工程院院士:掌握低碳核心技术者有发展主动权

———中国工程院院士、四川大学校长谢和平谈低碳经济

发展低碳经济已成为应对全球气候变化难题的重要战略选择，向低碳和绿色转型更是可持续发展框架下世界未来发展的根本方向。作为世界经济和能源大国，中国如何推进低碳经济，实现发展方式的转变，成为世界瞩目的焦点。

“中国要发展低碳经济，关键是要发展和掌握低碳核心技术。”中国工程院院士、四川大学校长谢和平在接受《经济参考报》采访时表示，“低碳技术将成为未来国家核心竞争力的重要标志之一。谁掌握了低碳核心技术，谁就拥有了发展竞争的主动权。”

认识中国国情，发展低碳经济

《经济参考报》：欧盟等发达国家提出全球到2050年碳排放减半的口号，中国政府也于哥本哈根气候变化大会前夕提出到2020年单位G D P碳排放比2005年下降40%-45%的目标，发展低碳经济已成为全球共识。中国要实现减碳目标面临怎样的压力？

谢和平：作为全球最大的发展中国家，中国实现减碳目标确实存在不小的压力。

从历史累积减排放和人均减排放讲，中国并不算高。美国世界资源研究所统计显示，从1850年至2005年155年 间 ， 全 国共排放二氧化碳11222亿吨，发达国家排放了8065亿吨，占全球总量的72%。美国人均历史累积排放达1105.4吨，欧盟542吨，世界人均173吨，中国71吨。从现有情况看，2009年美国人均温室气体排放23.5吨，欧盟10.3吨，中国5.5吨。

然而，中国温室气体排放总量大、增长快，人均排放低的优势正在逐渐丧失，已处于减缓全球气候变化的风口浪尖上。1970年到2007年我国温室气体排放总量增长7倍多；2007年美国温室气体排放总量58.9亿吨、比2005年增1.2%，而中国59 .6亿吨、比2005年增17.8%，2008年中国排放超过60亿吨，居全球之首。

而且中国能源消费在短期内还将延续加速增长的趋势，到2020年我国能源需求量将达到50亿吨标煤以上。二氧化碳排放量将以每年2.9%的速度缓慢增长，至2030年我国的碳排放水平将达到117亿吨。因此，中国要实现减碳目标存在不小的压力。

《经济参考报》：发展低碳经济是大势所趋，影响和制约中国低碳经济发展的主要因素有哪些？

谢和平：综合分析中国国情，我认为影响和制约中国低碳经济发展的主要因素有四点。

一是能源资源结构的制约。当前，我国能源资源结构表现为“富煤、缺油、少气”，以煤为主的能源消费短时间难以改变。2007年，在全球一次性能源消费构成中煤炭仅占27 .8%，发达国家煤炭消费比例大多不到20%，而在我国目前能源消费中，煤炭所占比重高达69.5%，煤炭消费比重大，二氧化碳排放强度较高，致使在经济发展过程中“高碳”特征非常明显。

二是产业发展阶段的制约。目前，我国正处于城市化和工业化进程中的重化工业主导阶段，能源消耗处于上升期，碳排放强度高。高能耗的工业特别是重化工业比重偏高，低能耗的第三产业和服务业比重偏低。电力、钢铁、有色、石化、建材、纺织等8个行业主要产品单位能耗平均比国际先进水平高40%，机动车油耗水平比欧洲高25%，单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近发达国家的2—3倍。

三是全球经济分工的制约。当前，以高碳密度制造业为基础的出口导向型发展方式，使我国处于世界产业链的低端，十分不利于我国整体科技水平和技术研发能力的提升，造成许多低碳技术发展不成熟、应用瓶颈难以突破，给我国低碳发展带来严重制约。

此外，还有低碳消费意识的淡薄。一方面，居民在日常生活中不注意节约水、电、天然气等资源，还存在巨大的浪费行为。另一方面，在各级各类公共部门，办公场所也存在极为普遍的浪费现象。

