賀克斌：以科技創(chuàng)新支撐“雙碳”目標下的高質量發(fā)展

賀克斌（中國工程院院士，清華大學碳中和研究院院長）

 

60s要點速讀：

 

1、要完成將近100億噸的減碳任務，我們大概要從五個方面實現(xiàn)這100億噸的減碳任務：一是資源增效減碳；二是能源結構降碳；三是地質空間存碳；四是生態(tài)系統(tǒng)固碳；五不是技術因素，而是在政策引導下市場機制的融碳。

 

2、有人講影響中國過去40年最關鍵的四個字，可能是改革開放，影響中國未來發(fā)展40年的四個字，很可能是雙碳行動。但這樣的行動，包括技術的完善、研發(fā)、創(chuàng)新，都需要幾茬的人才，而人才是自然科學、工程科學、社會科學復合型的。所以在科技人才的培養(yǎng)和儲備上，也是未來的重中之重，也是需要我們共同努力的。

 

3、世界經濟從能源的資源依賴型走向能源的技術依賴型，所以技術創(chuàng)新成了未來經濟發(fā)展的重中之重和激烈競爭的方面。

 

正文：

 

我們知道碳中和已經成為具有全世界影響的重大事件，截至到今年上半年，應該說可以用三個90%來概括，世界上提出碳中和目標的這些國家，覆蓋了90%的二氧化碳排放、90%的GDP和90%的人口。

 

為什么這么大范圍關心這件事情，是因為應對氣候變化本身就是一個未來經濟發(fā)展的模式問題，高風險的氣候會造成大量的經濟損失，有研究表明，中國在1996-2015年期間，僅僅洪澇損失超過2000億美元，2016-2035年，還可能增加接近4000億美元，相當于我們5%的GDP。我們的應急管理部列出的頻發(fā)的極端天氣造成的經濟損失在我們國家自然災害中排在首位。去年十大自然災害除了兩個地震，剩下的八個全部跟極端天氣造成的災害直接關聯(lián)。

 

最近大家可能看到，全球性的熱浪，也關注到了這個過程。國家氣候中心給出今年6月13日以來整個區(qū)域性高溫事件綜合強度已經達到了1961年以來有完整氣象記錄的最強，會造成社會經濟發(fā)展的方方面面的損失。糧食供應也是最近世界特別關心的問題，高氣候風險，有研究表明，對于世界主要糧食的生產會造成從百分之幾到百分之幾十的減產風險，這是威脅未來世界可持續(xù)發(fā)展的重要因素。

 

我們看到實施雙碳行動來應對氣候變化，應該說第一層含義是氣候履約，我們知道中國是《巴黎協(xié)定》和氣候公約《京都議定書》的簽署國，我們要履行我們承諾的義務，說到做到。另外大家看到從1995年到2020年，在這個周期里面，中國在世界的GDP占比，有了一個非常顯著的變化，我們成了世界第二大經濟體，在這里面要承擔國際義務，按照共同但有區(qū)別的原則，要完成我們的承諾。

 

氣候履約僅僅是一個切入點，最核心的還是雙碳行動，世界經濟進入了新一輪非常激烈的產業(yè)競爭。可以從兩層含義看，第一是有觀點認為，進入雙碳時代，世界經濟將從能源的資源依賴型逐步走向能源的技術依賴型。從兩個層面來理解它：

 

第一是未來以風光水核熱，還有生物質為代表的多能互補的體系，在全球的資源量上講，新的能源資源體系總量，根據國際能源署的估算，是足夠的，足夠我們實現(xiàn)碳中和的目標。所以它一定程度上解除了我們在化石能源上的資源總量的約束。

 

第二是我們以化石能源的地域分布，在世界上是極不均勻的，它的前五位的儲量國占化石能源的三分之二到四分之三，風光的資源分布也不均勻，但是不均勻程度大大緩解。所以有人說各國都有風光資源，都有機會未來去風光風光，但是誰能夠好一點風光、早一點風光，取決于大規(guī)模應用這些資源的技術體系，誰能夠更早的建成。從這個意義上講，世界經濟從能源的資源依賴型走向能源的技術依賴型，所以技術創(chuàng)新成了未來經濟發(fā)展的重中之重和激烈競爭的方面。

