“從‘全國一盤棋’的高度，在系統(tǒng)性布局的基礎(chǔ)上，遴選代表性區(qū)域優(yōu)先開展‘雙碳’綜合示范，驗證一批多能融合技術(shù)并開展集成示范。同時，為全國同類型區(qū)域提供可操作、可復(fù)制、可推廣的技術(shù)方案;以點帶面，帶動全國同類型區(qū)域綠色低碳發(fā)展。”在今年全國兩會上，中國工程院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(以下簡稱大連化物所)所長劉中民再次呼吁“在典型區(qū)域優(yōu)先開展‘雙碳’綜合示范”。
為什么要示范?已有哪些成熟技術(shù)?示范區(qū)將達到怎樣的效果?近年來，圍繞著“雙碳”綜合示范技術(shù)融合、建設(shè)發(fā)展，大連化物所不斷探索、敢于創(chuàng)新，逐步實踐出一條“清潔高效”之路。
不融合不行
“已經(jīng)到了不得不融合的階段，我們沒有選擇。”談到我國能源發(fā)展現(xiàn)狀，劉中民感到擔(dān)憂。
縱觀全國，煤炭、石油、天然氣、可再生能源……我國能源不僅類型多樣，且體系構(gòu)成復(fù)雜。過去很長一段時間，各種能源特別是化石能源為保障國家發(fā)展和能源安全發(fā)揮了重要作用，但同時也形成了各分系統(tǒng)相對獨立的局面。
然而，隨著國際能源形勢的發(fā)展，加之“雙碳”目標(biāo)的迫切需求，我國現(xiàn)有能源體系結(jié)構(gòu)性矛盾突出。能源各分系統(tǒng)能否互相聯(lián)系、互補融合形成清潔低碳安全高效的能源新體系，已成為我國整體實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)必須解決的關(guān)鍵問題。
劉中民表示，多能融合就是通過不同能源相對優(yōu)勢的互補融合，對沖消除各種能源種類劣勢，形成整體優(yōu)勢，同時，需要技術(shù)創(chuàng)新，突破聯(lián)系不同能源的關(guān)鍵技術(shù)。
更值得關(guān)注的是，我國幅員遼闊，各地能源狀況不同且發(fā)展極不均衡，嚴重制約了現(xiàn)代能源體系的整體建設(shè)。我國整體上實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，應(yīng)建立在各地區(qū)根據(jù)自身特點實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的基礎(chǔ)之上。
事實上，國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》對此也有要求，即各地區(qū)要準(zhǔn)確把握自身發(fā)展定位，結(jié)合本地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展實際和資源環(huán)境稟賦，堅持分類施策、因地制宜、上下聯(lián)動，梯次有序推進碳達峰。
“現(xiàn)階段最可行的途徑是在典型區(qū)域先行先試，統(tǒng)籌優(yōu)化已有的先進能源技術(shù)，集中突破一批多能融合關(guān)鍵技術(shù)及融合模式，系統(tǒng)創(chuàng)新體制機制，為全國現(xiàn)代能源體系的建設(shè)探路。”大連化物所副所長蔡睿告訴《中國科學(xué)報》。
劉中民表示，選擇典型區(qū)域根據(jù)其資源和產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，結(jié)合“雙碳”技術(shù)創(chuàng)新，制定低碳化發(fā)展技術(shù)路線并先期開展綜合示范，不僅是地區(qū)高質(zhì)量低碳發(fā)展的要求，也是實現(xiàn)國家“雙碳”目標(biāo)的必然要求。
比如，陜西榆林是化石資源富集區(qū)低碳化發(fā)展的減碳區(qū)，可建設(shè)“榆林能源革命創(chuàng)新示范區(qū)”;山東是新舊動能轉(zhuǎn)換推進綠色增長的去碳區(qū)，可建設(shè)“山東能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展示范區(qū)”;青藏高原是生態(tài)固碳與清潔能源輸出地的負碳區(qū)，可開展“青藏高原碳中和貢獻先行綜合示范區(qū)”建設(shè)等。
打造“集團軍” 助力“示范田”
目前，大連化物所作為牽頭單位，已推動建設(shè)我國首個“雙碳”綜合示范區(qū)——榆林能源革命創(chuàng)新示范區(qū)。