《经济参考报》：虽然面临诸多制约，存在不小的压力，但中国实现“40%-45%”的减碳目标不会改变。您认为要实现减碳目标，发展低碳经济，最重要的因素是什么？

谢和平：我认为，发展低碳经济的关键是要掌握低碳技术。

所谓低碳技术，广义说是指所有能降低人类活动碳排放的技术。这些技术可分为两大领域：无碳或减碳技术，捕存和利用二氧化碳的技术。其中，无碳或减碳技术包括三个方面：一是绿色能源技术———水能、风能、生物质能、太阳能、潮汐能、地热能、核能等，二是传统化石能源节能减排技术———煤、石油、天然气开采及高效、清洁、综合使用，三是其他行业过程节能减排技术———制造业节能、建筑节能和交通节能；碳捕存和利用技术的核心是C C U S技术(C ar-bonC apture &Storage)，即二氧化碳的捕集、储存和利用技术。

首先是源头控制的 “ 无 碳 技术”，即大力开发以无碳排放为根本特征的清洁能源技术。这主要包括风力发电技术、太阳能发电技术、水力发电技术、地热供暖与发电技术、生物质燃料技术、核能技术等，其最终理想是实现对化石能源的彻底取代。因为，化石燃料燃烧是主要的碳排放源，经由这一渠道每年进入大气的碳排放量约为80亿吨。

其次是过程控制的“减碳技术”，是指实现生产消费使用过程的低碳，达到高效能、低排放。集中体现在节能减排技术方面。排在二氧化碳排放量前5位的工业行业(电力、热力的生产和供应业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，黑色金属冶炼及压延加工业，非金属矿物制品业，化学原料及化学制品制造业)占工业二氧化碳排放的比重已超过80%。因此，这5大行业应该作为发展和应用减排技术的重点领域。另外，在建筑行业，通过构建绿色建筑技术体系、推进可再生能源与资源建筑应用、集成创新建筑节能技术等可减少电能和燃料的使用。

其三是实现末端控制的“去碳技术”，特指捕获、封存和积极利用排放的碳元素，即开发以降低大气中碳含量为根本特征的二氧化碳的捕集、封存及利用技术，最为理想状况是实现碳的零排放。主要包括碳回收与储藏技术，二氧化碳聚合利用等技术。根据联合国政府间气候变化委员会的调查，该技术的应用能够将全球二氧化碳的排放量减少20%至40%，将对气候变化产生积极影响。

抓住重点领域，发展低碳技术

《经济参考报》：就中国国情而言，电力、钢铁、建筑等行业已成为高耗能和高排放的重点领域，这些行业如何发展低碳技术？

谢和平：我国高耗能、高排放行业总体可划分为三大领域。

一是电力行业领域，目前我国每发一度电要排放二氧化碳0.8—0.9公斤，如果每度电的耗煤量降低1克，全国每年就可减排二氧化碳750万吨。因此，应集中精力加快技术改造，推进火电减排，实施“绿色煤电”计划。这将主要依靠开发煤清洁转化高效利用技术和提高燃煤发电效率实现，其中提高燃煤发电效率能实现15%的减排。目前具有发展前途的高效、洁净的煤发电技术，主要涉及整体煤气化联合循环(IG C C )、循环流化床燃烧(CFBC)等技术。

二是材料和制造领域，主要集中于两大方面：一为金属材料制造。2010年我国粗钢产量将达到6.6亿吨，钢铁工业能源消耗占全国工业总能耗的1/4，每生产1吨钢，采用高炉工艺将排放2吨二氧化碳，电炉工艺排放1吨二氧化碳。钢铁工业必须将控制总量、淘汰落后和技术改造结合起来，推动节能减排。二为高分子材料，2009年，我国生产塑料达4000万吨，如果以石油路线制备的高分子材料为例，有估算每生产1吨塑料，需消耗2-5吨原油，排放二氧化碳4-8吨。因此，一方面要大力发展新型稳定化技术，提高材料服役寿命，从而节省石化资源，降低温室气体排放量。另一方面可通过应用生物基及生物降解塑料技术，直接以可再生资源替代石化资源，同时加快发展高效的回收利用新技术。如果从原料到回收处理形成产业链，以年产1000万吨生物基材料为例，单位产品就可减少二氧化碳排放40%以上。

