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中國工程院院士杜祥琬:雙碳目標下的未來能源核心是什么?

2022-07-12 17:12    雙碳目標  杜祥琬  核聚變  碳排放  碳中和

“能(neng)(neng)(neng)源轉型大勢下,能(neng)(neng)(neng)源核心資產(chan)將不(bu)再是(shi)煤礦和油氣田,而是(shi)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源技術的創新(xin)開(kai)發能(neng)(neng)(neng)力(li),以及對新(xin)能(neng)(neng)(neng)源關鍵礦物質的掌控(kong)及新(xin)材料(liao)的科學創新(xin)。”7月8日(ri),在第三屆未來(lai)能(neng)(neng)(neng)源大會上,中國(guo)工程院(yuan)院(yuan)士、國(guo)家(jia)氣候(hou)變化專家(jia)委(wei)員會名譽(yu)主任杜祥琬作出上述表示。


“能(neng)源(yuan)轉(zhuan)型大(da)勢下,能(neng)源(yuan)核(he)心資產將不再(zai)是煤礦(kuang)和油氣田,而(er)是新(xin)能(neng)源(yuan)技術的創(chuang)新(xin)開(kai)發能(neng)力,以及(ji)對新(xin)能(neng)源(yuan)關鍵礦(kuang)物質的掌控及(ji)新(xin)材(cai)料的科(ke)學創(chuang)新(xin)。”7月8日(ri),在第(di)三屆未來能(neng)源(yuan)大(da)會(hui)上,中國工程(cheng)院院士(shi)、國家氣候變化專家委(wei)員會(hui)名譽主任(ren)杜祥琬作出上述(shu)表示(shi)。

杜(du)祥琬稱,煤、油、氣等化石(shi)能(neng)源(yuan)的(de)發現和利(li)用,極大(da)地提(ti)高了(le)(le)勞動生(sheng)(sheng)產率(lv),使人類(lei)由農耕文明(ming)(ming)進入了(le)(le)工(gong)業革命,這是一輪(lun)全球性的(de)能(neng)源(yuan)革命。工(gong)業革命在帶來巨大(da)進步的(de)同(tong)時,也產生(sheng)(sheng)了(le)(le)日(ri)益嚴(yan)重的(de)環境問題(ti)、氣候變化問題(ti)和不(bu)可持續性。現在非(fei)化石(shi)能(neng)源(yuan)的(de)巨大(da)進步,正(zheng)在推(tui)動人類(lei)由工(gong)業革命走向生(sheng)(sheng)態文明(ming)(ming),這是又(you)一輪(lun)深刻的(de)能(neng)源(yuan)革命。

走過農耕文(wen)(wen)明、工業(ye)文(wen)(wen)明的人類,正在邁向生態(tai)文(wen)(wen)明。在這個(ge)過程當(dang)中,能(neng)夠跟上時代進(jin)步的能(neng)源會在未來(lai)社會找(zhao)到自(zi)己的位(wei)置(zhi)。

杜祥琬認為,未來一次能源的主流可以概括為核聚變。核聚變有兩類。

一(yi)類(lei)是(shi)太陽(yang)上的(de)核聚變,即太陽(yang)能(neng)。廣義的(de)太陽(yang)能(neng)包括光伏、光熱(re)。實際上,風能(neng)好、生物質能(neng)都(dou)來自于太陽(yang)能(neng)。它(ta)們是(shi)清潔、低碳(tan)、零碳(tan)和可再(zai)生的(de)。

第二類,地(di)球(qiu)上的受控核(he)(he)聚(ju)變,也稱為人造太陽。目前是裂變核(he)(he)電站在(zai)支撐(cheng)核(he)(he)電。業(ye)內正在(zai)突破人造太陽受控核(he)(he)聚(ju)變。

杜祥琬認為(wei),“富煤、缺油、少氣”已經不能準確(que)描述中國(guo)的能源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)稟賦(fu)(fu)。豐(feng)富的可再生能源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan),已經成(cheng)為(wei)中國(guo)能源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)稟賦(fu)(fu)的重要(yao)組成(cheng)部分。全(quan)國(guo)已經開發(fa)的可再生能源(yuan)(yuan)不到技術可開發(fa)資源(yuan)(yuan)量的十分之一。這意味著,能源(yuan)(yuan)低(di)碳(tan)轉型中,中國(guo)的資源(yuan)(yuan)基礎(chu)十分豐(feng)厚。

