中國給水排水2021年中國污水處理廠提標(biāo)改造(污水處理提質(zhì)增效)高級(jí)研討會(huì) (第五屆)邀請(qǐng)函暨征稿啟事
 
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訪中國工程院院士岑可法:科技解鎖“雙碳” 共促人與自然和諧共生 地方平臺(tái)發(fā)布內(nèi)容 浙江學(xué)習(xí)平臺(tái)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-02-25  來源:訪中國工程院院士岑可法:科技解鎖“雙碳” 共促人與自然和諧共  瀏覽次數(shù):94
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中國給水排水2021年中國排水管網(wǎng)大會(huì)(水環(huán)境綜合治理)邀請(qǐng)函(污水千人大會(huì)同期會(huì)議)

中國給水排水2021年中國污水處理廠提標(biāo)改造(污水處理提質(zhì)增效)高級(jí)研討會(huì)
 










訪中國工程院院士岑可法:科技解鎖“雙碳” 共促人與自然和諧共生

地方平臺(tái)發(fā)布內(nèi)容
浙江學(xué)習(xí)平臺(tái)
2022-02-25
作者:鄭亞麗

近日,浙江省委、省政府印發(fā)《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的實(shí)施意見》(下稱《實(shí)施意見》),對(duì)浙江實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)提出了要求、指明了路徑。立足新發(fā)展階段,浙江如何平衡穩(wěn)增長和調(diào)結(jié)構(gòu)的關(guān)系?如何進(jìn)一步提高能源結(jié)構(gòu)中可再生能源比例?記者近日采訪了中國工程院院士、浙江大學(xué)能源工程學(xué)院教授岑可法。

記者:您認(rèn)為浙江省推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和工作過程中存在哪些挑戰(zhàn)?該如何破題?

岑可法:浙江省人口密度大、土地面積小、能源資源稟賦較差,但民營經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、生態(tài)優(yōu)勢(shì)明顯,同時(shí)承擔(dān)了高質(zhì)量發(fā)展建設(shè)共同富裕示范區(qū)的重要戰(zhàn)略任務(wù)。要統(tǒng)籌處理好碳達(dá)峰、碳中和與高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)系,浙江省面臨著較大挑戰(zhàn)。為了更好地推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和工作,首先是設(shè)定高質(zhì)量達(dá)峰目標(biāo),既要符合浙江實(shí)際、又能體現(xiàn)使命擔(dān)當(dāng);其次是速度要合理,要發(fā)揮速度優(yōu)勢(shì),不能拖拖拉拉,要加快推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和各項(xiàng)工作;三是戰(zhàn)略定位要有高度,應(yīng)統(tǒng)籌考慮各方面因素,加強(qiáng)創(chuàng)新,恰如其分地制定符合浙江實(shí)際的碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略路徑與措施;四是要充分發(fā)揮浙江特色優(yōu)勢(shì),比如可以在推動(dòng)碳達(dá)峰、碳中和工作中充分調(diào)動(dòng)民營企業(yè)積極性,為全國碳達(dá)峰、碳中和工作提供示范。

記者:目前,浙江能源利用效率水平位于全國前列,未來在提升能源利用效率與節(jié)能方面,還能采用哪些措施?

岑可法:在提升能源利用效率與節(jié)能方面,《實(shí)施意見》提出開展能效創(chuàng)新引領(lǐng)專項(xiàng)行動(dòng),重點(diǎn)地區(qū)和行業(yè)能源利用效率大幅提升,單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗大幅下降等目標(biāo)與行動(dòng)。我認(rèn)為新目標(biāo)下要有新思路、新舉措。一是要采用先進(jìn)的工具,可以利用智慧測(cè)量與智慧傳感技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)領(lǐng)域、重點(diǎn)行業(yè)碳排放的立體、在線測(cè)量,且要達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)、受到國際認(rèn)可;二是要有智慧的模型,在工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域構(gòu)建多維、智能的算法模型,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、及時(shí)的碳排放測(cè)算,來了解碳從哪里來;三是要有創(chuàng)新的管理模式,要建立智慧化、網(wǎng)絡(luò)化的管理新模式,提升效能,總結(jié)規(guī)律并加以推廣。我們目前也正在著手這些技術(shù)與裝備的研發(fā)及應(yīng)用推廣,努力為浙江實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)貢獻(xiàn)一份力量。

記者:如何進(jìn)一步提高浙江能源結(jié)構(gòu)中可再生能源比例?可再生能源技術(shù)有哪些突破?

