農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用，與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)中的畜牧養(yǎng)殖業(yè)以及種植業(yè)是甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）的主要排放源，而這二者的溫室效應(yīng)能力是同當(dāng)量二氧化碳的數(shù)十倍至數(shù)百倍。從這樣的前提出發(fā)，農(nóng)業(yè)的低碳化一是農(nóng)業(yè)機(jī)械用綠電、綠氫替代柴油作動(dòng)力；二是從田間管理的角度，挖掘能減少甲烷和氧化亞氮排放但不影響作物產(chǎn)量的技術(shù)；三是研發(fā)出減少畜牧業(yè)碳排放的技術(shù)；四是盡可能增加農(nóng)業(yè)土壤的碳含量。

根據(jù)這九方面的介紹，我們可以看出：在能源消費(fèi)端用綠電、綠氫等替代煤、油、氣，從理論上講是不難做到的，但工藝和設(shè)備的再造重建絕不是一件簡(jiǎn)單的事。同時(shí)我們也可以想象，這樣的替代和重建一定會(huì)增加最終消費(fèi)品的成本。所以說(shuō)，替代和重建需要時(shí)間。 本`文-內(nèi).容.來(lái).自：中`國(guó)^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com