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9月20日,2024清华大学“碳中和经济”论坛在京开幕。论坛以“‘碳’寻新质生产力”为主题,来自相关领域的专家学者纷纷为低碳转型建言献策。
(来源:中国能源观察 作者:曲艺)
实现碳中和,既是应对全球气候变化的责任义务,也是加快绿色低碳转型、推进高质量发展的重要机遇。机遇之下,挑战重重。怎样应对?
中国工程院院士、中国石化董事长马永生表示,制约绿色低碳产业发展的成本问题将在技术进步的推动下逐步得到解决。
科技部中国21世纪议程管理中心原主任、国家气候变化专家委员会委员黄晶指出,科技是实现碳中和的重要支撑,应对气候变化必须紧紧依靠科学技术。
明阳新能源投资控股集团党委书记、董事长张传卫认为,新时代的中国新能源装备制造业正朝着技术高端化和产业生态化的方向发展,通过不断的技术创新,我国“双碳”战略目标务期必成,同时还可以为全球绿色能源转型贡献中国智慧与力量。
争做耐心资本、坚持长期投入
随着全球气候变化加剧,应对气候变化成为国际共识,绿色低碳发展业已成为时代潮流。“全球150多个国家已提出碳中和目标,覆盖全球94%的GDP、86%的人口和91%的碳排放量。”中国石化副总经理万涛列举道。
面对全球趋势,石油石化行业绿色低碳发展任务紧迫。国际石油公司纷纷加快低碳转型步伐,将绿色低碳战略作为竞争制高点。
万涛介绍,具体来看,国际石油公司的绿色转型主要分为四个方面:一是通过调整组织架构、业务划分等方法重塑绿色低碳战略理念;二是优化业务资产配置组合,一方面加快高碳非核心资产的剥离,另一方面,大幅度提升天然气资源的资产配置;三是布局多元能源供应体系,例如,氢能作为一种清洁高效的二次能源被称作21世纪的终极能源,成为当前石油石化行业布局的重点;四是攻坚绿色低碳技术,近年来绿色低碳技术更新迭代速度明显加快,成为石油石化行业竞争的新方向。
国内的石油企业也在持续发力。
“美丽中国因‘绿’而兴,各行各业点‘绿’成金,‘人与自然和谐共生’越发成为中国式现代化的鲜明特点。”马永生表示,作为中央能源化工企业,近年来,中国石化把“双碳”工作摆在践行“两个维护”的政治高度谋划推动,大力实施绿色低碳发展战略,制定实施碳达峰行动方案,全方位推进化石能源洁净化、洁净能源规模化、生产过程低碳化,牵头建设央企废塑料回收利用体系,引领国内“无废集团”建设。连续13年获得“中国低碳榜样”称号,成为获得该奖项次数最多的能源化工央企,绿色低碳高质量发展之路越走越宽广。
另据万涛介绍,地热、风能、光伏等新能源也成为中国石化重点发展领域。2023年,中国石化外购绿电34亿千瓦时,成为我国绿电交易消费量最大的央企。
2018年,中国石化启动国内规模最大全产业链绿色企业创建行动——绿色企业行动计划。截至2023年底,全系统113家企业完成绿色企业创建,63家单位被评为A级绿色企业,实施项目497个,节能86万吨标准煤,相当于种植2353万棵树,第一阶段各项目标任务圆满完成,同步开启第二阶段计划,力争打造600个碳中和示范引领项目,以美丽石化建设助力美丽中国建设。
马永生指出,在绿色低碳战略的不断推进中,中国石化对“绿色低碳是世界潮流,顺之者昌”这一重要论述领悟得更加深刻,实践得更加主动。“绿色低碳产业是未来30年最大的长坡赛道,敢于引领才能占据发展先机;绿色低碳产业是发展新质生产力的重要领域,勇于攻关才能打开广阔天地;发展绿色低碳产业是一项系统工程,乐于合作才能共创美好明天。”
“中国石化将继续当好产业示范者,争做耐心资本、坚持长期投入,推动绿色低碳产业大发展大突破。”马永生强调。
作为国内顶尖学府,清华大学正在这条赛道上蓄力奔跑。
中国科学院院士、清华大学校长李路明表示,“绿色”日益成为高质量发展的鲜明底色。高校作为科技第一生产力、人才第一资源、创新第一动力的重要结合点,理应在服务“双碳”战略过程中承担更多责任和发挥更大作用。清华大学坚持加强学科建设,围绕“绿色”“双碳”优化学科布局,培育新的学科增长点;强化关键核心技术攻关,推进产学研深度融合和赋能新质生产力发展;瞄准国家需求,培养一批具备跨学科创新能力、善于解决碳中和等复杂系统问题的高素质创新人才;推动全球合作,持续扩大高水平对外开放;着力推动绿色校园建设,努力在碳中和进程中发挥引领示范作用。
