在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)進程中，應(yīng)如何看待碳中和科技尤其是能源科技的價值，現(xiàn)有碳中和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀如何?哪些領(lǐng)域最有潛力?

本刊日前就此采訪了中國工程院院士、清華大學(xué)碳中和研究院院長賀克斌。他表示，技術(shù)創(chuàng)新是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵支撐，目前碳中和所需的技術(shù)中，進入商業(yè)化應(yīng)用的尚不足一半，要加快綠色低碳科技革命，深挖技術(shù)潛力，激發(fā)綠色發(fā)展新動能。

（來源：微信公眾號“能源評論?首席能源觀”作者：王偉）

碳中和是科技創(chuàng)新的競爭

《能源評論》：您曾表示，實現(xiàn)碳中和是科技創(chuàng)新的競爭，應(yīng)推動社會經(jīng)濟發(fā)展從資源依賴型走向技術(shù)依賴型。對于能源科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展您有何期待？

賀克斌：實現(xiàn)碳中和將是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，也將導(dǎo)致價值重估、產(chǎn)業(yè)重構(gòu)等，進一步推動技術(shù)創(chuàng)新。有專家認(rèn)為，碳中和目標(biāo)和能源科技驅(qū)動的綠色轉(zhuǎn)型將引領(lǐng)構(gòu)建全新的零碳產(chǎn)業(yè)體系，引發(fā)數(shù)百萬億元級的投資與產(chǎn)業(yè)機遇。

技術(shù)創(chuàng)新是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵支撐。從能源行業(yè)來看，全球風(fēng)、光資源分布相對傳統(tǒng)能源更均勻。誰能夠更好地掌握、抓取風(fēng)、光資源，開發(fā)并大規(guī)模應(yīng)用風(fēng)電、光伏發(fā)電的領(lǐng)先技術(shù)，誰便能提升經(jīng)濟長期高質(zhì)量發(fā)展的能力。

在凈零排放和碳中和目標(biāo)驅(qū)動下，我國太陽能光伏、風(fēng)力發(fā)電占比與裝機容量將迅速提升。目前以風(fēng)、光為代表的新能源呈現(xiàn)出從裝機、技術(shù)到產(chǎn)業(yè)鏈整體都在高速大規(guī)模發(fā)展的態(tài)勢，推動了電力系統(tǒng)清潔化、低碳化的轉(zhuǎn)變。研究認(rèn)為，2024～2030年，是我國實現(xiàn)碳達(dá)峰的關(guān)鍵時期，也是電力結(jié)構(gòu)變革的關(guān)鍵時期。預(yù)計2030 年我國風(fēng)、光發(fā)電裝機規(guī)模有望達(dá)到 2200 吉瓦至 2400 吉瓦。

《能源評論》：具體而言，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的突破點有哪些，該如何發(fā)力？

賀克斌：最核心的突破點是以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，大力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，特別是以“新三樣”（電動汽車、鋰電池、光伏產(chǎn)品）為代表的新能源產(chǎn)業(yè)。

與歐美發(fā)達(dá)國家相比，我國風(fēng)、光裝備生產(chǎn)具備成本較低、產(chǎn)業(yè)鏈較為完善的優(yōu)勢。為促進新能源領(lǐng)域培育新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展，建議如下：

一是加快風(fēng)、光技術(shù)研發(fā)，推進光熱商業(yè)化，提高效率并快速降低成本。全面推動風(fēng)、光制造業(yè)及電子芯片研發(fā)，實現(xiàn)關(guān)鍵零部件技術(shù)上的突破，平衡陸上風(fēng)電、光伏與海上風(fēng)電、分布式光伏的發(fā)展。

二是著力發(fā)展“風(fēng)、光+”儲能、制氫、短期預(yù)報等配套技術(shù)及平臺， 并展開風(fēng)電、光伏與光熱等多能源協(xié)同發(fā)展示范。推進跨區(qū)域電力傳輸和電網(wǎng)建設(shè)。制定智能短期風(fēng)、光發(fā)電預(yù)報技術(shù)和平臺，通過增強地球系統(tǒng)建模、數(shù)據(jù)共享與資源投入，智能化處理風(fēng)、光發(fā)電波動性。

三是廣泛開展風(fēng)、光發(fā)展對生態(tài)影響的研究，加速環(huán)境友好的新工藝、新材料研發(fā)，建立生態(tài)友好型風(fēng)、光利用技術(shù)。加強管理細(xì)則以降低集中式風(fēng)、光電站對生態(tài)環(huán)境的影響。提升風(fēng)、光材料回收技術(shù)，形成符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的回收產(chǎn)業(yè)鏈。

《能源評論》：您多年來一直從事大氣污染防治方面的研究工作，您認(rèn)為如何將碳減排技術(shù)和大氣污染防治技術(shù)融合形成合力？

賀克斌：大氣污染物防治技術(shù)和二氧化碳減排技術(shù)同根同源。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)本身就既減污也降碳，比如，現(xiàn)在的煙氣捕集技術(shù)可以同時捕集二氧化硫、氮氧化物以及二氧化碳。

所以在減污降碳的技術(shù)體系上，一種是結(jié)構(gòu)性的，比如電源結(jié)構(gòu)的調(diào)整；另外一種是裝備性的，比如電動汽車的研發(fā)推廣。減碳的技術(shù)體系要產(chǎn)生效果需要時間和空間的累積，也需要相互間的搭配組合，比如，在發(fā)展電動汽車的同時，發(fā)展風(fēng)電、光電，將清潔電源結(jié)構(gòu)比例逐漸提升，并根據(jù)兩者發(fā)展進程進行匹配，科學(xué)安排產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。