三是建筑领域，目前城市碳排放的60%来源于建筑维持功能本身，构建绿色建筑技术体系、发展低碳建筑极其重要，其关键是建筑规划设计、建造、使用、运行、维护、拆除和重新利用全过程的低碳控制优化。如在建造环节，可利用屋顶光伏发电技术，实现自然光和灯光照明有效整合，可通过建造无动力屋顶通风设备，调节风流风速并带动风机发电；在使用环节，可通过种植屋顶花草建造“绿色屋顶”，不仅可达到降温效果节省空调电力，还能吸收大气污染物；在拆除环节，可通过有效回收利用建筑废弃物，防止发生二次污染。

《经济参考报》：从能源行业来看，我国一次能源结构目前仍以化石能源为主，而化石能源是典型的高碳能源。如何解决高碳能源为主的能源结构与绿色低碳发展之间的矛盾？

谢和平：这就要求我们加快清洁能源技术的研发与攻关，实现高碳能源的低碳化发展；同时，要加快清洁能源技术开发。

高碳能源主要是化石能源。据统计，煤炭为2.66吨CO 2/吨标准煤，石油为2.02吨CO 2/吨标准煤，天然气为1.47吨CO 2/吨标准煤。而低碳能源的碳排放就很低：生物燃料燃烧释放的碳相当于植物生长时所积聚的碳量；核能在浓缩和运输过程中会有碳排放，但发电时不会产生；通常可再生能源在发电时不会产生二氧化碳。

当前，世界和中国能源消费结构均以高碳能源为主，各约占88%和93%，而中国尤以碳排放系数最高的煤炭为主、占到70%。而世界和中国能源消费结构中的高碳能源为主的现实短期很难改变。因此，加快高碳能源的低碳发展势在必行。

高碳能源低碳化发展从技术角度讲包括两方面：一是加强技术基础重点研究，包括：煤炭资源分布、安全开发和煤层气开发的有关基础研究，煤炭洁净高效利用的基础研究，石油、天然气资源高效开采和利用的新理论和新方法，我国大型电力系统有关的重大科学问题，氢能规模、无污染制备、输运和高密度存储的关键科学问题，提高能源利用效率的关键科学问题研究。二是大力发展低碳利用技术，包括：新型煤燃烧和发电技术，特征是能量利用最优化，零排放，电、汽和合成气联产；新型清洁煤燃烧技术，具体包括循环流化床锅炉技术、化学链燃烧技术、超细化煤粉再燃技术、零排放燃煤发电技术；整体煤气化联合循环技术；超临界技术和效率更高的超超临界机组发电；增压流化床联合循环发电；增压流化床联合循环发电，这是国际公认的最有发展前景的高效、洁净煤燃烧发电技术。

《经济参考报》：您刚才谈到“要加快清洁能源技术开发”，清洁能源主要包括哪些方面？应该如何加快清洁能源技术开发？

谢和平：清洁能源主要包括水电、风电、太阳能、生物质能以及核能等。

首先，我们应积极、有序地发展水电。我国是世界水能大国，水电应该是2030年前可再生能源发展的第一重点，应促进其“积极、快速、有序”开发和利用。

其次，风能、太阳能、生物质能是重要的绿色能源，应加大关键共性技术的研发示范推广力度。重点发展太阳能光伏、光热产业，推进太阳能集中供热水工程、太阳能采暖和制冷示范工程等建设；大力推进兆瓦级大功率风力发电装备的研发和产业化，提升大型风力发电装置的核心竞争力；加快生物质利用关键技术研发，进一步加快沼气、生物质气化发电和集中供气技术的开发；

同时，要积极发展核能技术，应大力推进从核资源—核燃料循环—核电站—后处理到核废物处置全产业链的配套协调发展。

将低碳技术研发纳入国家发展规划

《经济参考报》：胡锦涛总书记指出：“一个国家的科技竞争力决定了其在国际竞争中的地位和前途。”您也提出“低碳技术将成为未来国家核心竞争力的重要标志之一。”那么，中国应该如何提高自己的低碳技术，在国际竞争中抢得先机？

谢和平：首先，我们要结合本国实际和未来发展的需要，尽快制订科学的低碳技术发展路线。把加快低碳技术研发、促进低碳经济发展，纳入国民经济和社会发展规划，进行总体安排部署。比如在正在制定的“十二五”科技规划中以及“973计划”、“863计划”等相关科技计划中，重点突出低碳技术项目的研发。

