科技創新助力寧夏碳達峰碳中和關鍵對策研究

柳 楊 周 霞 趙興陽 程 志

（寧夏清潔發展機制環保服務中心,寧夏 銀川 750001）

實現碳達峰、碳中和是可持續發展、高質量發展的內在要求，是加快國內轉變發展方式、推進動力變革、質量變革、效率變革的重要途徑，也是攜手應對氣候變化、構建人類命運共同體的重大舉措。習近平總書記在多個重要場合宣布我國力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和目標，不僅彰顯了我國積極應對氣候變化、推動構建人類命運共同體的責任擔當，更體現了我國走綠色低碳高質量發展道路的堅定決心[1]。國家碳達峰碳中和工作領導小組及各部委在頂層設計中都對碳達峰碳中和工作做出了系列部署和制度性安排，明確了實現“雙碳”目標的基本思路和主要舉措。實現碳達峰、碳中和目標需要科技創新的強力支持，特別是對整體技術創新布局與技術發展方向提出了全新要求。

1 國內外碳達峰碳中和科技創新政策規劃

1.1 國外政策規劃

在全球應對氣候變化、綠色低碳轉型的大趨勢下，低碳核心技術創新能力和發展水平，以及產業結構綠色轉型水平將成為決定經濟發展水平的關鍵。目前全球已有137個國家以政策宣示或立法等不同方式提出了碳中和的具體目標，包括歐盟、美國、日本、巴西等主要經濟體[2]。主要發達國家和經濟體都作出了強化科技創新驅動碳達峰碳中和的相關政策規劃和制度安排。已有超過190個締約方簽署了《巴黎協定》，推動綠色技術轉移與融資已成為全球共同應對氣候變化的共識。歐盟為實現2050年碳中和目標，頒布了《歐洲綠色新政》，圍繞能源、工業、建筑、交通等碳中和重點領域提出了明確具體的創新技術需求方向?！皻W洲地平線”也將以上領域的綠色技術研發納入重點支持的國際創新合作領域[3]。英國氣候變化委員會（UK CCC）圍繞碳中和技術需求發布了系列政策規劃，提出了能源、工業、建筑、交通等領域的技術需求和技術創新路徑[4]。2020年，美國和日本分別發布了《清潔能源革命和環境正義計劃》及《綠色增長戰略》。美國將可再生能源、儲能、交通等納入政策支持方向，持續加大研究投入[5]。日本提出了海上風力發電、氫能、建筑、交通等14個重點領域深度碳減排的發展目標、技術路線圖和重點措施等[6]。2020年以來，歐美等發達國家和地區通過制定面向碳中和的科技戰略與計劃，在加快布局綠色低碳技術創新的同時，也提高了全球貿易的市場準入門檻。《歐洲綠色新政》明確提出從2022年開始實施碳邊境調節稅（碳關稅），歐盟委員會提出將在特定行業建立碳邊境調節機制，實行進口商品價格與碳排放掛鉤政策。

1.2 國內政策規劃

我國全面加快構建碳達峰碳中和“1+N”政策體系。國家各部委密集出臺的有關政策都對科技支撐“雙碳”目標的實現提出了明確需求，在所制定的碳達峰碳中和技術路線圖中都提出了明確具體的科技需求和技術發展路徑。各省市政府部門及重點企業均在發布的碳達峰碳中和行動計劃或實施方案中將科技創新工作作為實現碳達峰碳中和目標的抓手。2021年，北京市相繼出臺了《關于進一步完善市場導向的綠色技術創新體系若干措施》《創新型綠色技術及示范應用項目征集遴選管理細則》等政策文件，確立了風電、氫能、新能源汽車、低功耗半導體和通信、光伏、碳捕集利用和封存（CCUS）、近零能耗建筑、資源循環利用、低碳家居等9個領域的碳達峰碳中和重點科技攻關方向[7]。浙江省在出臺的《碳達峰碳中和科技創新行動方案》中，明確提出要加快構建以市場為導向的綠色低碳技術創新體系，創新科研攻關機制，發展綠色低碳循環關鍵核心技術，推動綠色低碳技術研究和產業轉型升級[8]。安徽、江蘇兩省分別在印發的《關于組織申報安徽省科技支撐碳達峰碳中和科技創新專項（第一批）項目的通知》《江蘇省碳達峰碳中和科技創新專項資金項目指南》及組織申報項目的通知中[9]，對科技創新助力“雙碳”目標的實現部署了專項資金。

