氣候變化下的科技創(chuàng)新需求和商業(yè)機會

氣候變化如今不僅僅是科學問題、環(huán)境問題，還是一個國際政治問題，當然也是經(jīng)濟問題，事關(guān)社會的長遠發(fā)展。

在今年9月舉行的聯(lián)合國氣候峰會上，胡錦濤主席指出，氣候變化問題歸根到底是發(fā)展問題，應(yīng)對氣候變化應(yīng)該也只能在發(fā)展過程中推進。發(fā)展與科技創(chuàng)新總是如影隨形，誰能在科技創(chuàng)新方面占據(jù)優(yōu)勢，誰就能掌握發(fā)展的主動權(quán)。應(yīng)對氣候變化也不例外。

固碳技術(shù)及產(chǎn)業(yè)前景

應(yīng)對氣候變化因為涉及到今后國家間排放權(quán)的分配，所以它在國際政治上存在著激烈的博弈。但是對于像中國這樣的發(fā)展中國家來說，綠色發(fā)展只能說是當然的選擇，且不得不加快的一個選擇。因此目前低碳經(jīng)濟發(fā)展的呼聲非常之高，發(fā)達國家一方面適度以碳關(guān)稅、技術(shù)標準、行業(yè)標準等手段構(gòu)筑貿(mào)易壁壘，國內(nèi)節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)升級依然面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。迎接這些挑戰(zhàn)尋找綠色發(fā)展商機都離不開科技創(chuàng)新的持續(xù)支持，更離不開科技與經(jīng)濟的有效結(jié)合。

從一般的角度說，應(yīng)對氣候變化的方式主要有兩種，一種是減緩氣候變化，另一種是適應(yīng)氣候變化。所謂減緩氣候變化就是要減少、減緩進入大氣中的二氧化碳和其它溫室氣體，這就是我們現(xiàn)在經(jīng)常說的減排。減排通常可以采用兩類技術(shù)，一類是把部分排放的碳吸收或者是固定下來，我們稱之為固碳技術(shù)。第二類是通過技術(shù)手段減少碳的排放，我們稱之為清潔能源技術(shù)，包括可再生能源技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)、清潔煤技術(shù)、核能技術(shù)以及建筑交通等領(lǐng)域的節(jié)能技術(shù)。所謂適應(yīng)氣候變化，就是人類在科學預(yù)測氣候變化的基礎(chǔ)上選擇最佳的生產(chǎn)生活方式，一方面最大程度上規(guī)避氣候變化帶來的負面影響，另一方面利用氣候變化帶來的契機創(chuàng)造更多的社會財富。

固碳技術(shù)及產(chǎn)業(yè)前景。眾所周知，固碳技術(shù)分為工程固碳和生物固碳兩大類。工程固碳簡單來說就是把二氧化碳搜集并注入合適的地層。大家知道的CCS技術(shù)(二氧化碳的捕集和封存)，這項技術(shù)比較復(fù)雜，牽扯到很多環(huán)節(jié)，人們對它的安全性以及應(yīng)用前景的看法還有很大的分歧。且值得深入研究。如果說搜集到的碳不能被利用的話，僅僅是用來埋藏的話，這將是非常耗能、并且不一定是非常安全的技術(shù)。所以，這項技術(shù)短時期內(nèi)可能不會有很大的應(yīng)用前景，盡管現(xiàn)在國際上眾說紛紜。

但相比之下，生態(tài)系統(tǒng)的固碳就要簡單得多，其原理就是要通過植物的光合作用吸收大氣中的二氧化碳，形成有機物，這些有機物或者通過自然過程固定到土壤當中，或者固定到植被當中，達到降低大氣碳儲量的作用。這是安全有效也較為簡易的固碳技術(shù)。除海洋以外，森林、草地、農(nóng)田這三大陸地生態(tài)系統(tǒng)都有很強的固碳潛力與固碳功能，尤其對中國來說，我國幅員遼闊，生態(tài)系統(tǒng)多樣，固碳潛力巨大。