科技发展需与政策、市场相结合
黄晶表示,碳中和问题源于气候变化的挑战,尽管二氧化碳本身并非有害物质,但由于工业革命以来人类活动造成的过量排放对全球气候产生了严重影响,这已是当前科学界的共识。
谈及应对策略,黄晶指出,中国承诺在2060年实现碳中和,这一战略目标的实现需要处理好三个关系,即“双碳”目标与经济增长的关系,机遇与挑战的关系,以及技术、政策与市场的关系。
在黄晶看来,科技的作用是“变不可能为可能”,但是科技发展需要与政策、市场相结合,互相推动、互相促进、相得益彰。“光伏产业是这一结合的典型代表,通过技术、政策与市场的联动,推动了行业快速发展,三者之间的结合越好、交集越大,科技将‘不可能’转化为‘可能’的概率就越大。”他强调。
这种“联动”,也体现在中国石化的实践中。
为响应政策要求、满足市场需求,中国石化通过原创性科技攻关,取得了一系列具有重要影响力的绿色低碳技术成果。马永生介绍,中国石化自主研制的国内最大功率电动压裂装置加速了页岩油的开发进程,生物航煤首次成功用于国产大飞机的试飞,海南的最深地热科学探井项目也取得突破性进展。
马永生表示,中国石化将继续加强低碳、零碳、负碳核心技术的攻关,加快推动产业化应用,提升新型绿色生产力。
在炼化产业升级方面,中国石化通过区域企业整合等措施,提升产业集中度,逐步形成世界级炼化基地。此外,推动油品转化、特种油品和特色产品业务发展,加快打造新增长点。
下一步的方向在哪儿?亚太化工联盟主席、中国化工学会副理事长兼秘书长方向晨予以释疑。
“碳中和对各行各业带来了前所未有的挑战与机遇,尤其是在炼化行业,推动绿色与低碳发展是企业生存与发展的关键。”方向晨指出,对于炼化企业而言,碳减排是实现“双碳”目标的核心手段。炼化企业必须从源头减排,并通过碳资产管理助力低碳发展。炼化行业涉及复杂的生产流程,因此,分析每个产品的全生命周期碳足迹是必要的。他还提到,炼化企业未来将面临从生产燃料和化工产品向生产能源和材料产品的转型,这要求企业在主流程上向短流程、深加工、高效耦合方向发展。
在炼化行业的未来技术趋势中,方向晨十分看好羧基化利用。他认为,从经济和能量效率角度看,羧基化利用具有极高的前景和经济性。
“炼化行业在碳达峰碳中和的背景下,要依托科技创新和流程优化,以更高效、更低碳的方式实现绿色转型。”方向晨认为,未来,颠覆性的炼化核心技术,如分子炼油技术、微反应器等将成为推动行业高效转型的重要动力。
方向晨呼吁行业各方加快技术探索和应用,以应对全球能源转型和市场变化的挑战。通过这一系列技术创新,炼化行业将在碳中和目标的实现中发挥至关重要的作用。
布局氢能是重要的战略选择
不容忽视的是,中国石化还通过绿氢与炼化工程的耦合推进工艺流程再造,推动炼化产业的绿色转型。
10月10日,中国石化高质量发展十项成果发布,这是中国石化首次集中发布公司在推进高质量发展、助力中国式现代化建设中形成的重大实践成果。其中包括“‘氢’启未来库车项目展开绿色能源新画卷”一项。
氢能的开发与利用正在引发一场深刻的能源革命。中国石化积极打造第一氢能公司,建成我国首个万吨级光伏制绿氢示范项目——新疆库车绿氢示范项目。项目年生产绿氢2万吨,创新形成多项关键核心技术,开创了我国炼化领域耦合绿氢实现低碳发展的新路径。目前,中国石化是全国最大的氢气生产企业、产能达445万吨/年,建成11个遍布全国的供氢中心、136座加氢站,成为全世界拥有最大加氢站网络的企业。
除了石油企业,氢能也为不少煤炭企业和新能源企业所青睐。
山西美锦能源股份有限公司董事、美锦氢能科技董事长姚锦丽指出,作为全国最大的独立商品焦生产企业之一,美锦能源自2017年始,以传统能源产业与氢能产业双轮驱动,布局“煤—焦—气—化—氢”一体化完整产业链,推动氢能产业绿色高质量跨越式发展。