2 寧夏碳排放現狀與科技創新基礎

2.1 碳排放形勢非常嚴峻

寧夏既是經濟欠發達省區，也是國家能源安全戰略布局的重要保障基地，資源稟賦及工業結構的高碳特征非常明顯，人均碳排放量和單位GDP碳排放強度均呈高位。2019年自治區能源消費總量為7 648萬噸標準煤，碳排放總量為17 880萬噸二氧化碳，能耗強度為2.04噸標準煤/萬元。寧夏碳排放強度為4.5噸二氧化碳/萬元，是全國平均水平的4.3倍。人均碳排放25噸二氧化碳，是全國平均水平的3.6倍，寧夏是全國碳排放強度最高的省份[10-11]。

造成寧夏碳排放超標的主要因素有三個方面：一是寧夏能源結構以煤炭為主，近年來能源消費需求增加十分顯著，煤炭在一次能源消費中占比超過80%，煤炭消費所排放的二氧化碳當量占碳排放總量的86%。二是寧夏作為欠發達地區，產業發展依然沒有擺脫高碳產業結構，制造業處在產業鏈的中低端。寧夏工業領域的碳排放量占碳排放總量近 90%。全區規模以上化工企業206戶，占規模以上工業企業的比例近30%，化工行業碳排放占寧夏碳排放總量的35%。鋼鐵行業碳排放占比14%，有色金屬、建材行業的碳排放分別占寧夏碳排放總量的8%和6%。三是寧東能源化工基地是寧夏碳排放的重點和集中區，約占寧夏碳排放總量50%，碳排放強度22.3噸/萬元，是寧夏平均水平的4.8倍。寧東能源化工基地的綠色低碳轉型影響著寧夏碳達峰、碳中和的總體進程。特別是寧東能源化工基地的國能寧煤、寶豐能源、中石化長城能化等重點企業的煤化工產業工業增加值占全區工業經濟比重的48%?；ぎa業關乎寧夏能源安全、經濟發展和社會就業，但也是寧夏碳排放的重點領域，并且是減排難度較大的領域。在依煤倚重的產業結構影響下，寧夏完成2030年前碳達峰、2060年前碳中和目標的形勢非常嚴峻。

就經濟整體發展形勢而言，目前寧夏仍處于工業化和城鎮化快速發展階段，高碳的能源結構和產業結構造成發展慣性大、路徑依賴強。推進碳達峰碳中和戰略需統籌考慮能源安全、經濟增長、社會民生等諸多因素。寧夏承載建設黃河流域生態保護和高質量發展先行區的歷史重任，要突破能源、產業、經濟社會各領域制約節能降碳的重大技術瓶頸，離不開強有力的科技支撐。

2.2 良好的科技創新環境趨于形成

近年來，自治區圍繞“三大戰略”的實施，陸續出臺了“創新驅動30條”“生態立區28條”等一系列科技創新政策舉措，尤其是為科研人員松綁、減負和優化科研績效管理的多項重要科技創新政策，營造了良好的科技創新生態。圍繞新能源、氫能儲能、智能制造、新材料、電子信息等低能耗低排放的現代產業方向，組織實施的一批關鍵核心技術研發、先進適用技術集成及科技成果轉化應用項目，取得了顯著成效。