在杜(du)祥(xiang)琬(wan)看(kan)來,碳(tan)(tan)達(da)(da)(da)峰、碳(tan)(tan)中(zhong)(zhong)和(he)是走向未(wei)來能源(yuan)的(de)兩(liang)個里程碑。但需要指出的(de)是,碳(tan)(tan)達(da)(da)(da)峰不是沖高(gao)(gao)峰,也不是攀高(gao)(gao)峰,而是要根據碳(tan)(tan)中(zhong)(zhong)和(he)目標來實現碳(tan)(tan)達(da)(da)(da)峰,可以說(shuo)是碳(tan)(tan)中(zhong)(zhong)和(he)的(de)一個基礎和(he)條件。

杜祥(xiang)琬表示,在目前以(yi)化(hua)石能(neng)源(yuan)為主的能(neng)源(yuan)結構(gou)下,無論是實(shi)現碳(tan)達峰還是碳(tan)中和,節能(neng)、提(ti)效(xiao)是戰略之首。綠色低(di)碳(tan)的第一能(neng)源(yuan)是節能(neng)、提(ti)效(xiao),這是保障(zhang)中國能(neng)源(yuan)供需安(an)全、環境安(an)全,以(yi)及氣候變(bian)化(hua)安(an)全的要素(su)。

杜祥琬認為,實(shi)現(xian)碳(tan)達峰(feng)的(de)基本(ben)路(lu)徑是,在經(jing)濟高質(zhi)量增長(chang)的(de)同時(shi),進一步降低碳(tan)強度(du)。碳(tan)強度(du)是指單位GDP所釋放的(de)二氧(yang)化碳(tan)。

降低碳強度主要包括兩點:一是通過節能提效來降低能源強度;二是優化能源結構。

2010年,中國能源(yuan)強度是世界平均水平的2倍,目前下(xia)降到了1.3倍。如(ru)果從1.3進(jin)步到1.0,就(jiu)意(yi)味(wei)著同樣的GDP下(xia)可以少用30%的能源(yuan)。

杜祥琬表示,降低(di)能(neng)源(yuan)強度,主要通過產業結構調整,再加上(shang)技術進步,以及企業管理(li)和成人(ren)抖(dou)音建設。在(zai)當前消費水平下,能(neng)耗(hao)如果能(neng)夠(gou)(gou)降低(di)1%,就意味著(zhu)能(neng)夠(gou)(gou)減少0.5億噸(dun)(dun)的標(biao)準煤(mei),即節(jie)約1億多噸(dun)(dun)的二氧化碳。

在優化能(neng)源結構上,一方(fang)面要實現(xian)煤炭消費(fei)盡早達峰(feng),另(ling)一方(fang)面要大力發展(zhan)非(fei)化石能(neng)源+天(tian)然氣。

中(zhong)國科學院院士、中(zhong)國電力(li)科學研究院名譽院長周孝信認為,雙碳(tan)目標(biao)的(de)(de)(de)實施路徑(jing),核(he)心(xin)在于兩個(ge)(ge)構建:一個(ge)(ge)是(shi)構建清潔低(di)碳(tan)安全高效的(de)(de)(de)能源體(ti)(ti)系(xi)(xi);二是(shi)構建以新能源為主體(ti)(ti)的(de)(de)(de)新型電力(li)系(xi)(xi)統。

具體(ti)來講,即中國未(wei)來要重點(dian)控制(zhi)(zhi)化石能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)總量(liang),著力(li)提高(gao)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)利用(yong)效能(neng)(neng),實施可(ke)再生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)替代以(yi)及深化電力(li)體(ti)制(zhi)(zhi)改(gai)革。

杜祥琬也認為(wei),實現碳中和(he),需(xu)要構建以(yi)新(xin)能源為(wei)主體的新(xin)型電力(li)系統(tong),比如縱(zong)向的源網荷儲一體化,橫向多能互補,要把新(xin)能源、可(ke)再生(sheng),特別是有間(jian)歇性的風能、太陽(yang)能和(he)智能電網和(he)各(ge)種(zhong)儲能技術、各(ge)種(zhong)靈活性資源相集成,以(yi)使電力(li)系統(tong)具備(bei)柔性和(he)平衡(heng)功能,達(da)到優質(zhi)電力(li)輸出(chu)。

此外,需要注意的是,雖然(ran)風(feng)能(neng)、太(tai)陽能(neng)是可再生能(neng)源,但生產可再生能(neng)源的設備材料里,有一些新的礦物質屬于(yu)不可再生。

杜祥琬表示,要(yao)解(jie)決(jue)這些資源不可再(zai)生的(de)問(wen)題,需(xu)要(yao)發(fa)展(zhan)循環經濟,將到期后的(de)太陽能風能進行回收,成為可以循環利用的(de)資源。




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