《能源評論》：您對我國現(xiàn)有的碳中和技術(shù)的成熟度如何評價？

賀克斌：碳中和技術(shù)包括零碳電力能源技術(shù)、零碳非電力能源技術(shù)、燃料/原料與過程替代技術(shù)等，目前來看，30%的技術(shù)仍處于概念/研發(fā)階段，36%的技術(shù)處于中試/示范階段， 34%的技術(shù)處于商業(yè)應(yīng)用階段。

未來，在碳中和路徑約束下，突破性的技術(shù)變革將促使社會經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人類活動發(fā)生巨變。特別是在儲能、氫能和智能等領(lǐng)域，未來還有很多新技術(shù)會出來，比如氨的利用就是一個大方向，氨是一個新的能源承載形式，但由它帶來的生態(tài)環(huán)境影響需要關(guān)注。

儲能要保底，需求側(cè)待突破

《能源評論》：要平衡大規(guī)模的風(fēng)、光發(fā)電的波動性，有哪些技術(shù)路線值得期待？

賀克斌：為應(yīng)對清潔能源的波動性，在儲能技術(shù)上需要盡快實現(xiàn)突破，這是目前面臨的較大挑戰(zhàn)。另外，全球共同合作，結(jié)合數(shù)字化智能化技術(shù)，促進風(fēng)、光資源精準(zhǔn)預(yù)報也是一個重要的技術(shù)方向。

需要明確的是，集中式儲能應(yīng)該說是一個保底方案，電力平衡更應(yīng)側(cè)重于需求管理，例如虛擬電廠。電動汽車也可以參與虛擬電廠，向電網(wǎng)賣電。假如天氣預(yù)報未來三天要下雨， 光伏電價就可能上漲，車主可以提前把電動車充滿電，如果用不完這些電，車主可以在電價高的時候賣出一部分電量獲得收益。

《能源評論》：虛擬電廠有哪些從需求側(cè)聚合資源的商業(yè)模式？

賀克斌：今年1月，清華大學(xué)碳中和研究院發(fā)布了《中國碳中和目標(biāo)下的風(fēng)光技術(shù)展望》，報告提出開展“風(fēng)光+”技術(shù)發(fā)展模式的探討，比如風(fēng)光熱一體化、風(fēng)光+交通、風(fēng)光+ 農(nóng)業(yè)、風(fēng)光+治沙等，從需求側(cè)來調(diào)動風(fēng)、光發(fā)電的有效利用，進而平衡風(fēng)、光出力的波動性。

仍以虛擬電廠為例，其與電動汽車的融合發(fā)展正在各地進行試點，并形成一個新型的供電模式，實現(xiàn)用能儲能一體化——通過實施分時電價等市場機制，引導(dǎo)電動汽車車主在風(fēng)、光資源不足的時候向電網(wǎng)賣電。據(jù)測算，一個車主通過這種方式一年可能賺到4000元。這也是解決風(fēng)、光等新能源發(fā)電波動問題的一個非常重要的方向。

《能源評論》：對于需求側(cè)使用新能源的價值和空間，您能否進行量化的分析？

賀克斌：2023年全國非化石能源消費占能源消費總量的比重，比上年提高了0.2個百分點。據(jù)測算，可再生能源消費占比每提高0.5個百分點，相當(dāng)于30多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能耗被轉(zhuǎn)換成了清潔能源，更具體地說，大約相當(dāng)于11萬北京人一年的用能消耗。

有分析稱，我國到2060年城市用電量相比現(xiàn)在會提高一倍，意味著未來40年我國的用電量仍會持續(xù)增長，但這個電網(wǎng)消納的電源結(jié)構(gòu)是以風(fēng)、光為代表的新能源。雖然目前我們的風(fēng)、光裝機容量已占到總量的1/3，但它們的發(fā)電量還遠(yuǎn)沒到這么高。風(fēng)、光等可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用，仍面臨許多系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，包括靈活高效安全可控的電力系統(tǒng)、制氫儲能的配套設(shè)施、生態(tài)友好型的新能源技術(shù)，以及更精細(xì)化的氣象預(yù)報系統(tǒng)等。

《能源評論》：您對需求側(cè)技術(shù)的未來發(fā)展前景如何評價？

賀克斌：應(yīng)用需求側(cè)技術(shù)可以更多地體現(xiàn)韌性調(diào)節(jié)，未來會有非常大的潛力。比如有些公共建筑的空調(diào)關(guān)閉二三十分鐘，人們體感不會覺得很熱，有些家里的冰箱關(guān)20分鐘影響也不大。如果能通過優(yōu)化輪流用電的需求響應(yīng)方式操作，就可以節(jié)約電力資源，平抑風(fēng)、光發(fā)電的波動性。

再以建筑光伏一體化技術(shù)為例， 除了屋頂，建筑的側(cè)立面和窗戶的材料也可以開發(fā)出有發(fā)電功能的產(chǎn)品。我相信在迭代幾次以后，未來建筑光伏的發(fā)電量會大大增加。

所以對需求側(cè)未來發(fā)展的前景，我持樂觀態(tài)度，相信技術(shù)上會有解決方案的。