岑可法:目前,可再生能源領(lǐng)域在全國乃至全球都還在探索。從碳的角度來說,降碳與增效、減排要并舉。我們要認(rèn)識(shí)到碳中和下的“零碳”不是沒有“碳”,農(nóng)作物的生長、我們的生活都離不開“碳”。結(jié)合我們國家的實(shí)際情況,也不應(yīng)該忽視煤炭的作用。煤炭作為能量密度大的一種資源,在碳達(dá)峰、碳中和背景下,應(yīng)該考慮煤炭的分級(jí)利用。作為一種能源,未來煤炭將多用在調(diào)峰發(fā)電機(jī)組;作為一種資源,煤炭將更多地作為一種“固碳”原料來發(fā)揮作用。

可再生能源要進(jìn)一步推廣應(yīng)用,首先要考慮的問題就是可持續(xù)性問題。平均來說,我國太陽能每年只有1000小時(shí)可利用,特別是浙江省雨水較多,太陽能利用小時(shí)數(shù)相較于西部省份明顯偏低。其次是發(fā)電效率問題,工程上同等裝機(jī)容量的光伏發(fā)電效率僅有12%至13%,超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組的效率可以達(dá)到48%左右,天然氣發(fā)電機(jī)組的效率可以達(dá)到64%左右,相差巨大。再次是土地資源問題,浙江省最缺的是土地,1千瓦的光伏太陽能占地面積一般為700平方米左右,如果要通過大規(guī)模部署光伏裝機(jī)來提升能源結(jié)構(gòu)中可再生能源比例,將因土地資源限制而難以實(shí)現(xiàn)。最后是經(jīng)濟(jì)性問題,大規(guī)模推廣利用的可再生能源一定要廉價(jià),價(jià)格不能太貴。但同時(shí)需要看到光伏發(fā)電在碳排放方面的優(yōu)勢(shì),煤電機(jī)組的發(fā)電碳排放強(qiáng)度約為每度電900克,油電機(jī)組約為每度電700多克,氣電機(jī)組約為每度電500多克,而光伏發(fā)電僅為每度電40多克。

目前,風(fēng)能發(fā)展也面臨同樣的問題,但比太陽能稍微好一些。浙江沿海一帶有一定的風(fēng)能資源,但是不穩(wěn)定,受天氣影響較大,風(fēng)電供應(yīng)的持續(xù)穩(wěn)定性較差,影響用電安全。

現(xiàn)階段可再生能源領(lǐng)域的很多問題還有待解決、突破,在碳達(dá)峰、碳中和背景下能源發(fā)展不能只提低碳,要全方位、系統(tǒng)性布局;同時(shí)要充分聯(lián)系浙江實(shí)際,浙江面積小,要考慮土地資源約束,進(jìn)行集約式布局。因此,可再生能源的發(fā)展要從高效、清潔、低碳、生態(tài)、安全、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)等方面統(tǒng)籌考慮、統(tǒng)籌推進(jìn)。

記者:您認(rèn)為浙江應(yīng)該采取怎樣的措施來有效防范可再生能源的波動(dòng)性風(fēng)險(xiǎn)?新的能源技術(shù)(如儲(chǔ)能技術(shù))將會(huì)在此過程中扮演怎樣的角色?

岑可法:儲(chǔ)能技術(shù)在推動(dòng)碳達(dá)峰、碳中和工作中扮演著重要角色。儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新與推廣應(yīng)用正給能源行業(yè)帶來顛覆性變化。傳統(tǒng)儲(chǔ)能技術(shù)體系中采用儲(chǔ)熱技術(shù)比較多,其次是儲(chǔ)電技術(shù)。大規(guī)模儲(chǔ)電技術(shù)做起來難度相對(duì)更高,但對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性效益明顯。比如,在舟山的碼頭采用儲(chǔ)電裝置回收集裝箱搬運(yùn)過程的勢(shì)能,能夠省電80%。儲(chǔ)熱技術(shù)現(xiàn)在的發(fā)展方向?yàn)楦邷貎?chǔ)熱,溫度越高效率越高。此外,還有移動(dòng)儲(chǔ)能,可以靈活滿足工廠儲(chǔ)能需求,目前正在長興電廠開展示范。未來,從模式上來講,是固定式與移動(dòng)式儲(chǔ)能相結(jié)合;從技術(shù)上來講,我們要重點(diǎn)發(fā)展以上儲(chǔ)能技術(shù),當(dāng)然低溫儲(chǔ)能技術(shù)、熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)等也可作為補(bǔ)充來豐富儲(chǔ)能技術(shù)體系。

對(duì)于防范可再生能源的波動(dòng)性風(fēng)險(xiǎn),可以考慮采用濾波裝置。加入濾波裝置,可以很快緩解或消除可再生能源比例過高造成的波動(dòng)。單個(gè)光伏電池的輸出能量是有限的,將太陽能電池板能量輸出過程與濾波裝置耦合協(xié)同,可以消除分布式發(fā)電的波動(dòng)性風(fēng)險(xiǎn)。但就現(xiàn)階段而言,可再生能源發(fā)展的最核心問題是要提高效率,目前發(fā)電效率偏低。

記者:在能源、工業(yè)、交通、建筑等重點(diǎn)領(lǐng)域,如何考慮可再生能源的應(yīng)用?

