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中國科學院院士成會明做客惠州西湖科學講壇

搶抓“雙碳”新風口 推動產(chǎn)業(yè)科技互促雙強

　　實現(xiàn)碳達峰碳中和，是貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，是黨中央統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個大局作出的重大戰(zhàn)略決策。日前，中國科學院院士、中國科學院深圳先進技術(shù)研究院碳中和技術(shù)研究所所長、深圳理工大學材料科學與能源工程學院名譽院長成會明做客惠州西湖科學講壇，以“新能源與新材料”為主題作專題報告。

　　成會明結(jié)合他在相關(guān)領(lǐng)域深耕多年的豐富知識儲備和經(jīng)驗積累，用翔實的數(shù)據(jù)、生動的語言和鮮活的事例，從實現(xiàn)碳中和的重要性、可能路徑、可再生能源與新材料、碳中和愿景等四個方面，進行了一場深入淺出的科普講授，并建議惠州要抓住省政策機遇和“雙碳”新風口，堅持產(chǎn)業(yè)全鏈條發(fā)展思維，搭建“產(chǎn)學研用”各方協(xié)同合作平臺，高效促進科技成果轉(zhuǎn)化落地。

成會明。惠州日報記者楊建業(yè) 攝

　　碳中和“六化”離不開變革性技術(shù)支撐

　　氣候變化是人類面臨的全球性問題，隨著各國二氧化碳排放，溫室氣體猛增，對生命系統(tǒng)構(gòu)成威脅。在這一背景下，世界各國以全球協(xié)約的方式減排溫室氣體。2020年，我國提出力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和的目標。

　　什么是碳達峰和碳中和？通俗來講，碳達峰指二氧化碳排放量在某一年達到了最大值，之后逐步降低；碳中和則指一段時間內(nèi)，特定組織或整個社會活動產(chǎn)生的二氧化碳，通過植樹造林、海洋吸收、工程封存等自然、人為手段被吸收和抵消掉，實現(xiàn)二氧化碳“零排放”。

　　“實現(xiàn)雙碳目標不僅對保障國家能源安全、建設(shè)綠水青山美好家園有重要作用，還在領(lǐng)先第四次能源革命方面具有重要戰(zhàn)略意義�！背蓵�明說，人類歷史上有三次能源革命，每一次均推動了工業(yè)革命，引起世界格局發(fā)生巨大變化。當前，能源結(jié)構(gòu)正從高碳向低碳、無碳轉(zhuǎn)變，能源產(chǎn)業(yè)由資源屬性向智能制造屬性轉(zhuǎn)變。他認為，第四次能源革命的標志正是新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃興起，把握住這次能源革命，是我國換道超車的機遇。

　　當前，我國能源結(jié)構(gòu)還是以化石能源為主，要在2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和，雙碳間隔時間僅為30年，相對于其他國家，過渡時間緊迫。

　　“我國碳中和事業(yè)概括來說就是任務(wù)艱巨、時間緊迫，相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展迫在眉睫�！背蓵�明表示，要實現(xiàn)碳中和，需要構(gòu)建三端發(fā)力的碳減排體系，在能源生產(chǎn)方面實現(xiàn)替代一部分，工業(yè)生產(chǎn)、交通建筑方面實現(xiàn)減排一部分，在碳匯等方面實現(xiàn)增加一部分�？偨Y(jié)來說，就是要達成能源生產(chǎn)低碳化、能源使用電氣化、能源網(wǎng)絡(luò)智能化、工業(yè)過程氫能化、二氧化碳資源化、資源利用循環(huán)化。

　　具體到做法上，則要大力發(fā)展風電、光伏等可再生能源，構(gòu)建高效、綠色、低碳的電能消費體系，構(gòu)建多元互補、協(xié)調(diào)互動的新型智慧能源體系，充分利用綠氫降低工業(yè)排放，促進碳中和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展，開發(fā)關(guān)鍵材料的綠色循環(huán)回收技術(shù)，這些都需要有變革性技術(shù)支撐才行。

　　例如，在能源生產(chǎn)低碳化方面，要重構(gòu)能源體系，讓新能源規(guī)�；�發(fā)展，建設(shè)新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)高度的電氣化。新能源的生產(chǎn)、儲存、運輸、管理、使用等方面都需要有突破性的技術(shù)。

