谢和平院士:能源碳中和应将技术突破作为核心变量

中国经济导报、中国发展网讯 记者鲍筱兰 7月8日,中国工程院重点咨询项目“‘清洁煤电+CCUS’技术经济性优化与竞争性研究”启动会在京召开。谢和平院士在作“煤炭能源碳中和战略与技术路径思考”主题报告中强调:应以实现碳中和为目标,以实现高质量发展(生产力增长)为主线,以碳中和技术攻关为突破点(为王)来统筹协调实现我国的“双碳”目标和碳中和战略,并以碳中和目标和高质量经济发展(生产力)来促进我国碳中和技术创新的自立自强。

“碳中和不同于常规污染物减排。”谢和平表示,二氧化碳与常规污染物(SO2、NOx、烟尘等)在排放体量、环境影响方式、停留时间、治理措施原理不同,碳中和不能简单地直接移植常规污染物治理措施。首先是常规污染物导致环境污染,直接威胁人民健康与寿命,需要全面减排和零排放,而碳中和的二氧化碳是影响和威胁人类未来的生存空间,并不要求零排放,而是碳排放总量与碳汇和CCUS吸收的二氧化碳动态为零。二是常规大气污染物排放体量仅为千万吨级,而二氧化碳的排放体量在百亿吨级。三是常规污染物在大气中的停留时间短(SO2的停留时间通常为15天),而二氧化碳在大气中的停留时间长(通常50~200年);四是常规污染物治理通过政策倒逼技术实现减排、实现零排放,而二氧化碳可通过碳排放量与碳汇量抵消,实现中和,动态归零。二氧化碳与常规污染物的不同,特别是二氧化碳超长的停留时间,为减碳、固碳、用碳技术研发留出了时间。二氧化碳与常规污染物排放虽呈现显著的同根同源性(即“碳污同源”),但应区别对待,现在的“减污降碳”应为“去污减碳”。

“碳中和应将技术突破作为核心变量。”谢和平强调,技术突破解决了常规污染物排放带来的环境问题,为二氧化碳减排控制提供了经验借鉴。20世纪90年代,针对燃用高硫煤致使SO2排放量不断增加的问题,国家划定酸雨控制区和SO2污染控制区,实施SO2排放总量控制。1995~2000年,通过淘汰技术落后的小煤电、小锅炉等措施,煤炭消费量增长6.0%,而SO2排放量下降超过10%。2000~2010年,通过加快已有燃煤电厂脱硫设施建设,要求新建燃煤电厂必须根据排放标准安装脱硫装置等措施,煤炭消费量增长157.2%,而SO2排放量仅增长9.5%,并实现SO2排放达峰(2006年,2588.8万吨)后稳步下降。2010~2020年,持续研发应用燃煤SO2超低排放技术,86%的燃煤电厂实现了包括SO2在内的常规污染物超低排放,建成了全球最大的清洁煤电供应体系,煤炭消费量增长15.8%,而SO2排放量下降了近80%。以政策倒逼燃煤SO2等污染物控制技术进步,既破解了我国酸雨问题,同时倒逼除尘脱硫技术达到国际领先水平。我国治理酸雨这一成功经验,彻底颠覆了“控制SO2排放必然减少煤炭消费”的原有认识,突破了SO2减排对煤炭消费的约束。我国SO2减排历程,充分说明了减排不是简单减少煤炭能源使用,而是以政策倒逼技术进步,以先进技术推进减排。因此,我国碳减排更需要以发展的眼光,大力发展低碳、零碳乃至负碳的科学技术。清洁能源要不论出身,而是要控制排放,以政策倒逼技术进步来全面推进碳减排,而不是简单的减少煤炭能源的使用。

“为实现“去污减碳”不减生产力的目标,应将技术突破作为核心变量。”谢和平指出,在深刻理解碳达峰碳中和目标要求和准确把握我国能源消费需求的基础上,科学谋划、系统布局,提出符合实际、切实可行的煤炭碳中和发展目标、路线图、施工图,并重点推进碳中和,大力发展低碳-零碳-负碳能源原理创新,加快颠覆性技术研发,攻关研究煤基燃料电池发电新技术等低碳燃烧、低碳转化技术,推进利用过程少碳;研发应用CO₂制甲醇等碳转化技术,推进碳资源化利用;研发应用低成本碳捕集及井下封存技术,为不能资源化利用的CO₂提供最后的处置保障。

针对煤炭碳中和战略与技术的路径,谢和平表示,煤炭碳中和的相关基础研究和技术储备不足,短期内还未能展现碳减排碳中和的潜力。应综合碳中和目标、国家能源安全、经济运行应急三大要求,立足我国国情实际,坚持系统观念,统筹煤炭低碳发展和能源保供,准确把握减碳与发展、减碳与安全的关系,正确处理短期和中长期的关系,科学谋划“能源安全兜底、绿色低碳开发、清洁高效利用、煤与新能源多能互补”四大战略方向,推进煤炭企业成为“煤炭+CCUS”与风、光、电多能互补的清洁能源生产基地。即按需灵活产生煤炭、风能、太阳能、氢能以及碳材料等,并实现井下巷道储能,平抑可再生能源波动。“煤炭+CCUS”与可再生能源互补,稳定供应多元化清洁能源;推进煤矿区成为井下-地上资源一体化开发、立体化利用、零碳排放的碳中和示范区。即地下空间碳固化、碳封存,就地处置煤炭利用产生的CO2。地面可再生能源利用、零碳排放。矿区植被形成碳汇,负碳排放;推进煤炭行业成为煤炭低碳、零碳、固碳和负碳技术突破的发源地。即突破煤矿智能化低碳绿色开采、井下无人开采、流态化开采关键技术,形成煤炭开发利用低碳零碳技术体系、煤炭+多能互补的零碳负碳技术体系。

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