岑可法:首先,我想講一個(gè)觀點(diǎn),可再生能源不一定是減碳的。比如在運(yùn)輸方面,電動(dòng)汽車雖然能夠降碳,但是也只有在電動(dòng)汽車使用里程數(shù)達(dá)到一定的數(shù)量值之后才能減碳。因?yàn)殡妱?dòng)汽車的電池制造過程中需要使用十幾個(gè)品種的金屬,為了生產(chǎn)這些金屬,排放出來的溫室氣體有多少,這需要使用全生命周期的方法來進(jìn)行分析。在使用過程中,電池充電的電源來自哪里,如果來自燃煤電廠,這些電源在生產(chǎn)過程中也會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳,如果來自燃料電池或者光伏電池,碳排放量可能會(huì)少一些。美國能源部建立兩千多種模型來對(duì)電動(dòng)汽車碳排放量進(jìn)行全生命周期計(jì)算,結(jié)果顯示,與燃油汽車相比,一部電動(dòng)汽車在行駛里程數(shù)達(dá)到約6萬公里之后才能開始減碳。除非電動(dòng)汽車的電源全部來自可再生能源,否則電動(dòng)汽車的減碳效果將會(huì)較弱。挪威是水力發(fā)電國家,據(jù)估算,新能源汽車需運(yùn)行約1.3萬公里才能“減碳”。中國約80%以上是火力發(fā)電,這個(gè)測(cè)算結(jié)果約為12.5萬公里。

因此,在采用新能源或可再生能源技術(shù)時(shí),要用全生命周期方法來分析碳排放,運(yùn)用多維模型測(cè)量能源、工業(yè)、交通、建筑等重點(diǎn)領(lǐng)域的碳排放量,推廣真正具有減排效應(yīng)的減碳降碳技術(shù)和產(chǎn)品。

記者:您認(rèn)為未來零碳、負(fù)碳技術(shù)在工業(yè)、交通、建筑等重點(diǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用前景將會(huì)怎樣?我們也了解到您的團(tuán)隊(duì)在開展CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage,碳捕獲、利用與封存)技術(shù)研究,您認(rèn)為浙江在二氧化碳資源化利用方面有怎樣的優(yōu)勢(shì)?

岑可法:《實(shí)施意見》提到,要使零碳、負(fù)碳技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得積極進(jìn)展,目前低碳、零碳、負(fù)碳技術(shù)在浙江已有示范應(yīng)用。之前我去參觀杭州錢塘新區(qū)的前進(jìn)智造園,這個(gè)園區(qū)以打造“零碳工廠”為目標(biāo),平均單位工業(yè)增加值能耗在全省處于先進(jìn)水平。這種以數(shù)字化、智能化技術(shù)推動(dòng)生產(chǎn)側(cè)發(fā)生重大變革,打造全新的綠色生產(chǎn)模式是未來發(fā)展的方向。在此過程中,要發(fā)揮量大面廣的民營經(jīng)濟(jì)的重要作用,充分調(diào)動(dòng)民營經(jīng)濟(jì)在調(diào)整優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、減少化石燃料使用量、增加可再生能源方面的積極性。

從末端增加碳匯吸收和從源頭上減少碳排放是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的有效途徑。浙江靠海、民營經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),在二氧化碳資源化利用、發(fā)展高效循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)勢(shì)明顯、前景光明。浙江可通過優(yōu)化森林種植、發(fā)展海洋碳匯,不斷提升天然碳匯水平。同時(shí),大力發(fā)展CCUS技術(shù),提升二氧化碳吸收和利用能力。我們團(tuán)隊(duì)CCUS技術(shù)研究中有兩項(xiàng)非常有意義,一項(xiàng)是工業(yè)固廢經(jīng)過處理加工成建材,另一項(xiàng)是微藻對(duì)工業(yè)固廢的吸收利用,目前都已實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化。在研究成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化過程中,還需要關(guān)注投資回報(bào)的問題,比如碳捕集技術(shù)針對(duì)的應(yīng)該是高濃度的二氧化碳(工業(yè)廢氣等),而不是大氣層中低濃度的二氧化碳,建議主管部門關(guān)注的技術(shù)應(yīng)性價(jià)比高、易于推廣。

記者:您認(rèn)為浙江現(xiàn)有的政策制度體系能否支撐能源、科技創(chuàng)新等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)?是否有其他方面的建議?