據(jù)有關(guān)科學家計算，1980年到2005年我國僅僅通過造林活動累計吸收二氧化碳大約為30.6億噸，相當于同期工業(yè)排放的15%。森林與土壤固碳技術(shù)成本低廉，效果明顯，有專家測算保持森林面積不變，僅僅調(diào)整森林結(jié)構(gòu)，同樣的森林覆蓋面積下，中國只要增加密度調(diào)整森林結(jié)構(gòu)，50年內(nèi)可以新增22億二氧化碳的固定量。如果每噸二氧化碳以30美元計算的話，那就相當于660億美元的價值。開展森林系統(tǒng)固碳工作能夠?qū)崿F(xiàn)生態(tài)和經(jīng)濟效益的雙贏，比如內(nèi)蒙古的科爾沁沙地、呼倫貝爾沙地等四大沙地非常有名，總的面積15萬平方公里，相當于浙江省的1.5倍。這些沙地在過去都是水草豐美的地方，土壤當中也固定了很多的碳，當時土壤當中碳的含量表層大概占1%。后來由于過度放牧草場被破壞，現(xiàn)在變成了沙地，曾經(jīng)固定下來的碳大部分流失了。

幾十年以來，應(yīng)該說我們國家投入了大量的人力物力去固定沙丘維護牧場，而對生態(tài)關(guān)系的恢復(fù)關(guān)注并不夠，投資卻是相當?shù)拇蟆６嗄暌詠砦覀円仓?，盡管有政府的大量投入，但是由于找不到替代農(nóng)牧民現(xiàn)有的生產(chǎn)生活方式的手段，禁牧實際上是沒有道理的，施行難度很大。所以沙化還在擴大，生態(tài)恢復(fù)效果其實很不理想。

前幾年，中國科學院植物研究所在混蘭達克沙地搞了一項實驗，實驗發(fā)現(xiàn)，如果沙地里不養(yǎng)牛羊而是養(yǎng)雞，每平方公里每年可以固碳兩千噸左右，目前國際市場碳交易的價格是600美元左右。通過以雞取代牛羊的這種方式，草地的恢復(fù)效果還是非常明顯，并且草場恢復(fù)以后還可以施行圈養(yǎng)牛羊，綜合效果是非常明顯的。根據(jù)這個發(fā)現(xiàn)我們在混蘭達克正藍旗搞了十萬畝的示范項目，圈了一個完整的村子。之前該村的村民收入經(jīng)濟主要靠養(yǎng)羊，每個月大概有三百畝草地，每年每畝草地產(chǎn)出不到10元，人均收入一年不到3000元，經(jīng)濟效益非常之低，草場非常不好，牧民的生活也非常困難。中國科學院植物所一個項目組利用社會資金成立了公司，通過以公司為經(jīng)營主體、科研單位與地方政府配合、牧民共同參與這種方式，將十萬畝牧場封起來養(yǎng)雞，以圈養(yǎng)的方式割草養(yǎng)牛羊，草地的固碳功能大大提高，草場的生態(tài)得到了恢復(fù)，并且牧民的收入也得到了提高，從而進一步提高了牧民改善生態(tài)的積極性。

我國有廣大生態(tài)退化的地區(qū)，比如西南的喀斯特地貌有五十幾萬平方公里，該地區(qū)的生態(tài)退化非常嚴重;青海的三江源地區(qū)，甚至是南方的一些地區(qū)，都有通過開展生態(tài)系統(tǒng)固碳工程獲益的巨大潛力。這是一舉多得的商機，如果企業(yè)參與生態(tài)系統(tǒng)固碳工程以后，企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時，還會通過固碳，為應(yīng)對氣候變化、為人類發(fā)展做出更大的貢獻。但是我們必須指出，生態(tài)系統(tǒng)固碳是一個非常復(fù)雜的事情，尤其是到底能固定多少碳的論證過程非常復(fù)雜，它還需要國家政策的引導(dǎo)，也要通過標準的建立、認定程序的建立，需要大家共同打造規(guī)范的市場。我想這是一個艱巨的過程，但是我相信這里面市場的潛力會是非常巨大的。