姚锦丽表示,当前全球气候变化加剧,极端天气频发,这对人类生存环境及社会经济产生了深远影响,采取气候行动刻不容缓。在应对气候变化的过程中,氢能作为新型能源体系的重要组成部分,具有广泛的应用前景。它不仅可以与传统电力、交通、工业、建筑等行业耦合发展,也是实现能源与电力自由化的重要抓手。
姚锦丽称,在近8年的摸索中,美锦氢能探索了“研发—生产制造—商业化应用”的“氢能源全生命周期”创新生态链。上游搭建“制—储—运—加—用”产业链,中游搭建“气体扩散层—膜电极—燃料电池电堆及系统—整车制造”的核心装备产业链,下游推进京津冀、环渤海、粤港澳大湾区、长三角、能源金三角、中部地区、云贵川七大区域发展战略。
“未来氢燃料电池每千瓦成本有望降低至750—1000元,氢能商业化的前景可期。”姚锦丽预测。
对于氢能潜力的挖掘,明阳集团将目光投向了海洋。
张传卫表示,国内的新能源经过行业变革以及市场竞争的洗礼,风电、太阳能、储能、氢能以及新能源汽车等相关装备制造业领域已经为中国构建了新的名片。
张传卫认为,解决碳达峰和绿色转型的关键在于海洋资源的开发,其中的关键是解决风资源效率问题。而想要提高效率,必须解决抗台风问题和大机型的问题,这关乎系统的稳定性与经济性。
不仅关注风电的发电能力,明阳集团更致力于实现能源和经济的融合,其海上风电平台上直接制氢的技术已在3年前开始应用。通过海水制氢,明阳集团逐步建立起庞大的制氢体系。其目标是将产业生态化,推动能源岛的建设,实现电氢融合与经济发展共赢。
在海南,明阳集团启动打造100万吨级电氢氨醇示范项目,这是全球首个利用海上风电实现海水制氢的项目。此外,广东阳江和湛江海域也在积极实施绿氢和绿电的应用,为重载产业提供清洁能源解决方案。
据悉,明阳集团将立足装备能力打造氢能业务群,形成建设制氢、加氢和氢燃机等氢能领域高端装备品牌,致力于成为国内领先的“电氢融合”一体化氢能解决方案提供商。
CCUS是实现碳中和的托底技术
CCUS(碳捕集、利用与封存)技术是实现化石能源低碳高效开发的新兴技术。
中国工程院院士李阳指出,随着气候变化应对和碳中和进程的推进,CCUS技术体系和应用领域不断扩展。从早期主要用于驱油封存发展到现在更注重咸水层地质封存和化学利用,尤其是近年来,依托可再生能源的技术,如绿电、绿氢,CCUS正在快速向火电、炼化、钢铁、水泥等工业领域拓展。
建成我国首个百万吨级CCUS项目,亦是中国石化高质量发展十项成果之一。记者了解到,中国石化创新建成我国首个百万吨级CCUS项目——齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS示范工程,并配套建成我国首条百千米级高压常温密相二氧化碳输送管道。作为我国最大的CCUS全产业链示范基地,项目年增油达到20万吨以上,多项技术打破国外垄断,为绿色低碳转型发展探索出一条降碳与封碳并重的新路径。
在李阳看来,CCUS已成为新能源体系中的重要组成部分,通过减少化石能源生产过程中的碳排放来支撑国家能源安全。“我国在二氧化碳驱油封存和咸水层封存方面已经取得了全流程技术的突破,未来还将推进千万吨级示范项目。”
CCUS技术在规模化应用上还面临一些挑战,特别是在碳捕集效率和成本控制方面。“尽管我国的碳捕集技术已经较为成熟,但依然面临能耗高、经济效益低等问题。”为此,李阳呼吁加强CCUS技术的创新和工程优化,通过科学研究、先进装备研发和工艺改进,推动规模化应用。
中国石油经济技术研究院副院长罗良才指出,碳中和是全球应对气候变化危机的基本共识,也是人类实现可持续发展的必由之路。我国实现“双碳”目标减排难度大、时间窗口紧,CCUS是实现碳中和的关键举措和托底技术。同时,CCUS也是在极限条件下提高油气采收率、保障国家油气供应安全的战略性技术,要将CCUS发展放在战略性新兴产业整体布局中考虑。
罗良才介绍,中国石油近年来积极推进绿色低碳转型,制定了到2025年、2035年、2050年的“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走转型路径,力争到2050年实现新能源新业务产能达到半壁江山。提及中国石油在CCUS产业的战略布局,罗良才表示,中国石油在CCUS方面的技术创新和专利成果显著,尤其在2022年,中国石油CCUS专利申请量已超过国际五大石油公司的总和。