岑可法:為了更好地推動(dòng)能源、科技領(lǐng)域創(chuàng)新,應(yīng)該出臺(tái)鼓勵(lì)政策。要充分發(fā)揮科技創(chuàng)新對(duì)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的支撐引領(lǐng)作用,統(tǒng)籌推進(jìn)各領(lǐng)域科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)和國際合作,促進(jìn)科技成果產(chǎn)出及產(chǎn)業(yè)化規(guī);瘧(yīng)用。特別是人才培養(yǎng)方面,迫切需要培養(yǎng)一批年輕的低碳人才,建議浙江大學(xué)與省里開展緊密合作,加快復(fù)合型人才培育;建立獎(jiǎng)項(xiàng)激勵(lì)機(jī)制,比如高校保研資格等,鼓勵(lì)人才創(chuàng)新。

《實(shí)施意見》提出,將碳達(dá)峰、碳中和相關(guān)指標(biāo)納入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)體系,推動(dòng)能源、工業(yè)、建筑、交通、農(nóng)業(yè)、居民生活等領(lǐng)域全面綠色低碳轉(zhuǎn)型。在這里,我想先強(qiáng)調(diào)一下“碳的價(jià)值”問題,也就是碳排放權(quán)、發(fā)展空間的問題。同樣一噸碳,應(yīng)該要優(yōu)先保障民生需求,而對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的高濃度碳排放,能降下來的一定要先降下來。碳達(dá)峰、碳中和關(guān)注的總體思路應(yīng)該是運(yùn)用技術(shù)、市場(chǎng)等多種手段,提高碳減排質(zhì)量,確保減碳效果最優(yōu)、減碳成本最低。

對(duì)于六大領(lǐng)域的碳減排工作,一是交通領(lǐng)域,建議將來在條件允許下高速公路通行費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)把車輛碳排放量考慮進(jìn)去,推進(jìn)集裝箱標(biāo)準(zhǔn)化,實(shí)現(xiàn)海、河、公路聯(lián)運(yùn)發(fā)展;二是建筑領(lǐng)域,建議學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),推進(jìn)建筑革命,采用壽命更長、更環(huán)保的建材,可以推廣方艙醫(yī)院做法,提高建筑施工效率,減少土地空置時(shí)間;三是工業(yè)領(lǐng)域,建議全生命周期考慮碳排放問題,科學(xué)制定產(chǎn)品的碳效標(biāo)準(zhǔn);四是能源領(lǐng)域,建議加快儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)水等多種技術(shù)相結(jié)合的儲(chǔ)能模式,探索多種二氧化碳資源化利用技術(shù),通過化學(xué)轉(zhuǎn)化、生物轉(zhuǎn)化、礦物化利用等方式實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同;五是農(nóng)林碳匯領(lǐng)域,建議結(jié)合浙江實(shí)際發(fā)展分層立體種植,比如頂層光伏發(fā)電,底層種植一些吸碳效率高、經(jīng)濟(jì)附加值高的特色作物;六是居民生活領(lǐng)域,目前我們國家的居民生活水平與發(fā)達(dá)國家有較大差距,比如美國人均用電量約為中國的5.7倍,要優(yōu)先考慮居民生活的實(shí)際需求,倡導(dǎo)綠色生活。

在碳達(dá)峰、碳中和背景下,我有一個(gè)夢(mèng)想屋的設(shè)想。夢(mèng)想屋的建材采用工農(nóng)業(yè)廢棄物和灰渣,用二氧化碳使它變?yōu)槎嗫捉橘|(zhì)的材料,這樣不僅能減輕建筑重量,還可以減少建筑打樁工作量,縮短建筑耗時(shí),降低土地閑置時(shí)間。澆筑混凝土的過程中用工業(yè)化手段在較短時(shí)間內(nèi)建造出艙門、樓梯等建筑部件,使房屋建筑能夠快速建成,減少使用泥土磚。此外,夢(mèng)想屋的裝飾采用海藻種植技術(shù)。海藻的生長速度是普通植物的10倍以上,可沿著建筑外墻進(jìn)行三維海藻培育,來吸收二氧化碳,同時(shí)釋放氧氣使人民在城市感受到低碳氧吧的美好生活;我們已經(jīng)培育出4種不同顏色的海藻裝飾,色彩豐富,可以進(jìn)一步提高夢(mèng)想屋的環(huán)境友好性。在這里,我們樂見科技所帶來的“零碳”小屋,樂享人與自然和諧共生的美好生活。(記者 鄭亞麗)

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作者單位:浙江日?qǐng)?bào)









 
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