賀克斌：以科技創(chuàng)新支撐“雙碳”目標下的高質(zhì)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(wù)，我們大概要從五個方面實現(xiàn)這100億噸的減碳任務(wù)：一是資源增效減碳；二是能源結(jié)構(gòu)降碳；三是地質(zhì)空間存碳；四是生態(tài)系統(tǒng)固碳；五不是技術(shù)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(guān)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(shù)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(fù)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(jīng)濟從能源的資源依賴型走向能源的技術(shù)依賴型，所以技術(shù)創(chuàng)新成了未來經(jīng)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(jīng)成為具有全世界影響的重大事件，截至到今年上半年，應(yīng)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(guān)心這件事情，是因為應(yīng)對氣候變化本身就是一個未來經(jīng)濟發(fā)展的模式問題，高風險的氣候會造成大量的經(jīng)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(yīng)急管理部列出的頻發(fā)的極端天氣造成的經(jīng)濟損失在我們國家自然災(zāi)害中排在首位。去年十大自然災(zāi)害除了兩個地震，剩下的八個全部跟極端天氣造成的災(zāi)害直接關(guān)聯(lián)。

 

最近大家可能看到，全球性的熱浪，也關(guān)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(jīng)達到了1961年以來有完整氣象記錄的最強，會造成社會經(jīng)濟發(fā)展的方方面面的損失。糧食供應(yīng)也是最近世界特別關(guān)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(chǎn)會造成從百分之幾到百分之幾十的減產(chǎn)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(yīng)對氣候變化，應(yīng)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(wù)，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(jīng)濟體，在這里面要承擔國際義務(wù)，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(jīng)濟進入了新一輪非常激烈的產(chǎn)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(jīng)濟將從能源的資源依賴型逐步走向能源的技術(shù)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(zhì)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(jù)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(yīng)用這些資源的技術(shù)體系，誰能夠更早的建成。從這個意義上講，世界經(jīng)濟從能源的資源依賴型走向能源的技術(shù)依賴型，所以技術(shù)創(chuàng)新成了未來經(jīng)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(jīng)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(jīng)濟要逐漸走向可持續(xù)發(fā)展，一定要往新能源體系去轉(zhuǎn)，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(wù)，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(shè)、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(jié)合的。以大家過去一段時間非常關(guān)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(jīng)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(zhì)量控制這三個階段，治理的效果分別經(jīng)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(jīng)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(jié)合、碳污協(xié)同的治理。

 

根據(jù)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(jīng)濟效益。

 

要完成將近100億噸的減碳任務(wù)，我們大概要從五個方面實現(xiàn)這100億噸的減碳任務(wù)：一是資源增效減碳；二是能源結(jié)構(gòu)降碳；三是地質(zhì)空間存碳；四是生態(tài)系統(tǒng)固碳；五不是技術(shù)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(wù)的完成。而這100億噸的任務(wù)不是齊頭并進的，通過技術(shù)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(zhì)空間存碳，CCUS的技術(shù)到了大規(guī)模應(yīng)用的時候，應(yīng)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(yīng)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(guān)鍵技術(shù)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(shù)量還是有差距的，做的推演結(jié)論是到2050年實現(xiàn)凈零排放的關(guān)鍵技術(shù)，目前為止，六大方面的關(guān)鍵技術(shù)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(shù)進行，一一去仔細分析的話，歸納起來可以說，現(xiàn)階段已經(jīng)進入商業(yè)化的技術(shù)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(chǔ)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(shù)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(wù)還要重一些。

 

很多技術(shù)，有的是我們已經(jīng)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(yīng)用，這個過程會推動新的經(jīng)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(zhuǎn)型：全球清潔能源技術(shù)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(shù)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(qū)動力是交叉領(lǐng)域，比如說電池、氫氣、智能電網(wǎng)、CCUS這樣的技術(shù)。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(shù)的專利量。中國和韓國也在前五位，但是相對來講，我們應(yīng)該說在很多技術(shù)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(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈，關(guān)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(guān)鍵材料的供應(yīng)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(wù)，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(shù)高度依賴主體，現(xiàn)在成熟技術(shù)路線是鋰電池，它所依賴的鋰、鈷、鎳、石墨這些關(guān)鍵的礦產(chǎn)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(shù)，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(fù)雜的治理體系，我們目前從微觀的角度看，我們核算數(shù)據(jù)庫，全球和中國的溫室數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)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(jù)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(jù)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(shù)支撐。

 

在講到模型工具，五碳路徑的選擇，是一種技術(shù)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(chǎn)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(qū)動下的綠色高質(zhì)量發(fā)展，這里有很多數(shù)據(jù)定量化分析的具體含義，也是需要科技支撐去解決相關(guān)的技術(shù)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(guān)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(shù)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(fù)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(jīng)濟”論壇上的發(fā)言，未經(jīng)本人審定。）