科技引領(lǐng)發(fā)展低碳經(jīng)濟打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)

楊曉峰

摘要：20世紀60年代起，以美國生物學家卡遜所撰寫的《寂靜的春天》為開端，人類經(jīng)濟的不斷增長是否會不可避免地導致全球性的環(huán)境退化？經(jīng)過數(shù)十年的關(guān)注和討論，國際社會基本達成比較一致的結(jié)論：即經(jīng)濟發(fā)展可以不斷地持續(xù)下去，但必須對發(fā)展加以調(diào)整。確定資源對人類生存與可持續(xù)發(fā)展的作用以及保護資源的意義，保護的目的就是要保證地球具有可持續(xù)和支撐所有生物的能力。

關(guān)鍵詞：生態(tài)文明;大氣污染;清潔能源;創(chuàng)新發(fā)展

1.生態(tài)文明建設(shè)是新發(fā)展理念重要組成部分

習近平總書記在十九大報告指出，我黨目前的總?cè)蝿?wù)是在本世紀中葉建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現(xiàn)代化強國。我們要建設(shè)的現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化，既要創(chuàng)造更多物質(zhì)財富和精神財富以滿足人民日益增長的美好生活需要，也要提供更多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以滿足人民日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要。推進綠色發(fā)展，推進能源生產(chǎn)和消費革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。

2.大氣污染的現(xiàn)狀及生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護面臨的形勢

2.1大氣污染排放對環(huán)境的影響

近代工業(yè)化高速發(fā)展帶來諸多問題：其中森林面積減少、化石能源（煤炭、石油、天然氣）大量開采對環(huán)境的破壞、水力發(fā)電對生態(tài)影響等對環(huán)境的影響，溫室氣體對人類健康和生存威脅。化石能源生產(chǎn)和消費過程中所排放的大量二氧化碳、甲烷等溫室氣體，加劇環(huán)境的溫室效應。

由世界氣象組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署建立個IP C C（政府間氣候變化專業(yè)委員會）在2014年的第五次全球氣候評估報告中顯示：在北半球， 1983年至2012年可能是過去1400年以來最暖的30年;當前二氧化碳、甲烷和氮氧化物的濃度大大超過了冰芯記錄的80萬年以來最高濃度;地球表面積雪和融冰的面積在快速縮小并導致海平面上升速率比過去兩千年來的平均速率高;海洋中的島嶼國家及各大陸低海拔沿海城市受到海平面上升的威脅。二氧化碳被認為是全球升溫的主要貢獻。

科學家提出工業(yè)化以來2℃是人類社會未來可容忍的最高升溫。溫度超過2℃ ，全球?qū)⒃庥鲅睾：闈场囸I、瘧疾、水短缺的人口數(shù)量將大大增加。2009年在日本舉行的八國首腦會議聲明中已認可2℃目標。

科學家們預計想要防止全球平均氣溫再上升2℃ ，到2050年全球的溫室氣體排放量需減至1990年水平的80%。

2.2大氣污染排放對人類健康的影響

研究表明， PM 2.5主要來自燃燒過程，特別是煤、石油等化石燃料的燃燒。桔桿、麥草、木柴等生物質(zhì)的燃燒及垃圾焚燒、天然氣燃燒也會產(chǎn)生PM 2.5，但生成量較少。化石燃料燃燒中排放的含碳、含硫、含氮物質(zhì)在光合作用下形成氣溶膠，其中的氣體污染主要有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氨氣、臭氧等揮發(fā)性有機物，最終氣溶膠在空氣中轉(zhuǎn)化成PM 10和PM 2.5顆粒物。

霧霾導致的生命健康損失，可能使社會支付極高的經(jīng)濟成本。根據(jù)科學研究統(tǒng)計：空氣中PM 2.5濃度長期高于10微克/立方米，死亡風險就開始上升。濃度為增加10微克/立方米，總死亡風險上升4% ，得心肺疾病的死亡風險上升6% ，得肺癌的死亡風險上升8%。世界衛(wèi)生組織（ WHO）數(shù)據(jù)顯示，高污染城市死亡率要比相對清潔城市死亡率高15%～20% ，全球因空氣污染每年數(shù)百萬人早逝。

2.3國際社會組織為大氣減排所作努力

2015年12月，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》 近200個締約方在巴黎氣候變化大會上達成《巴黎協(xié)定》。這是繼《京都議定書》后第二份有法律約束力的氣候協(xié)議，為2020年后全球應對氣候變化行動做出了安排。

巴黎協(xié)定的最大貢獻在于明確了全球共同追求的“硬指標”，把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高控制在2℃之內(nèi)，并為把升溫控制在1.5℃之內(nèi)努力。

2.4中國政府高度重視生態(tài)文明建設(shè)并積極主動承諾減排義務(wù)