2.2.1 綠色低碳類科技項目數量明顯增加

僅2018年寧夏圍繞綠色低碳類科技項目共立項29項，支持經費17 300萬元。2018到2020年期間，全區在與碳達峰碳中和密切相關的領域共實施各類科技項目近百項，投入財政資金超3億元，帶動全社會研發投入10億元。實施了一批投入大、覆蓋面廣、聚焦關鍵共性技術問題、預期社會效益或經濟效益大的項目。比如，支持寧夏國有資本運營集團等企業實施探索可再生能源制氫項目；支持寧夏京能寧東發電有限責任公司等企業實施掌握火力發電深度調峰、智慧電廠相關技術集成示范項目；支持銀川隆基硅材料有限公司、寧夏小牛自動化設備有限公司、銀川威力傳動技術股份有限公司等企業實施高性能光伏用硅材料、太陽能電池與組件、光伏生產設備、風電設備關鍵零部件等產業鏈關鍵技術集成與產業化示范項目。通過這些項目的立項實施，有效提高了寧夏清潔能源產業的市場競爭力，為寧夏能源脫碳奠定了良好的科技基礎。

2.2.2 綠色低碳核心技術降碳作用逐步凸顯

聚焦寧夏綠色低碳發展需求和科技創新短板，大力開展與“雙碳”相關的技術開發與應用示范，取得了一批重要技術成果。“400萬噸/年煤間接液化成套技術創新開發及產業化項目”獲國家科技進步一等獎，“一種旋流干煤粉氣化爐（神寧爐）”獲中國專利金獎，“高壓交流快速真空開關技術及應用”獲自治區科技重大貢獻獎，“道路用廢舊瀝青活性恢復及低碳節能施工技術研究”獲自治區對外科技合作獎，“電力大規模外送電網高性能繼電保護關鍵技術及應用” 獲自治區科技進步一等獎，高壓交流快速真空開關成為額定電壓、電流以及開斷容量等指標最高的快速真空開關，2 000萬噸智能綜采輸送裝備填補了國內空白；國網寧夏電力有限公司通過實施“面向能源互聯網的電能信息采集關鍵技術及應用”項目，研發了具有自主知識產權的物聯感知通信芯片和邊緣計算智能終端，形成了新型電能信息采集體系架構，建成了覆蓋全區“發－輸－變－配－用”全環節電能信息采集系統[12]。通過這些具有代表性的關鍵技術的研發與應用，每年可助力寧夏新能源領域消納、降低線路損耗328億千瓦時，相當于減少燃煤1 096萬噸，減排二氧化碳2 871萬噸，凸現了科技創新在重點產業和重點企業節能降碳中的巨大作用。

2.2.3 東西部綠色低碳科技創新合作持續加強

堅持“市場主導、政府引導、互惠互利、合作共贏”的東西部科技合作機制，深化部區會商、院地合作，促進各類創新要素向寧夏集聚。先后與上海、江蘇、山東等10個省市，中國工程院、中國科學院、江南大學等9家大院大所高校建立了科技合作關系，聯合實施東西部科技合作項目901項、國際科技合作項目79項。有23位院士領銜主持、77位院士參與完成的《寧夏綠色“能源互聯網”發展戰略研究》《寧夏新能源與氫能發展戰略研究》《寧夏能源結構優化與調整》《寧夏碳達峰碳中和與可持續發展》等24項重大戰略咨詢研究項目，為寧夏能源結構、產業結構、經濟結構調整優化升級提供了重要戰略決策支撐[12]。亞洲開發銀行技術援助寧夏項目《科技支撐寧夏應對氣候變化的關鍵對策研究》，通過國際國內專家的聯合研究，提出了寧夏雙碳目標下的科技創新路徑，推動一批氣候技術成果的落地轉化，成為應對氣候變化國際合作的典型。

2.2.4 科技創新主體與載體日益壯大

持續提升碳達峰碳中和科技創新基礎能力。在新能源開發利用、新能源智慧控制、新能源材料研制、廢棄物綜合利用等領域，先后培育認定了以省部共建煤炭高效利用與綠色化工國家重點實驗室、寧夏電力能源安全重點實驗室、寧夏光伏材料重點實驗室、寧夏動力與儲能鋰電池材料工程技術研究中心、寧夏低碳減排工程技術研究中心、寧夏區域綜合能源（銀川）技術創新中心、寧夏綠氫利用（金鳳）技術創新中心等為代表的自治區重點實驗室、工程技術研究中心、企業技術創新中心等各類科技創新平臺50余家；先后認定寧夏煤基合成樹脂高值化、寧夏綠色智能鑄造、高端控制閥等產業技術協同創新中心，建成寧夏綠色氰胺化學新材料研究院等一批新型研發機構；建成寧夏技術市場、中阿技術轉移中心等區域性技術轉移轉化綜合服務載體；先后認定備案寧夏清潔發展機制環保服務中心、中節能寧夏新能源股份有限公司、寧夏天縱泓光余熱發電技術股份有限公司等國家高新技術企業289家，科技型中小企業、科技小巨人企業54家；組建外國專家工作室8個、引才引智示范基地5個，全區各類科技創新平臺達到594家[12]。這些科技創新主體與載體的相繼建成，為科技創新助力寧夏“雙碳”目標的實現提供了有效基礎。