產(chǎn)學研結(jié)合，推動經(jīng)濟發(fā)展

中國科學院在這方面的三個成果及其示范性的工作，第一個是煤際間接液化技術(shù)。中國科學院山西煤化所經(jīng)過多年研究，形成了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的將煤炭合成液體燃料技術(shù)，并組建了中科合成油技術(shù)有限公司。目前該公司已經(jīng)有三個工業(yè)示范項目正式投入生產(chǎn)，所產(chǎn)出的油品是當今世界最潔凈的液體燃料之一，并且技術(shù)足以支撐年產(chǎn)三百萬噸到五百萬噸的建設(shè)規(guī)模。經(jīng)檢測，該油品直接加入柴油后可節(jié)油8%—12%，尾氣排放達到歐V標準。根據(jù)示范項目的數(shù)據(jù)，該油品成本價每噸2100元，而市場同類油品的價格為5800元。

第二個是甲醇烯烴技術(shù)。甲醇到烯烴這個工業(yè)鏈當中有難點斷點，上世紀80年代以來中國科學院大連化學物理所一直致力于甲醇到烯烴的研究，目前采用該項技術(shù)的中國神華集團60萬噸、山西新型公司20萬噸工業(yè)化工程項目正在建設(shè)，一條以煤為原料經(jīng)由甲醇制取低碳烯烴的廢石油原料路線正在變成現(xiàn)實。2020年煤制烯烴的目標為800萬噸，市場份額為11%，煤制烯烴將成為烯烴市場很好的補充。

第三個是煤制乙二醇項目。乙二醇是重要的化工原料和戰(zhàn)略物資，用于制造聚脂、炸藥、防凍劑，每噸成本為4000元，石油乙二醇每噸4000至6000元，市場銷售乙二醇每噸高達8000元到9000元。無疑煤制乙二醇具有很好的市場競爭力。2008年我院在福建研制了全球首套萬噸級煤制乙二醇技術(shù)，啟動了20萬噸煤制乙二醇示范工程，是我國五大煤化工示范工程之一，預(yù)計今年年底前建成投產(chǎn)，未來形成12萬噸生產(chǎn)規(guī)模，有望成為國內(nèi)最大的乙二醇生產(chǎn)企業(yè)，實現(xiàn)部分替代進口。

化石能源的梯隊，中科院啟動了兩個行動計劃。一個是太陽行動計劃，以2050年前后使太陽能成為重要能源的遠景目標，確定2015年為分布式利用，2025年為替代利用，2035年實現(xiàn)規(guī)模利用三個階段目標。籌備建設(shè)五個研發(fā)中心，從光譜、光熱、光化學、光生物等多個主要途徑入手，在核心技術(shù)研發(fā)應(yīng)用示范和轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化等幾個層面實施太陽能行動計劃。生物制能生物技術(shù)，利用生物廢棄物，在無害化處理技術(shù)、高效沼氣生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)高附加值化學品和生物材料及產(chǎn)品四個方面進行部署，力爭建成一批農(nóng)業(yè)生物制能基地，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生物制能產(chǎn)業(yè)的市場化，推動節(jié)能減排的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變方面的技術(shù)，包括電動車行動計劃和半導(dǎo)體照明。