低碳技术发展规划既要着眼长远，又要注重当前，在制订中长期战略技术的储备和研发的同时，还要制定专项规划。就当前而言，应以节能和煤炭的清洁利用为重点，不断提高能源的利用效率；从中长期来看，应进一步推动能源发展多元化，逐步减少燃煤比例，大幅度提高天然气、水电能等低碳和无碳能源的比重；从长远看，应探索建立以洁净煤、可再生能源、先进核能等为主体的可持续能源体系。

其次，还要发挥政策优势，推进低碳技术创新。比如，要制定相关政策降低企业创新成本，保障和激励企业开发采用低碳新技术；不断完善税收制度，积极推进资源性产品价格改革，加快建立能够充分反映市场供求关系、资源稀缺程度、环境损害成本的价格形成机制，以推动低碳技术的开发和应用。

第三，要全面实施十大重点节能工程和千家企业节能计划，在工业、交通、建筑等重点领域开展节能行动。深入推进循环经济试点，大力推广节能环保汽车，实施节能产品惠民工程。与此同时，还要宣传普及气候变化和低碳经济的有关知识，让人们认识到应对气候变化的重要性和紧迫性，逐渐形成低碳的生产方式和消费行为。

《经济参考报》：有材料显示，中国低碳技术研发基础与国际先进水平的差距在7～10年或者更长。这其中的主要原因是什么？如何改变这现状？

谢和平：科技创新，政策支持是前提，资金投入是关键。我国低碳技术研发基础相对落后，其深层次原因是我们对该领域基础研究的先导性、重要性认识不够，研究投入长期不足。

我国基础研究占研发投入的比重一直低于6%，国际上通常在12%左右，美、日、德等国在15%以上。从2010年至2020年，欧盟将投入总量达到530亿欧元的专项资金，进行低碳技术的研发与应用研究。日本政府也专门制定规划，投入巨资推动全新炼铁技术、太阳能电池技术等节能与新能源技术。

我国应该合理借鉴国外先进经验，建立低碳技术创新投入体系，创 立 开 放 式 低 碳 技 术 创 新 投 入 机制。一方面加大政府投入力度，设立专项计划对于某些前期投资大、研发周期长的大型研究项目由政府直接投资进行研发；另一方面可以在政府引导和示范作用下，引入多元化的投资主体，鼓励民间资本和外资进入低碳技术研发和推广领域 ， 成立“低碳基金会 ”，设立“碳基金”，形成以政府投入为主导、企业和民间投入跟进，多元化的低碳技术研发投入体系。

《经济参考报》：低碳技术是一个跨学科跨行业的领域，加强低碳技术研发需要多行业、多部门的组织协调。从总体发展规划上讲，如何创新组织体系，形成低碳技术研发的合力？

谢和平：首先，可以依托高校和科研机构现有的技术创新和研发优 势 ， 通过整合资源 ， 组 织 跨 学科、跨领域的研究团队，建设一批高水平的多学科交叉融合的科研平台。如清华大学建立的“低碳能源实验室”、同济大学的“低碳经济与减排促进中心 ”、四川大学的“低碳技术与经济工程研究中心”等，为打造我国低碳技术战略研究平台打下良好基础。

其次，可通过校企联手，建立产学研合作联盟，以低碳技术开发利用为着力点，充分发挥各自优势，实现资源共享、互助共赢。比如，可以以龙头企业为依托，建立产学研合作联盟，强化节能低碳技术应用转化与工程化，开展对接推广节能低碳科技成果活动，支持节能低碳高新技术企业与国内外高校、科研院所共同承担国家科技计划项目。

其三，要积极参与国际上关于低碳技术的交流，在充分吸取国际先进技术成果的基础上，加快推进我国低碳技术创新步伐，尤其是要加强与发达国家在低碳能源技术和碳 捕 获 与 埋 存 技 术 方 面 的 交 流 合作。同时利用国内的广阔市场，引进国外的先进理念、成熟技术和资金支持，为我国能源技术发展开创新的道路创造条件。