　　儲能技術(shù)是實現(xiàn)雙碳目標的關(guān)鍵支撐技術(shù)

　　“開發(fā)和利用可再生能源是實現(xiàn)‘碳中和’目標的重要途徑�！背蓵�明用翔實數(shù)據(jù)來佐證，煤炭每發(fā)一度電平均碳排放為330克，天然氣的碳排放只有179克，而太陽能只有10克，風能只有7克，發(fā)電平均碳排放量僅為煤炭的3%。

　　在成會明看來，可再生能源發(fā)電具有間歇性、隨機性大的特點，人類要大規(guī)模利用還面臨對其高效轉(zhuǎn)換和存儲的難題，因此也可以講，儲能技術(shù)是實現(xiàn)雙碳目標的關(guān)鍵支撐技術(shù)。

　　儲能技術(shù)中，目前探索存儲方法主要有兩種，一是氫儲能，2023年7月氫能進入國家發(fā)展改革委產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)鼓勵類項目�！皻淠墚a(chǎn)業(yè)鏈條大、應(yīng)用廣，但技術(shù)難、挑戰(zhàn)大，短期內(nèi)難以進入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用�！背蓵�明說道。

　　第二種儲能方式是直接以電的方式進行存儲，如電化學儲能和機械儲能。近年來，我國以電化學儲能為代表的新型儲能發(fā)展迅猛，尤其被廣泛應(yīng)用在消費電子、動力和儲能領(lǐng)域的鋰離子電池，僅2023年，中國鋰離子電池出貨量占全球的70%�！澳壳�，鋰電池正向高安全性的全固態(tài)電池發(fā)展，但由于我國鋰資源對外依存度高，鋰電池難以獨立滿足大規(guī)模電網(wǎng)儲能要求，將形成儲能技術(shù)多元發(fā)展局面。”

　　成會明表示，目前，我國科學界對鈉離子電池、鋅離子電池等多種儲能技術(shù)進行應(yīng)用開發(fā)。他的團隊也與港華能源研究院（深圳）共建高效儲能聯(lián)合創(chuàng)新中心，形成了第一代鋅離子電池產(chǎn)品原型，目前已建成小試線，進行新技術(shù)導入與新概念驗證，正在構(gòu)建鋅電池基UPS不間斷電源與數(shù)據(jù)基站應(yīng)急電源示范。

　　建議惠州搭建“產(chǎn)學研用”協(xié)同平臺

　　新材料對可再生能源的高效利用起到關(guān)鍵與主導作用。在儲能技術(shù)發(fā)展中，就能看到新材料應(yīng)用和研發(fā)的身影。

　　成會明介紹，以光伏發(fā)電為例，目前已從第一代的硅系太陽電池迭代到了第三代的新型太陽電池。實現(xiàn)迭代的原因正在于鈣鈦礦材料制取技術(shù)的突飛猛進，“2009年鈣鈦礦材料首次應(yīng)用在太陽電池，光電轉(zhuǎn)換效率僅為3.8%，當時單晶硅電池的效率已達到25%，但到2023年時，它的效率已飆至26%，與晶硅電池效率相當�！�

　　“事實證明，突破能量轉(zhuǎn)換效率的極限是發(fā)明新材料�！背蓵�明表示，新材料對新能源的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、儲存都具有重要支撐作用，并將催生一系列新興產(chǎn)業(yè)，例如可再生能源與低碳能源、先進儲能技術(shù)、綠氫技術(shù)、智慧能源網(wǎng)、新能源裝備制造、智慧建筑以及節(jié)能、環(huán)保等。這些碳中和細分產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，是地方產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要機遇。

　　今年，省委、省政府印發(fā)《關(guān)于支持惠州加快構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系打造廣東高質(zhì)量發(fā)展新增長極的意見》，支持惠州加快構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系，打造廣東高質(zhì)量發(fā)展新增長極。面對這一重大機遇，成會明建議，惠州要抓住省政策機遇和“雙碳”新風口，堅持產(chǎn)業(yè)全鏈條發(fā)展思維，搭建“產(chǎn)學研用”各方協(xié)同合作平臺，高效促進科技成果轉(zhuǎn)化落地。

　　惠州日報記者邱若蓉 馮麗均 通訊員鐘茂青