 

這里面也可以看到，過去的資源總量不夠是未來威脅可持續(xù)發(fā)展非常重要的方面，比如說大家講按照老的模式發(fā)展下去的話，在2050年新興經濟體完成工業(yè)化，且其他的國家在本世紀末完成工業(yè)化的話，如果按照美國模式需要六個地球，按照OECD模式需要四個地球，所以整個世界經濟要逐漸走向可持續(xù)發(fā)展，一定要往新能源體系去轉，這是一個大的趨勢。

 

對于絕大多數(shù)發(fā)展中國家來講，我們不僅有減碳的任務，同時我們自己常規(guī)的環(huán)境污染問題還沒有徹底解決，所以從這個意義上講，以中國為代表的，中國是最大的發(fā)展中國家，我們的生態(tài)文明建設、環(huán)境污染治理、美麗中國目標的實現(xiàn)，也跟雙碳目標是緊密結合的。以大家過去一段時間非常關注的PM2.5為例，我們可以看到，自2000年以來的21年時間，以七年為一個周期，中國經歷了三個階段，PM2.5的傳統(tǒng)控制、排放量總量控制、濃度的質量控制這三個階段，治理的效果分別經歷了濃度上升趨勢的減緩、濃度的穩(wěn)定，但是相對來講比較高，再到濃度的明顯下降。到了2020年全國的PM2.5濃度已經下降到平均33%的水平，但是相對于國際上，包括世衛(wèi)組織的要求，我們還有6-7倍的差距，未來的發(fā)展怎么樣進一步改善，必須要靠跟雙碳行動的結合、碳污協(xié)同的治理。

 

根據清華大學的推演分析，如果我們以2020年作為一個基準。按照老的路徑治理，到了2060年，最多把濃度降到25%，如果實現(xiàn)2030年碳達峰的話，濃度會降到20%，2028年達峰，濃度降到18%，2060年實現(xiàn)中和的話，濃度會降到8%點幾，這里面孕育著美麗中國和老百姓健康的巨大的經濟效益。

 

要完成將近100億噸的減碳任務，我們大概要從五個方面實現(xiàn)這100億噸的減碳任務：一是資源增效減碳；二是能源結構降碳；三是地質空間存碳；四是生態(tài)系統(tǒng)固碳；五不是技術因素，而是在政策引導下市場機制的融碳。通過五碳并舉推進100億噸減碳任務的完成。而這100億噸的任務不是齊頭并進的，通過技術不斷的進步和推演，包括成本的降低，是分不同階段的，前端更多是資源增效減碳在做這個工作，像地質空間存碳，CCUS的技術到了大規(guī)模應用的時候，應該是在時間段的后端，當然還包括碳匯的增加，非二溫室氣體等等，這應該說科技創(chuàng)新在這里發(fā)揮越來越重要的作用。

 

我們面臨三個方面的挑戰(zhàn)：

 

一是核心關鍵技術的創(chuàng)新。前面講到國際能源署做過未來的推演，我們多能互補的推演系統(tǒng)資源量雖然夠，但是技術量還是有差距的，做的推演結論是到2050年實現(xiàn)凈零排放的關鍵技術，目前為止，六大方面的關鍵技術有50%是商業(yè)化的，全世界還有50%是沒有商業(yè)化，還需要我們進一步去完成的。中國科技部做過一些中國情況的分析，按照大類、子類、亞類的技術進行，一一去仔細分析的話，歸納起來可以說，現(xiàn)階段已經進入商業(yè)化的技術占三分之一，還在進行中試和示范的占三分之一，目前還在一些基礎和概念性階段研發(fā)的占另外三分之一，另外我們還有三分之二的技術需要未來科技創(chuàng)新逐漸完成它，甚至比世界平均水平的任務還要重一些。

 

很多技術，有的是我們已經可以商業(yè)化迅速用起來的，有的可能還需要進一步快速的提升它，使它從示范進入應用，這個過程會推動新的經濟模式發(fā)揮越來越重要的作用。

 

