生態(tài)固碳增匯/負(fù)排放關(guān)鍵技術(shù)體系
負(fù)
碳排放關(guān)鍵技術(shù)包括生態(tài)固碳增匯、CCUS、直接空氣碳捕集(DAC)和碳循環(huán)利用等,這些技術(shù)重點(diǎn)解決生產(chǎn)活動(dòng)中無(wú)法通過(guò)技術(shù)手段
減排的碳,是實(shí)現(xiàn)
碳中和目標(biāo)技術(shù)組合的重要組成部分。
生態(tài)固碳增匯技術(shù)是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的有力技術(shù)手段
系統(tǒng)部署生態(tài)固碳增匯技術(shù)需要攻克一系列前沿?zé)狳c(diǎn)
問(wèn)題,既需要在采樣相對(duì)不足的地區(qū)開(kāi)展更多的實(shí)地觀(guān)測(cè),研發(fā)和優(yōu)化可正確刻畫(huà)碳循環(huán)復(fù)雜過(guò)程的地球系統(tǒng)模型;又需要繼續(xù)投資于天基衛(wèi)星觀(guān)測(cè),建立生態(tài)碳儲(chǔ)量核算、
碳匯能力提升潛力評(píng)估等方法,研究生態(tài)碳匯的關(guān)鍵影響因素與演化規(guī)律,評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)增匯潛力及風(fēng)險(xiǎn)。此外,需要大力發(fā)展海洋碳匯技術(shù)——海洋儲(chǔ)碳周期可達(dá)數(shù)千年,負(fù)排潛力巨大。
CCUS是應(yīng)對(duì)全球氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)之一
CCUS 規(guī)模化部署仍然面臨一系列關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn),前沿?zé)狳c(diǎn)方向包括:CCUS 與新能源體系的耦合發(fā)展、第二代捕集技術(shù)、化學(xué)鏈捕集技術(shù)、Allam 循環(huán)、低成本及低能耗的 CCUS 技術(shù)研究等。目前,第一代捕集技術(shù)發(fā)展?jié)u趨成熟,但成本和能耗偏高;而第二代捕集技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)或小試階段,待技術(shù)成熟后,其能耗和成本會(huì)比成熟的第一代技術(shù)降低30% 以上,2035 年前后有望大規(guī)模推廣應(yīng)用。化學(xué)鏈捕集技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室階段,還未實(shí)現(xiàn)工程示范。生物利用技術(shù)總體處于初期發(fā)展階段。涉及 CCUS 過(guò)程的新型捕集技術(shù)、生物利用技術(shù)、CCUS 規(guī)模化驅(qū)替技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)防控能力的研究將是未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。
DAC是減少分布源碳排放的有效技術(shù)途徑
DAC 能夠?qū)?shù)以?xún)|計(jì)的
交通工具等分布源排放的二氧化碳進(jìn)行捕集處理,從而有效降低大氣中的二氧化碳濃度,前沿?zé)狳c(diǎn)方向包括:開(kāi)發(fā)新型吸附劑、新型接觸器、低成本的高容量 DAC 用再生材料、DAC系統(tǒng)的低碳
電力耦合研究等。全球發(fā)展 DAC 的動(dòng)力正在不斷增長(zhǎng)。然而,DAC 在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展還處于初級(jí)階段,在實(shí)現(xiàn)商用之前還有很長(zhǎng)的路要走;預(yù)計(jì)到 2030 年實(shí)現(xiàn) DAC 技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)建,2040 年實(shí)現(xiàn) DAC 技術(shù)實(shí)用化。
碳循環(huán)利用是構(gòu)建碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)不可或缺的關(guān)鍵一環(huán)
碳循環(huán)利用是實(shí)現(xiàn)
碳減排的重要途徑,也是世界性
難題。目前,二氧化碳資源化利用產(chǎn)業(yè)化研究中化學(xué)轉(zhuǎn)化資源化利用、生物轉(zhuǎn)化資源化利用是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。碳循環(huán)利用技術(shù)有望到 2030 年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。轉(zhuǎn)化路徑和高效催化劑研究、以二氧化碳為原料的高附加值化學(xué)品轉(zhuǎn)化、燃料轉(zhuǎn)化技術(shù)將是未來(lái)研究的主要方向。目前,碳循環(huán)利用技術(shù)處于初級(jí)階段,預(yù)計(jì) 2040 年左右碳循環(huán)產(chǎn)品將得到廣泛使用。
結(jié)語(yǔ)與啟示
1加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)科學(xué)引導(dǎo)研發(fā)創(chuàng)新
加強(qiáng)碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略頂層設(shè)計(jì),分析不同行業(yè)能源相關(guān)碳排放現(xiàn)狀和機(jī)制,探討能源相關(guān)減排技術(shù)潛力。密切跟蹤國(guó)際綠色科技前沿?zé)狳c(diǎn)研究,制定支撐碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的中長(zhǎng)期技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖和行動(dòng)方案,明確主要目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)和時(shí)間節(jié)點(diǎn)。
2強(qiáng)化核心關(guān)鍵技術(shù)的科學(xué)攻關(guān)
推動(dòng)新一代可再生能源、綠氫、儲(chǔ)能、智慧能源、綠色
化工、零能耗建筑、新能源交通、綠色智能社會(huì)等前沿技術(shù)、顛覆性技術(shù)的重點(diǎn)突破。加快推進(jìn)高效
節(jié)能低碳技術(shù)及 CCUS、生態(tài)增匯等技術(shù)示范應(yīng)用,推動(dòng)新一代數(shù)字化技術(shù)在清潔能源、節(jié)能和能效等領(lǐng)域的融合創(chuàng)新。
3打造貫通創(chuàng)新價(jià)值鏈的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)
探索碳減排、碳零排、碳負(fù)排等關(guān)鍵技術(shù)的共性科學(xué)問(wèn)題,開(kāi)展從基礎(chǔ)研究、技術(shù)創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)化的全鏈條攻關(guān)。構(gòu)建支撐碳中和目標(biāo)能源技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)學(xué)研全鏈條創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),促進(jìn)創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈深度融合,促進(jìn)成果的高效轉(zhuǎn)化。
4構(gòu)建科學(xué)高效的創(chuàng)新平臺(tái)體系
建立科技創(chuàng)新平臺(tái)體系是產(chǎn)出高水平成果,培育高層次人才,實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新的重要組織形式和有效手段。因此,為了更好推動(dòng)支撐碳中和目標(biāo)的能源科技創(chuàng)新,需要優(yōu)化布局面向碳中和重大科技需求的國(guó)家科技創(chuàng)新基地體系,設(shè)立相應(yīng)的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程研究中心、國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心等,建立穩(wěn)定的支持機(jī)制和聯(lián)合攻關(guān)機(jī)制。