3 碳達峰碳中和背景下科技創新面臨的問題

寧夏工業化起步晚，城市化水平較低，要突破能源、產業、經濟社會等領域制約節能降碳的重大技術瓶頸，離不開強有力的科技支撐，但寧夏科技創新支撐碳達峰碳中和的基礎仍然薄弱，需要解決的問題仍然較多。

3.1 科技創新支撐碳達峰碳中和戰略部署的有效性有待提高

科技部和部分省市已相繼制定發布了《碳達峰碳中和科技創新行動方案》，對碳中和技術選擇、發展路徑進行了總體部署。自治區政府印發《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的實施意見》，從自治區層面首次對碳達峰碳中和重大工作作出了系統謀劃和全面部署。寧夏科技部門出臺《寧夏碳達峰碳中和科技支撐行動方案》，明確提出要加快構建寧夏碳達峰碳中和科技創新體系，組織實施綠色低碳關鍵核心技術攻關、綠色低碳先進科技成果引進轉化、綠色低碳科技創新平臺創建等八項碳達峰碳中和科技支撐行動。但對照寧夏“雙碳”目標實現的艱巨性，要想在這場前所未有的變革中有所作為，必須進一步樹立科技自信，在新理論、新發現、新技術上進行全新部署。要切實增強問題意識，把重大攻關課題與具體減排難題有效對接，力爭拿出一批真正體現戰略和戰術相結合，用得上、靠得住的新技術、新產品和新方案，為寧夏碳達峰、碳中和提供科技支撐。

3.2 專業性科研機構、科研人才數量不足

寧夏碳減排領域的科研機構、科研人才主要分布在寧夏大學、北方民族大學等少數高校，寧夏農科院、寧夏低碳減排工程技術研究中心等科研機構也有一部分專業人員，但總體來看呈現數量較少且人員分散的狀態。寧夏高等院校目前還未設立碳減排專業課程，造成該領域的人才培養儲備明顯乏力。在碳達峰碳中和重大戰略制定以及能源、工業、建筑、交通、農業等領域綜合性關鍵技術攻關中，已有科研機構之間的協同攻關能力和水平明顯不夠，造成既不能形成重大關鍵科技成果，也較難推進重大成果的轉化應用。

3.3 綠色低碳技術的工程化應用水平較低

在“雙碳”目標的實現中，高校和科研院所主要關注碳減排前沿科學技術的研究，企業過多注重自身碳減排的工程效益及引導資金數量，這就引致科研院所、高校、企業相結合的創新鏈難以打通。由于缺乏碳達峰碳中和重大科技創新示范工程的支持，一些關鍵科研成果轉移轉化較難，比如CCUS是寧夏實現碳達峰碳中和目標的重要技術，涉及多行業和多種技術創新，需要多主體協同參與，但由于缺乏有效的產學研用協同創新和聯合攻關引導項目支持，使得該技術成果遠沒有形成預期的轉化應用效果。

4 寧夏碳達峰碳中和的關鍵科技創新對策

以寧夏產業綠色低碳轉型需求為導向，以實施《寧夏碳達峰碳中和科技支撐行動方案》為抓手，加快構建具有寧夏特色的碳達峰碳中和技術創新體系，加快落實綠色低碳關鍵核心技術攻關、成果引進轉化、科技創新平臺創建等行動計劃和技術路線圖。