從歐洲專利局和國際能源署共同發(fā)布的《專利與能源轉型：全球清潔能源技術創(chuàng)新的趨勢報告》里可以看到，傳統(tǒng)針對風能、太陽能、地熱、水電的專利量從2019年之后逐漸下降，說明這一類技術在趨于規(guī)模化成熟，包括剛才金先生介紹太陽能成本快速的降低。但是2017年以來，主要的驅動力是交叉領域，比如說電池、氫氣、智能電網、CCUS這樣的技術。從國別分析我們可以看到，目前排在前五位的是歐盟、日本、美國，擁有低碳能源技術的專利量。中國和韓國也在前五位，但是相對來講，我們應該說在很多技術點上，包括風光的綜合成本上，是有優(yōu)勢的，但是我們在國際專利的申請和保護上還需要奮進直追，這是我們在未來碳中和的科技創(chuàng)新上需要努力的一個重要的方面。

 

二是新能源產業(yè)的供應鏈，關鍵的材料。我們未來的風光大規(guī)模使用，對于一些金屬，特別是稀有金屬，還有稀土元素的需求會大規(guī)模增加。這里舉了兩個例子，像銦和碲，如果我們按照現(xiàn)有的全世界做風光的規(guī)模，需求量是左邊這個柱子，全世界的儲藏量是右邊這個柱子，如果按照2050年增加使用規(guī)模的時候，它的需求量就是中間這個柱子。這樣的話關鍵材料的供應量會不足，這樣我們在循環(huán)利用，或者是替代新材料的這些創(chuàng)新上，就有了新的解決途徑和任務，否則未來可能會在某一個地方影響大規(guī)模穩(wěn)定使用這個目標的實現(xiàn)。

 

現(xiàn)在的電池技術高度依賴主體，現(xiàn)在成熟技術路線是鋰電池，它所依賴的鋰、鈷、鎳、石墨這些關鍵的礦產資源，目前在地域分布上高度集中在幾個國家。中國除了在石墨的儲量上有一定優(yōu)勢，占了將近四分之一以外，其他幾種材料我們在百分比上都是個位數(shù)的，這里面也有很多材料的循環(huán)利用和報廢電池，包括未來的循環(huán)利用，以及替代材料新的突破，包括鈉硫電池等新技術，來平衡材料的供給不足。

 

三是氣候和環(huán)境協(xié)同治理方面的問題。雙碳是非常復雜的治理體系，我們目前從微觀的角度看，我們核算數(shù)據庫，全球和中國的溫室數(shù)據庫，在數(shù)據支撐下的標準體系、市場機制、政策體系、法規(guī)等等，從微觀、中觀、宏觀上有大量的問題需要通過系統(tǒng)化的、定量的分析工具和數(shù)據庫的支撐來完成，這樣才能真正落實到把發(fā)展和減排、整體和局部、短期和中期，真正的定量的系統(tǒng)化做到最佳的平衡。比如在數(shù)據的采集上，我們現(xiàn)在碳監(jiān)測還需要立體探測、垂直觀測，包括動態(tài)精細，不同背景下的碳觀測能力，包括海洋的連續(xù)觀測，都需要大量的技術支撐。

 

在講到模型工具，五碳路徑的選擇，是一種技術支撐，但是我們在實現(xiàn)雙碳和環(huán)境的協(xié)同上，如何形成新的產業(yè)支撐體系，最終還要實現(xiàn)剛才講到包括水資源、土壤資源、非二溫室氣體和生態(tài)系統(tǒng)在整個減碳過程當中是一個良性協(xié)同推進的過程，這非常需要在管理上支撐，這樣才真正實現(xiàn)我們追求的目標，是雙碳驅動下的綠色高質量發(fā)展，這里有很多數(shù)據定量化分析的具體含義，也是需要科技支撐去解決相關的技術問題。

 

最重要的解決這樣的問題，有人講影響中國過去40年最關鍵的四個字，可能是改革開放，影響中國未來發(fā)展40年的四個字，很可能是雙碳行動。但這樣的行動，包括技術的完善、研發(fā)、創(chuàng)新，都需要幾茬的人才，而人才是自然科學、工程科學、社會科學復合型的。所以在科技人才的培養(yǎng)和儲備上，也是未來的重中之重，也是需要我們共同努力的。

 

（整理自賀克斌于8月27日在2022清華大學“碳中和經濟”論壇上的發(fā)言，未經本人審定。）