在CCUS技术的探索应用上,中国石油依托强大的产业链、创新链和人才优势,推动CCUS全产业链的发展,并积极参与国际合作,提升行业影响力。
启动实施“四大六小”CCUS-EOR方案,推进鄂尔多斯盆地千万吨级CCUS产业建设,吉林油田建成国内首个全产业链、全流程CCUS-EOR示范项目……进入新时代以来,中国石油CCUS产业规模和质量再上新台阶。
对于接下来的发展,罗良才建议,通过多元化融资渠道和国际合作进一步提升CCUS技术的市场化水平。
李阳也强调,CCUS技术的发展不能仅靠某一个企业或机构的力量,必须通过国际合作来推动行业生态系统的建设,包括技术链创新、人才培养以及政策法规的完善。他介绍,正在试运行的“国际二氧化碳捕集利用封存技术创新合作组织”致力于促进全球CCUS技术的创新与合作,推动产业发展,并为全球气候与环境保护贡献力量。
“合”力赋能绿色经济与“双碳”目标
合作,不止于CCUS领域。马永生指出,绿色低碳产业的发展是一项复杂的系统工程,合作是实现碳中和的重要推动力。近年来,中国石化不断深化与企业、高校和科研机构的多方合作,在推动绿色低碳转型方面取得了显著成效。
中国石化积极推动碳中和国际合作,成功承办了“世界地热大会”,携手各方推动全球地热开发迈入新时代。此外,中国石化还与中国石油、国家管网共同成立了能源化工产业链碳足迹联盟。
“未来,中国石化也将继续坚持与多方携手合作,共同推动绿色低碳转型,共同‘碳’寻新质生产力。”马永生强调。
李路明也表示,面向未来,清华大学将把人才培养、科研攻关、成果转化等结合起来,进一步深化和各界合作,为助力美丽中国建设和可持续发展作出更大贡献。
9月20日上午,“碳中和生态伙伴”公益研学计划正式开班。该研学计划是中国石化与清华大学共同探索的校企合作、产教融合新路径,旨在搭建一个跨学科、跨领域的交流平台,汇聚政、产、学、研、用各方力量,共同推进碳中和事业。
中国石化党组副书记钟韧介绍,本次开班的研学计划将着力培养一批具有国际视野、创新精神和实战能力的碳中和领域领军人才,为我国碳中和政策制定提供技术支撑,推动碳中和产业链上下游企业合作。
尤为值得一提的是,在数字技术与实体经济深度融合的大背景下,还有一种“合”作,指向数字化技术的加持。
“在全球碳中和的趋势下,数字化技术,尤其是区块链,正在为实现‘双碳’目标和绿色经济的发展注入新的活力。”趣链科技创始人兼CEO李伟指出。
记者注意到,2016年,国务院印发的《“十三五”国家信息化规划》便将区块链技术列为战略性前沿技术。2020年4月,区块链被国家发展改革委正式纳入“新基建”范畴,与人工智能、5G等技术并列。
在二氧化碳排放监测计量核查方面,国家明确肯定了区块链技术应用的重要性。2022年6月,科技部等九部门发布的《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》提出“开发基于区块链技术和智能合约的数字监测、报告、核查流程,支撑监测数据质量不断提升”。
在李伟看来,互联网的发展历程为理解区块链的价值奠定了基础。互联网解决了信息的高效传递问题,而区块链则引入了可信数据的传递和管理。随着生成式人工智能(AIGC)等技术的崛起,数字世界中的真实性问题变得愈发严峻,数据的可信度愈加受到挑战。区块链技术通过其去中心化的特点,为数据资产交易、数据的可信存储和验证提供了保障。
李伟认为,碳排放数据可以视作一种关键的“数据资产”。区块链技术能够确保碳减排过程中的数据真实可信,从而增强碳资产的价值,推动碳交易的广泛应用。“在浙江,区块链技术已经应用于政府的碳管理、企业碳减排以及个人碳普惠行动等方面。”他举例称。
区块链不仅在碳管理上展现了潜力,还为分布式能源交易提供了技术支撑。李伟强调,随着新能源的发展,能源系统正逐步从中心化向去中心化转型,微电网和虚拟电厂等新模式应运而生,区块链技术恰好能够解决分布式能源管理中的信任和交易问题,确保能源的高效调度与管理。
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