碳中和技術路線圖發布

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發表時間：2021-08-13 11:08

碳中和技術路線圖

近日，《北大金融評論》發布“雙碳”目標下的技術路線圖，包括減少碳排放和增加碳吸收2條主路線。其中，減少碳排放包括能源結構調整、重點領域減排和金融減排支持3條路線，增加碳吸收又包括技術固碳和生態固碳2條路線。如此逐級細化，得到完整技術路線圖。

細分、更漂亮的圖：

為了便于閱讀，將上圖分成2部分（請橫屏觀看）。

低碳、零碳、負碳技術

日前教育部印發關于《高等學校碳中和科技創新行動計劃》的通知，通知指出：加快碳減排關鍵技術攻關，加快碳零排關鍵技術攻關，加快碳負排關鍵技術攻關。

根據教育部的文件：

碳減排關鍵技術（低碳）：圍繞化石能源綠色開發、低碳利用、減污降碳等開展技術創新，重點加強多能互補耦合、低碳建筑材料、低碳工業原料、低含氟原料等源頭減排關鍵技術開發；加強全產業鏈/跨產業低碳技術集成耦合、低碳工業流程再造、重點領域效率提升等過程減排關鍵技術開發；加強減污降碳協同、協同治理與生態循環、二氧化碳捕集/運輸/封存以及非二氧化碳溫室氣體減排等末端減排關鍵技術開發。

碳零排關鍵技術（零碳）：開發新型太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物質能、核能等零碳電力技術以及機械能、熱化學、電化學等儲能技術，加強高比例可再生能源并網、特高壓輸電、新型直流配電、分布式能源等先進能源互聯網技術研究。開發可再生能源/資源制氫、儲氫、運氫和用氫技術以及低品位余熱利用等零碳非電能源技術。開發生物質利用、氨能利用、廢棄物循環利用、非含氟氣體利用、能量回收利用等零碳原料/燃料替代技術。開發鋼鐵、化工、建材、石化、有色等重點行業的零碳工業流程再造技術。

碳負排關鍵技術（負碳）。加強二氧化碳地質利用、二氧化碳高效轉化燃料化學品、直接空氣二氧化碳捕集、生物炭土壤改良等碳負排技術創新；研究碳負排技術與減緩和適應氣候變化之間的協同關系，引領構建生態安全的負排放技術體系；攻關固碳技術核心難點，加強森林、草原、濕地、海洋、土壤、凍土的固碳技術升級，提升生態系統碳匯。

高能耗、高排放領域

就中國國情而言，電力、鋼鐵、建筑等行業已成為高耗能和高排放的重點領域，這些行業如何發展低碳技術？

我國高耗能、高排放行業總體可劃分為三大領域。

一是電力行業領域，目前我國每發一度電要排放二氧化碳0.8—0.9公斤，如果每度電的耗煤量降低1克，全國每年就可減排二氧化碳750萬噸。因此，應集中精力加快技術改造，推進火電減排，實施“綠色煤電”計劃。這將主要依靠開發煤清潔轉化高效利用技術和提高燃煤發電效率實現，其中提高燃煤發電效率能實現15%的減排。目前具有發展前途的高效、潔凈的煤發電技術，主要涉及整體煤氣化聯合循環(IGCC )、循環流化床燃燒(CFBC)等技術。

二是材料和制造領域，主要集中于兩大方面：一為金屬材料制造。2010年我國粗鋼產量將達到6.6億噸，鋼鐵工業能源消耗占全國工業總能耗的1/4，每生產1噸鋼，采用高爐工藝將排放2噸二氧化碳，電爐工藝排放1噸二氧化碳。鋼鐵工業必須將控制總量、淘汰落后和技術改造結合起來，推動節能減排。二為高分子材料，2009年，我國生產塑料達4000萬噸，如果以石油路線制備的高分子材料為例，有估算每生產1噸塑料，需消耗2-5噸原油，排放二氧化碳4-8噸。因此，一方面要大力發展新型穩定化技術，提高材料服役壽命，從而節省石化資源，降低溫室氣體排放量。另一方面可通過應用生物基及生物降解塑料技術，直接以可再生資源替代石化資源，同時加快發展高效的回收利用新技術。如果從原料到回收處理形成產業鏈，以年產1000萬噸生物基材料為例，單位產品就可減少二氧化碳排放40%以上。

圖1：中國粗鋼年產量及增速（單位：萬噸，%）

資料來源：Wind資訊，遠東資信整理

圖2：粗鋼主要生產工藝路線

資料來源：國際鋼鐵協會，遠東資信整理

圖4：鋼鐵-化工-氫能一體化網絡集成智能制造

資料來源：東北大學鋼鐵前沿技術研究院，遠東資信整理

三是建筑領域，目前城市碳排放的60%來源于建筑維持功能本身，構建綠色建筑技術體系、發展低碳建筑極其重要，其關鍵是建筑規劃設計、建造、使用、運行、維護、拆除和重新利用全過程的低碳控制優化。如在建造環節，可利用屋頂光伏發電技術，實現自然光和燈光照明有效整合，可通過建造無動力屋頂通風設備，調節風流風速并帶動風機發電；在使用環節，可通過種植屋頂花草建造“綠色屋頂”，不僅可達到降溫效果節省空調電力，還能吸收大氣污染物；在拆除環節，可通過有效回收利用建筑廢棄物，防止發生二次污染。

中國建筑節能協會能耗專委會去年發布的《中國建筑能耗研究報告（2019）》，相關的數據如下：