作為“雙碳”綜合示范建設(shè)任務(wù)負責(zé)人，蔡睿介紹，榆林地區(qū)是國家重要的能源基地和煤化工基地，煤、油、氣、風(fēng)、光等資源富集。“雙碳”綜合示范的獨特性體現(xiàn)在充分發(fā)揮地區(qū)資源稟賦，以多能融合為手段，圍繞化石能源清潔高效開展利用與耦合替代、非化石能源多能互補與規(guī)模應(yīng)用、低碳化智能化多能融合三條主線，開展碳中和關(guān)鍵技術(shù)突破。
開展“雙碳”示范非一日之功，中科院早有部署。中科院一直注重能源領(lǐng)域的科技創(chuàng)新和技術(shù)突破，致力于為國家構(gòu)建“清潔高效、安全低碳”的能源體系提供科技支撐。2017年，大連化物所牽頭，聯(lián)合中科院能源領(lǐng)域20余家研究所及大學(xué)，共同建設(shè)中科院潔凈能源創(chuàng)新研究院，組建能源科技“集團軍”。
與此同時，為強化能源領(lǐng)域科技布局，中科院提出多能融合新型能源體系技術(shù)方案，在“雙碳”領(lǐng)域部署實施中科院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”等重大科技任務(wù)，已取得系列重要工作進展和一批重大科技成果。
“首個‘雙碳’綜合示范區(qū)(榆林)建設(shè)，正是以上重要工作進展和重大科技成果落地實施的一次‘檢驗’，為我國能源革命提供先行先試的‘試驗田’。”蔡睿說。
該“雙碳”綜合示范區(qū)目前已經(jīng)形成科研創(chuàng)新基地、綜合中試及示范基地和科教融合基地三位一體的發(fā)展格局。
“我們立足當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和資源優(yōu)勢，與當(dāng)?shù)卣?lián)合編制《榆林國家級能源革命創(chuàng)新示范區(qū)創(chuàng)建方案》，希望以區(qū)域低碳化發(fā)展為目標(biāo)，通過加快推進榆林‘一區(qū)三基地’建設(shè)，聚焦突破碳中和關(guān)鍵核心技術(shù)，助推技術(shù)成果迅速產(chǎn)業(yè)化。”蔡睿說。
值得一提的是，大連化物所還聯(lián)合中科院能源領(lǐng)域各研究所與榆林學(xué)院共建科教融合基地，加強科研合作，聯(lián)合培養(yǎng)研究生，為當(dāng)?shù)匕l(fā)展培養(yǎng)人才。
一個系統(tǒng)工程
榆林“雙碳”綜合示范區(qū)正處于建設(shè)之中。預(yù)計今年下半年，相關(guān)辦公實驗、綜合中試及示范基地項目將相繼入駐。
“‘雙碳’綜合示范是一個系統(tǒng)工程，單個企業(yè)難以完全承擔(dān)，需要聯(lián)合行業(yè)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈中的眾多企業(yè)共同配合開展綜合示范，跨企業(yè)甚至跨行業(yè)協(xié)調(diào)還存在困難。”蔡睿談到建設(shè)發(fā)展中面臨的難題時說。
的確，所謂示范一般為國內(nèi)甚至國際首臺/套技術(shù)的示范，榆林的綜合示范不僅包括新技術(shù)應(yīng)用，還涉及多種技術(shù)的聯(lián)合模式，存在一定風(fēng)險。
在蔡睿看來，處于產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入的初期，在綜合成本高、有一定風(fēng)險但技術(shù)對于節(jié)能降碳具有重要意義的情況下，需要引導(dǎo)企業(yè)重視新技術(shù)，注重長遠利益，積極參與“雙碳”綜合示范。
蔡睿還希望，國家對中試及示范項目應(yīng)盡快形成標(biāo)準(zhǔn)化管理程序，尤其是項目的安全評價、環(huán)境評價等審批環(huán)節(jié)。
“對于先期進行‘雙碳’綜合示范的區(qū)域，根據(jù)區(qū)域特色，國家應(yīng)給予相應(yīng)的鼓勵性政策支持。”劉中民說。
“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革。蔡睿期待，在“雙碳”綜合示范中，能突破系列碳中和關(guān)鍵技術(shù)，為國家實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供系統(tǒng)解決方案，推動區(qū)域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，為構(gòu)建“清潔低碳、安全高效”的國家能源革命體系提供先行先試經(jīng)驗。
