我国尚处工业化和城镇化发展的中后期，在未来一段时间内，能源需求仍将持续增长，碳排放压力仍然巨大。在保持经济增长的同时，如何科学把握化石能源替代与退出节奏是实现碳减排目标的关键，也是能源领域未来实现高质量发展的最大挑战。近日在接受记者采访时，中国工程院院士、清华大学化工科学与技术研究院院长金涌对此给出了他的观点。
“既要实现双碳目标，又要保持经济健康稳定发展”
围绕碳达峰、碳中和目标，大到地方与行业、小到单个企业，纷纷拿出自己的减碳方案。其中，不乏一些蜂拥而上、过犹不及的做法。在金涌看来，减碳不仅涉及技术问题，还包括对政策、经济、管理等全方位考量，“传统高碳发展路线必须遏制，但超出目前发展阶段、不切合实际的行动同样不可取。”
“从现在起到实现碳中和，时间跨度为40年。这要求我们把转型路线图排到未来40年计划之内，既要做好长远、全面谋划，也要认识到该过程不可能一蹴而就。”金涌表示，按照目标设定，我国人均GDP预计从目前的1万美元增至2050年的4万美元左右，经济快速增长难免伴随着排放压力。“减排绝不是不要发展，既要实现双碳目标，又要保持经济健康稳定发展，才是我们面临的真正挑战。”
为实现减碳与发展并行，降低能耗是关键。“每创造1万元GDP，我们消耗多少能源？上世纪70年代，该数字高达17吨标煤，目前已降至约0.5吨标煤，很明显，我国作了大量工作。”金涌坦言，同期主流发达国家的万元GDP能耗一般维持在0.1～0.2万吨标煤，相比之下，我国万元GDP能耗依然偏高。“同一项传统工业生产活动，我国能耗水平比国际先进相差约10%～30%，整体能耗水平却落后了2～3倍，根本问题在于产业结构。低端产业要发展为高质量智能制造业，否则，我们就不可能在实现碳中和的同时将人均GDP翻两番。”
金涌举例说，目前，我国钢铁、水泥产量分别接近全球总量的一半和六成，此类初级产品大量存在。“我们正在由后工业化社会走向信息化、智能化社会，未来三四十年发展还需要这么多钢铁和水泥吗？高能耗、低产值项目应有序退出，改由低能耗、高附加值的产业拉动发展。但同时，产业替代有缓冲期、先进技术有成熟期，不是立刻‘一刀切’，必须考虑到经济可承受力的问题。”
从“化石燃料”走向“化石材料”是出路所在
碳达峰、碳中和目标推动新能源产业加速发展，传统化石能源出路何在？“我们吃的是碳水化合物、用的是碳氢化合物，衣食住行都离不开碳元素，而化石能源恰恰含有丰富的碳。”金涌表示，由于长期被作为燃料使用，煤、油、气燃烧产生大量二氧化碳，尽可能把碳“留”在产品中不外排，即可化解高碳问题。
怎么“留住碳”？金涌提出，应把“化石燃料”变为“化石材料”，用于生产化工等高端产品。以石油化工标志性产品乙烯为例，我国原油加工量约6亿-7亿吨/年，其中乙烯产量为3000多万吨，仅5%左右的原油变为乙烯，尚有千万吨依赖进口。“该比例若能提高，在满足需求的同时，还可以减少排放量、提高附加值。按照传统炼油技术，每炼1吨原油，汽柴油等油品占比80%，使用燃烧即大量排碳；仅20%的产品为石脑油，进一步加工三烯三苯，用于生产塑料、橡胶、纤维等必需品。若能将炼油产品比例倒过来，80%的原油做成材料，那么就能实现石油高附加值利用，并且大大减少排放。”
被视为排放“最大元凶”的煤炭，问题同样出在利用方式上。“煤炭一烧就产生大量二氧化碳，如果不烧煤，用它做什么？”金涌认为，“按照现行技术路线，煤化工仍属于高碳产业，例如煤制烯烃、煤制氢的吨二氧化碳排放分别达到17.4吨、11.3吨，因此现行煤化工并不是煤炭利用的最好选择。既要把煤从燃料变为材料，还要做到少排二氧化碳，才是真正理想出路。”
为此，既需要颠覆性技术，也要重视已有利用方式的更新。金涌举例说，在褐煤中，每个碳原子伴有0.8个氢分子，后者是宝贵的化学元素。“如果能在烧之前把碳、氢分开，也就是实现煤的分质利用，把其中的碳变成半焦进而生产化工品，剩余的氢拿出来利用，煤的利用率提升了，经济价值也有提高。氢、半焦都是还原剂，为进一步加工利用二氧化碳提供了可能性。”
原生资源高效加工转化、废弃物再资源化等方面提升空间大
在金涌看来，实现碳中和还需重视循环经济，达到“节流”与“开源”并重。
循环经济的典型特征是“以少产多”，即物尽其用、综合利用、循环利用，以更少的能源资源消耗和环境排放，获得更多、更高附加值和更具可持续性的产品和服务。“能量不可循环，但材料可以再利用，本质是提高资源利用效率。”金涌表示，碳达峰、碳中和目标给予循环经济新的要求。
统计显示，“十三五”期间，我国主要资源产出率提高26%左右，这是反映经济系统资源利用效率水平的综合性指标。在此基础上，国家发改委印发的《“十四五”循环经济发展规划》提出，2025年主要资源产出率较2020年提高约20%的目标。“按可比口径计算，我国资源产出率水平与发达国家相比还有较大差距。一是结构性原因，我国仍处于大量消耗资源的快速城镇化和大规模基础设施建设阶段，而发达国家已迈过这个时期。二是技术性原因，我国在原生资源高效加工转化、废弃物再资源化等方面的技术和管理水平还有较大提升空间。”金涌称。
金涌建议，除了重视技术原始创新，发展循环经济还需加强资源利用效率监测和评估，提升统计数据对循环经济发展的支撑能力，并以此作为督促和引导各领域开展循环经济工作的“指示器”和“风向标”。由于物质资源社会代谢过程的复杂性，完成这项任务需要统计部门和不同行业、领域相关主体付出更多努力。
“为减少能源消耗，联合国环境署早已提出全民参与理念。比如，洗完衣服不甩干，而是自然晾干，每人每天可少排碳2.3千克；每少用1立方米天然气，可减少2.1千克碳排放；每节约1立方米的水，可减少约0.2千克碳排放。”金涌表示，低碳环保离不开全民参与，很多生活细节的改变均有助于二氧化碳减排。
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