目前中科院電動車研究中心已經(jīng)成功研制了第一代和第二代家用電動轎車樣車，這些樣車充足電可跑150公里，最高時速可達150公里。我們計劃到2010—2015年研究出輕量化、智能化的高級跑車。半導(dǎo)體照明成為第四代照明和綠色能源，具有體積小、壽命長等特點，同樣亮度下，半導(dǎo)體照明耗電僅僅為普通白熾燈的1/10，壽命延長100倍。智能電網(wǎng)，建立在多種先進技術(shù)之上，實現(xiàn)包括抵御攻擊、保證客戶需求、允許不同發(fā)電需要的功能，未來絕大多數(shù)國家的電網(wǎng)發(fā)展都將走向智能電網(wǎng)。中科院啟動了智能電網(wǎng)行動計劃，成立了智能電網(wǎng)研究中心，加強對智能電網(wǎng)技術(shù)的頂層設(shè)計和發(fā)展規(guī)劃研究，構(gòu)建智能電網(wǎng)的技術(shù)。

10月3日，溫家寶總理發(fā)表了題為《科技引領(lǐng)可持續(xù)發(fā)展》的重要講話，他指出世界正在經(jīng)歷一場百年罕見的金融危機，歷史經(jīng)驗表明，金融危機往往孕育新的科技革命，正是科技上的重大突破和創(chuàng)新推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的重大調(diào)整，提供新的增長引擎，使經(jīng)濟重新恢復(fù)平衡并達到新的更高的水平。誰能在科技創(chuàng)新方面占據(jù)優(yōu)勢，誰就能掌握發(fā)展的主動權(quán)，率先復(fù)蘇并走向繁榮。他強調(diào)，科學選擇新興戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)非常重要，選對了就能跨越發(fā)展，選錯了將會貽誤時機。

我國發(fā)展新型戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)具備一定的比較優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展空間，完全可以有所作為、大有作為。中科院產(chǎn)學研結(jié)合，推動經(jīng)濟發(fā)展，實踐證明，只有堅持科研單位與企業(yè)合作、技術(shù)創(chuàng)新與示范工程結(jié)合，才能出效益出成果。我們歡迎企業(yè)界的有識之士與中科院合作，為應(yīng)對氣候變化創(chuàng)造出更多生態(tài)、社會和經(jīng)濟效益俱佳的產(chǎn)品。

院士簡介:

1957年1月出生，浙江省嵊州市甘霖鎮(zhèn)人。

第四紀地質(zhì)學家，中國科學院院士，研究員。

1982年畢業(yè)于浙江大學地質(zhì)系，1988年在中國科學院地質(zhì)研究所獲博士學位，并在第四紀研究室從事研究工作。現(xiàn)為中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所研究員。2005年11月當選為中國科學院院士。2008年1月任中國科學院副院長。2008年3月當選第十一屆全國人大常委。

北京市第十屆政協(xié)常委，第十屆全國政協(xié)委員，中國民主同盟副主席。兼任中國第四紀研究委員會主任、中國礦物巖石地球化學學會副主任，國際IGBP-PAGES執(zhí)委會委員。

主要研究領(lǐng)域為第四紀地質(zhì)學、古環(huán)境學、古全球變化。長期以來，根據(jù)我國第四紀黃土和第三紀紅粘土沉積，恢復(fù)過去七百萬年來中國北方干旱區(qū)氣候、環(huán)境演變歷史，及其與全球變化的關(guān)系。在一系列野外與實驗室工作的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)論述了黃土高原氣候變遷的旋回性、周期性等，并探討氣候演變與地球軌道參數(shù)變化、全球冰量變化及與青藏高原抬升的關(guān)系。

目前，丁仲禮研究員已在國內(nèi)外發(fā)表學術(shù)論文百余篇，其中在國際刊物上發(fā)表論文30多篇，被國際SCI收錄的論文引用達800余次。1997年獲中國科學院青年科學家一等獎，同年獲中國第四紀研究委員會優(yōu)秀科學家獎，1999年獲中國科學院自然科學一等獎。系“九五”國家自然科學基金重大項目負責人、國家重點基礎(chǔ)科研規(guī)劃項目973課題負責人。