2012年11月，黨的十八大提出把生態(tài)文明建設(shè)放在突出地位，融入經(jīng)濟建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會建設(shè)各方面及全過程。習近平總書記關(guān)于“我們既要金山銀山，也要綠水青山。綠水青山就是金山銀山”論述深得人心。

2015年11月，中國國家主席習近平出席氣候變化巴黎大會領(lǐng)導人活動開幕式并代表中國政府承諾到2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量比2005年下降60%～65%、非化石能源佔一次能源消費量比重爬到20%左右、森林蓄積量比2005年增加45億立方米、二氧化碳排放2030年左右達到峰值并爭取盡早達峰。

2017年我國發(fā)布《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略2016-2030）》，提供了廣泛性指南。其總體目標是建設(shè)一個更安全、可持續(xù)、多樣化和更具能效的未來。

3.產(chǎn)生大氣排放成因分析國內(nèi)產(chǎn)生大氣排放成因及挑戰(zhàn)

3.1中國能源的現(xiàn)狀

截止2019年底統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國國內(nèi)生產(chǎn)總值99.1萬億人民幣，世界占比為16% 。截止2019年底，國內(nèi)發(fā)電裝機容量20億千瓦，其中火電裝機占59.2%，清潔能源的裝機占40.8%。今天中國仍是全世界能源消耗、溫室氣體排放最多的國家。

3.2中國二氧化碳排放現(xiàn)狀

在2012年，中國的人均能耗已超過全球除中國以外其他國家平均水平的1.12倍，人均溫室氣體排放超過全球除中國以外其他國家平均水平的1.5倍。

隨著風能、核能、太陽能的發(fā)展，我國碳排放量持續(xù)減少。但2019年我國二氧化碳年排放總量仍約100億噸。

4.發(fā)展低碳經(jīng)濟是解決大氣污染的對策

盡管2020年遭受新冠疫情的沖擊，但總的趨勢是我國仍處于高速發(fā)展過程中。我國經(jīng)濟增長整體資源利用率不高，投入產(chǎn)出效率不高。上世紀90年代以來以PM 2.5污染為主的混合性污染問題日益突出，我國北方地區(qū)多次并長期出現(xiàn)大面積霧霾天氣，給人民生產(chǎn)生活造成極大的損失。

4.1低碳技術(shù)引領(lǐng)能源革命

人類社會對低碳經(jīng)濟方式實行可持續(xù)發(fā)展已是普遍共識，支撐低碳經(jīng)濟發(fā)展模式的核心是低碳技術(shù)。低碳技術(shù)所涉及溫室氣體排放的行業(yè)有能源電力、交通、建筑、冶金、化工、石化等，其中在能源領(lǐng)域包括可再生能源技術(shù)、清潔能源技術(shù)、煤的清潔高效利用、油氣資源和煤層氣的勘探開發(fā)、二氧化碳捕集與埋藏等。

4.2低碳技術(shù)給中國創(chuàng)新發(fā)展帶來新的機遇

低碳技術(shù)作為減碳技術(shù)、去碳技術(shù)和無碳技術(shù)。減碳技術(shù)指在電力、交通、建筑、冶金化工、石化等高能耗、高排放領(lǐng)域的節(jié)能減排技術(shù)。去碳技術(shù)指二氧化碳捕集與埋藏，主要是從火力發(fā)電廠捕集二氧化碳并將其利用或永久封存的技術(shù)。無碳技術(shù)是太陽能、風能、生物質(zhì)能等可再生能源及核能。

在低碳技術(shù)領(lǐng)域，我國目前在部分領(lǐng)域領(lǐng)先于國際同類水平，但仍有相當部份技術(shù)核心未掌握。低碳技術(shù)作為全球的前沿科技領(lǐng)域，世界各國正在研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)及應用，這就為為我國在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)先國際發(fā)展水平提供的機遇。

5.發(fā)展低碳能源，聚集關(guān)鍵技術(shù)

要打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，必須大力發(fā)展低碳能源。

5.1中國特色的低碳經(jīng)濟發(fā)展道路

為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)， 2013年國務(wù)院出臺《大氣十條》，一是深入推進供給測結(jié)構(gòu)性改革，整治“散亂污”企業(yè)，壓減煤炭消費量，減少機動車排放污染，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)和交通運輸結(jié)構(gòu);二是必須嚴格環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管，切實落實“黨政同責”;三是必須倡導綠色生活發(fā)展。

5.2新能源核心技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展

創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展改變和提升原有技木水平。

1980年聯(lián)合國召開的聯(lián)合國新能源和可再生能源會議對新能源的定義為：以新技術(shù)和新材料為基礎(chǔ)，重點開發(fā)太陽能、風能、生物質(zhì)能、潮汐能、地熱能、氫能和核能。目前最具有開發(fā)前景的新能源是太陽能、風能、地熱能、氫能及核能。