4.1 大力推進碳達峰碳中和科技創新

針對寧夏工業倚重、用能高碳、生產低效等問題，以綠能開發、綠氫生產、綠色發展為重點，系統謀劃符合寧夏區情的減碳、零碳、負碳技術科研攻關項目。加強項目、平臺、人才、資金一體化配置，引導企業作為創新主體提高科技研發投入，引進轉化一批科技成果，實施碳達峰碳中和科技示范工程，助力寧夏產業綠色低碳轉型。

4.2 不斷加強綠色低碳關鍵核心技術攻關

采取“前引導、后支持”“揭榜掛帥”“賽馬制”等方式，面向全國征集技術解決方案，凝聚各方科技創新力量，加強綠色低碳關鍵核心技術的研發攻關。圍繞能源供給轉型和脫碳降碳需求，重點突破火電機組提效降碳、可再生能源產業鏈延伸、生產性服務、智能運維技術研究；圍繞非電能源綠色發展重大需求，重點研發可再生能源制氫、儲能、智慧電廠與智能電網關鍵技術研發及集成應用；圍繞能源化工、冶煉、建筑、交通等行業減污降碳需求，研發低碳燃料與原料替代、過程智能調控、余熱余能高效利用、廢棄物高值化利用等技術；圍繞區域和重點行業負碳減碳需求，開展CCUS全流程技術研發示范，森林、草原、農業、濕地固碳增匯技術研究。

4.3 加大人才團隊和創新平臺培育

在綠色低碳領域培育組建創新團隊和新型創新平臺，遴選培育一批潛力大后勁足的青年科技人才、引領帶動作用明顯的科技領軍人才和具有國際水平的戰略科技人才。整合寧夏區內優勢創新資源，支持組建開放創新、資源共享、體制機制靈活的科研創新平臺。在可再生能源、節能降碳、綠色增效等方面精準對接，柔性引進一批國內外高水平創新團隊和急需緊缺人才。發揮中國工程科技發展戰略寧夏研究院高端智庫作用，調動綠色低碳領域院士及團隊積極性，為寧夏碳達峰碳中和重大工程科技問題、戰略規劃等提供決策咨詢。

4.4 加快實施綠色低碳技術成果引進轉化

聚焦寧夏優勢特色產業，圍繞能源、化工、冶煉、建筑、交通、農業、居民生活等領域，鼓勵企業、高校、科研院所、科技服務機構、金融機構等多方資源，整合一批先進適用的綠色低碳科技成果。支持高校、科研院所建立專業化技術轉移機構，通過技術轉讓、技術許可、作價投資等多種形式有效推進綠色低碳科技成果轉化。支持企業通過轉讓、許可、技術入股等方式，引進國內外先進技術成果在寧夏轉化應用。圍繞產業低碳、零碳、負碳技術發展需求，實施一批可再生能源、氫能、儲能、CCUS重大科技成果轉化項目，加強氫能、光伏、風電多能交互清潔能源示范，促進重點產業綠色轉型升級。支持城市、社區（鄉鎮）、園區開展近零碳排放、節能減排科技成果示范，引導全社會綠色低碳生產生活方式。

4.5 努力提升綠色低碳應用基礎研究能力

依托國家自然科學基金區域創新發展聯合基金和自治區自然科學基金，聚焦新能源、現代化工、新型材料、電子信息技術、先進裝備制造等領域，集聚寧夏內外優勢科研力量，強化應用基礎研究，為產業綠色發展提供科技創新源頭供給。科學研究符合寧夏實際的碳達峰模型、碳監測、碳評估等理論方法，為政府、園區、企業提供碳減排科學依據，為寧夏碳達峰碳中和決策和管理提供理論支持。

4.6 持續實施綠色低碳對外科技創新合作行動

加強東西部綠色低碳領域科技創新合作，推動寧夏企業、高校、科研院所與國家大院大所、發達地區創新主體開展碳達峰碳中和科技交流，支持建立綠色低碳技術協同創新共同體，合作共建創新平臺，培養創新人才，共同實施重大科技項目，為工業、農業、社會發展領域綠色低碳發展集聚高水平研發團隊和優質創新資源。加強與共建“一帶一路”國家的綠色低碳技術研發合作，發揮中阿博覽會合作平臺作用，全面推進綠色低碳國際科技合作。