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低碳科技

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低碳科技是什么

低碳技術指的是可以在一定程度上有效降低碳能源消耗、減少溫室氣體排放、防止氣候變暖而采取的技術手段。根據減排機理,低碳技術可分為零碳技術、減碳技術和儲碳技術;根據技術特征,可分為非化石能源類技術、燃料及原材料替代類技術、工藝過程等非二氧化碳減排類技術、碳捕集、利用與封存類技術、碳匯類技術等五大類。

根據《國家重點推廣的低碳技術目錄》低碳技術的評價的溫室氣體主要為二氧化碳(CO2),同時也適當考慮甲烷(CH)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)和六氟化硫(SF6)等其他種類溫室氣體。

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低碳科技的分類

(1)“碳減排”技術是指利用節能減排技術實現生產、消費、使用過程的低碳,達至高效能、低排放、低能耗、低污染。重點領域主要涵蓋鋼鐵、電力、石油化工、黑色金屬冶煉及壓延加工業、非金屬礦物制品業等二氧化碳高排放量工業行業。

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(2)新能源發電技術包括:風力發電、太陽能發電、核能發電、海洋能發電、生物質能發電、地熱能發電等技術。由于化石能源消耗是我國碳排放的主要來源,隨著清潔能源發電技術的不斷成熟和發電成本的下降,據高盛預測,新能源及可再生能源技術將有潛力促進中國約50%的人為溫室氣體排放“去碳化”,是中國實現“碳中和”目標中最重要的技術。

(3)儲能技術是支撐我國大規模發展新能源、保障能源安全的關鍵技術之一。儲能技術可分為物理類和化學類,其中又可細分為儲電式和蓄熱式。目前,抽水儲能技術是發展最成熟、建設規模最大的蓄能方式;以鋰電池為代表的電化學儲能技術已經初步進入商業化、規?;瘧?。

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(4)碳捕集、利用與封存(CarbonOapture,UtilizationandStorage,簡稱CCUS),即把生產過程中排放的二氧化碳進行提純,繼而投入到新的生產過程中進行循環再利用或封存。碳捕集、利用與封存技術是最直接的一種控制二氧化碳排放的措施,被科學界認為是碳存量治理最有潛力的和最具實效的減排手段,是未來減緩溫室氣體排放的重要技術路徑之一。

捕集即通過燃燒前捕集、燃燒后捕集、富氧化捕集和化學鏈捕集等方式,將二氧化碳從工業生產的過程中“抽”出來。運輸即用罐車、船舶或管道的方式進行運輸,將這些二氧化碳“聚集”起來。

利用即通過工程技術手段,實現資源化利用。比如將二氧化碳注入地下,進而實現強化能源生產、促進資源開采的過程,比如提高石油、天然氣的開采率。

封存即將收集到的二氧化碳注入深部地質儲層,實現二氧化碳與大氣長期隔絕的過程。如陸地封存或海洋封存等方式。

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(5)碳匯是指通過植樹造林、植被恢復等措施,吸收大氣中的二氧化碳,從而減少溫室氣體在大氣中濃度的過程、活動或機制。

碳匯有兩個相關概念,即森林碳匯和林業碳匯,據中國綠色碳匯基金會:

森林碳匯是指森林植物通過光合作用,吸收固定大氣中的二氧化碳,將其固定在植被與土壤中,從而減少大氣中二氧化碳濃度。森林碳匯是當前全球最經濟的“碳吸收”手段。

林業碳匯是應對氣候變化、積累碳匯為主要目的的林業活動。指通過森林保護、濕地管理、荒漠化治理、造林和更新造林、森林經營管理、采伐林產品管理等林業經營管理活動,穩定和增加碳匯量的過程、活動或機制。與普通的造林相比,碳匯造林突出森林的碳匯功能,具有碳匯計量與監測等特殊技術要求,強調森林的多重效益。林業碳匯是最便宜、易得的負排放技術。

低碳科技發展趨勢

從應用領域來看,低碳科技的發展趨勢將圍繞“能源低碳化、生產去碳化和產業低碳化”三個方向創新發展。

(1)產業端:產業低碳化。低碳技術將引導產業結構轉向低碳產業為主體,新興綠色產業、現代服務業將快速發展:而應用于傳統產業的低碳技術,將著眼于節能減排、提升資源利用效率,以助力傳統行業低碳化發展。

(2)生產端:生產去碳化。生產端低碳技術將朝著“低成本化、低風險化”趨勢發展。以CCUS技術為例,當前碳捕捉技術成本高、碳封存技術存在較大的碳泄漏風險,制約了它的廣泛應用,未來技術發展將以實現CO2捕捉的低成本化和碳封存的低風險化為方向。

(3)能源端:能源低碳化。一方面,為提升化石能源利用效率,低碳技術將在現有技術基礎上不斷革新;另一方面,技術發展將著眼手新能源并發與利用,新能源種類不斷被擴展,新能源的利用渠道不斷拓寬、利用規模不斷擴大。

低碳科技發展建議

(1)加快推進零碳非電能源技術的發展

加快推進“藍氫”、“綠氫”等低碳制氫技術的研發,超前部署前沿制氫技術:推動生物質能、氨能等其他零碳非電能源技術發展

(2)重點突破零碳技術

在能源供給端,逐漸轉變以“化石能源”為主的供給結構,構建水、風、光等資源利用—可再生發電—終端用能優化匹配技術體系,發展可再生能源規?;\用相關技術等。

(3)持續發展節能節材、循環利用技術等

升級現有節能技術和設備。持續挖掘節能潛力提升能效:推動鋼鐵、水泥等基礎材料的綠色化轉型:重點推進電能替代、氫基工業、生物燃料等工藝革新技術并推廣應用

(4)超前部暑增匯技術和負排放技術

發展CCUS關鍵技術。重點部署BECCS以及直接空氣捕集〔DAC)技術:發展農業、林業草原減排增匯技術,研究海洋、土壤等碳儲技術,發展以紅樹林、海草床、鹽藻為代表的海洋藍碳等技術

(5)推動耦合集成與優化技術發展

及時評估脫碳、零碳和負排放技術發展進程。促進不同技術單元集成耦合,最大限度地挖掘相應技術的減排潛力:畦合人工智能、互聯網、信息通訊等系統優化技術。開展技術融合憂化的工程示范。

參考資料:

前瞻:碳中和背景下低碳科技關鍵技術發展與機遇(67頁).pdf

前瞻產業研究院:2021年低碳科技白皮書(57頁).pdf

碳信托聯合中關村儲能產業技術聯盟:中國低碳技術創新需求評估報告(68頁).pdf

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