5.2.1太陽能技術(shù)

2017年中我國太陽能裝機總計100吉瓦，已接近“十三五規(guī)劃”制定的2020年105吉瓦目標。大型光伏平準化度電（LECD）成本將持續(xù)走低，預測2030年太陽能發(fā)電成本將低于在運燃煤發(fā)電成本。2040年太陽能預計達到740吉瓦，發(fā)電量將達到總發(fā)電量的10%。

太陽能發(fā)電所采用的多晶硅為資本密集型產(chǎn)業(yè)。雖然國內(nèi)生產(chǎn)成本不斷下降，但較國際市場價格為高。需要有實力的國企與基礎(chǔ)科研單位合作，解決技術(shù)難題擴大生產(chǎn)規(guī)模。

5.2.2風能技術(shù)

中國風力資源豐富并有極大開發(fā)潛力。在平均風密度超過300瓦特每平方米地區(qū)，估計陸上風電潛力為8000吉瓦，海上風電潛力為500吉瓦。

2019年底統(tǒng)計國內(nèi)風電裝機210吉瓦，位居全球第一。預計2040年風電總裝機容量600吉瓦（其中海上風電不低于40吉瓦）。在風電技術(shù)發(fā)展的過程中將帶動一系列相關(guān)制造、研發(fā)、評估等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

5.2.3地熱能技術(shù)

地熱區(qū)域供暖是我國改善城市空氣質(zhì)量的一個重要舉措。2020年京津冀地區(qū)地熱供暖面積將達到4.5億平方米，占該地區(qū)采暖面積的20%。預計2040年地熱能的利用將是現(xiàn)在的三倍，相當于1，400萬噸油當量。

5.2.4煤的低碳利用技術(shù)

在我國相當時期里燃煤電力仍將占主要地位。預計2030年后燃煤需求將下降， 2040年煤炭發(fā)電量占比有望從2016年的67%下降到約40% ，煤炭消耗量為14億噸標準煤。

碳捕集與埋藏技術(shù)（CCU）對燃煤電廠減碳排放非常重要，具有廣闊的應用前景。CCU技術(shù)（捕集后的資源化利用）較高的生產(chǎn)成本是主要壁壘。

5.2.5核能技術(shù)

核能在我國非化石能源戰(zhàn)略中發(fā)揮著重要作用， 2019年底的核電裝機4，874萬千瓦，占全國總發(fā)電量約4% ，仍低于世界16%的核能發(fā)電水平。

作為無碳電力且可大規(guī)模開發(fā)利用的核能發(fā)電在我國發(fā)展有兩大技術(shù)障礙：鈾資源保障及核燃料后處理。鉛基快堆技術(shù)的推廣應用使得核燃料利用率從目前的3%左右提升到60%乃至90%。核燃料后處理大廠的建設(shè)以及嬗變技術(shù)的應用將大大減少核廢料的處置。中國正在積極參與國際間的核聚變發(fā)電合作計劃。

5.2.6氫能技術(shù)

氫能在減少二氧化碳排放的節(jié)約能源、提高能源轉(zhuǎn)換利用效率，碳捕集及資源化利用這三個方面都發(fā)揮著重要作用。

可再生能源風能、太陽能由于其時空不穩(wěn)定使其應用價值大為降低，氫能可以通過轉(zhuǎn)化將多余電力儲存起來從而解決這一問題。此外，氫能還可將電轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚾剂希瑢崿F(xiàn)電力儲存同時實現(xiàn)低碳化排放。

氫能燃料電池的成本受制于產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)和關(guān)鍵部件自主創(chuàng)新。氫能燃料電池堆技術(shù)、電堆售價與使用壽命、儲氫系統(tǒng)、加氫站建設(shè)等已成為制約氫能發(fā)展的重要瓶頸。

5.2.7儲能技術(shù)

風能、太陽能電力的并網(wǎng)問題已成為可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵制約因素。風能資源豐富的地區(qū)多處于東部沿海和西北地區(qū)，西北地區(qū)電力需求較少。因而儲能、智能電網(wǎng)技術(shù)進步與特高壓線路加快布局建設(shè)是當務(wù)之急。

6.新能源創(chuàng)新發(fā)展的建議

科技創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。要把握新能源發(fā)展趨勢，對那些前景廣闊、但核心技術(shù)受制于人、亟待攻關(guān)的技術(shù)，如大型海上風電、儲能、碳捕集及利用、氫能、地熱能、先進核能等技術(shù)加大科技研發(fā)力度。

下一步要加大非化石能源規(guī)模化發(fā)展，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，完善體制機制，推進碳交易。國家繼續(xù)從電力消納端保證清潔能源電力市場地位、保證清潔能源的市場收入，將大大提升清潔能源科研、生產(chǎn)和運營單位的積極性。