天津大學化工學院院長馬新賓 “雙碳”是一場深刻的能源替代行動

編輯/王懿霖 攝影/袁麗

全球目前以碳基能源為主體，使用后會排放二氧化碳等溫室氣體，而溫室效應會導致全球升溫。據(jù)預測，如果按照過去30年的發(fā)展趨勢，到本世紀末，碳排放會使全球平均升溫3℃，這將帶來氣候災難甚至物種滅絕。國家主席習近平先后7次在國際重要場合談到碳達峰碳中和承諾——中國2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。這體現(xiàn)了我國負責任大國的態(tài)度，同時也意味著我國將用全球歷史上最短的時間完成全球碳排放最高強度降幅。我國如何實現(xiàn)“雙碳”目標？為此，本刊專訪了天津大學化工學院院長馬新賓。

記者：您認為中國“雙碳”目標的意義是什么？

馬新賓：習近平總書記提出的“雙碳”目標，對我國實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展和中華民族偉大復興都有著十分深遠的意義。

第一，中國的“雙碳”目標，是彰顯大國責任擔當和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要體現(xiàn)。“雙碳”是一場深刻的能源替代行動，而全球共同的氣候行動，是我國加強國際對話、提升國際話語權(quán)的良好契機。

第二，可降低我國化石能源的對外依賴程度。我國石油的進口量位居全球首位，2020年對外的依賴程度攀升至 73%。在我國工業(yè)化進程不斷加快的前提下，未來對于能源的需求還將有增無減。但事實上，我國可再生能源非常豐富，資源稟賦遠遠超過化石能源。大力發(fā)展可再生能源，提高清潔能源的消納比例，能夠降低對煤炭、石油等化石能源的依賴度，擺脫高能耗傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)，提高我國能源的自給率，保障我國能源安全，推動能源高質(zhì)量發(fā)展。

第三，作為全球制造業(yè)大國，我國要在未來國際市場中擁有低碳競爭優(yōu)勢，才能在產(chǎn)業(yè)鏈分工中聚焦高附加值的環(huán)節(jié)。這些新的價值視角與監(jiān)管要求必然會催生新的競爭優(yōu)勢，改變現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)各方的議價能力，進而引發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈在全球范圍內(nèi)分工格局重構(gòu)。

第四，能夠推動產(chǎn)業(yè)技術升級。我國目前的能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭、石油等傳統(tǒng)化石能源為主，可再生能源在能源供給中的貢獻率較小，經(jīng)濟發(fā)展與碳排放尚未完全脫鉤，因此，在考慮減少碳排放的同時，還要兼顧經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。高耗能、高排放行業(yè)對于我國的經(jīng)濟發(fā)展尤為重要，這就要求企業(yè)在保持發(fā)展的前提下，必須以先進技術為依托。技術研發(fā)與技術突破是實現(xiàn)凈零排放的關鍵，必然帶動相關產(chǎn)業(yè)和基礎設施的綠色升級。

第五，有利于創(chuàng)造新型的就業(yè)機會。碳中和帶動了新型業(yè)務、新型企業(yè)、新型行業(yè)的蓬勃發(fā)展，隨之而來的是新職業(yè)、新崗位、新的就業(yè)機會。據(jù)預測，2020年—2050年，將有70 萬億元左右的基礎設施投資因此被撬動，伴隨各類新型業(yè)務在可持續(xù)發(fā)展方面為經(jīng)濟和工業(yè)發(fā)展創(chuàng)造新的機會，這意味著大量的從業(yè)人員和即將就業(yè)的人，將由傳統(tǒng)的高碳行業(yè)轉(zhuǎn)向低碳行業(yè)謀求發(fā)展，僅在零碳電力、可再生、氫能等新興領域，就將創(chuàng)造超過3000 萬個就業(yè)機會。

第六，有利于推動循環(huán)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。構(gòu)建綠色低碳循環(huán)發(fā)展體系，需要生產(chǎn)體系、流動體系、消費體系的協(xié)同轉(zhuǎn)型。碳中和將促進生產(chǎn)方式、消費方式和商業(yè)模式與碳排放脫鉤，促進低碳可持續(xù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進步，有效降低資源消耗強度，減少垃圾污染物，減少各類溫室氣體排放。依托循環(huán)經(jīng)濟實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益的平衡，構(gòu)建實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境和諧有機融合的經(jīng)濟發(fā)展模式。

記者：請從您的專業(yè)角度，談一談實現(xiàn)“雙碳”目標的努力方向。

馬新賓：我們都知道，“雙碳”工作的重點是節(jié)能增效，減少能源消耗。在這個目標下，各行各業(yè)對今后如何實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展會有疑問或者壓力，同時也都在積極思考如何去做。

我從“十三五”時期就開始參與煤炭清潔高效利用的國家科技規(guī)劃工作。“十三五”時期最重要的目標是要高效發(fā)電、提高效率。例如，超超臨界發(fā)電技術、天津濱海新區(qū)的華能IGCC示范電站，都是為了高效發(fā)電去做的探索和嘗試?！笆奈濉币?guī)劃則作了調(diào)整，非常重視二氧化碳捕集利用與封存（CCUS 技術）。這里面會涉及很多技術研發(fā)，例如，二氧化碳的低能耗捕集技術、實現(xiàn)碳中和必不可少的二氧化碳利用技術等?？梢哉f，CCUS 技術是我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和的兜底技術，

是一個需要重點關注的方向。

記者：大家對CCUS 技術還不太了解，您能詳細介紹一下嗎？

馬新賓：CCUS 技術（Carbon Capture，Utilization and Storage）就是碳捕集、利用與封存技術。該技術長期以來受到國際、國內(nèi)的高度重視，近幾年，我國一直在布局相關技術的研發(fā)。

二氧化碳捕集和利用技術在我國化工領域運用較多，比如合成氨（農(nóng)業(yè)化肥常用）、合成甲醇，都涉及二氧化碳的減排，經(jīng)常用的碳捕集方式就是吸收法，在這方面，天津大學的化學工程聯(lián)合國家重點實驗室做了很多工作。目前，天津渤海化工也在進行二氧化碳捕集和純化，用到食品加工工業(yè)，客觀來講其市場的用途與用量需要進一步拓展。目前，工業(yè)上最大使用量是用來生產(chǎn)尿素，每年約7000 萬噸。現(xiàn)在鋼鐵行業(yè)排放二氧化碳也很大，鋼鐵企業(yè)也在研討如何將二氧化碳排放和尿素生產(chǎn)結(jié)合起來。我的體會是，在新形勢下，各行各業(yè)未來在應用CCUS 技術方面會有很多交集。當然，二氧化碳排放與我們石化行業(yè)更相關，如天津石化在乙烯生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的過程中會排放大量二氧化碳，可利用環(huán)氧乙烷與二氧化碳反應，生產(chǎn)附加值高的碳酸乙烯酯，進一步與甲醇酯交換反應產(chǎn)生碳酸二甲酯，也可與可再生氫結(jié)合生產(chǎn)甲醇，拓展產(chǎn)品工藝路線，提升市場競爭力。舉這些例子就是想說明，二氧化碳的利用是有出路的。

記者：您剛剛提到了天津的一些相關項目及科研工作，能否簡單介紹一下？

馬新賓：剛才提到的是天大化工學院的國家重點實驗室、天津渤?；さ亩趸疾都椖浚斎?，還有很多。其實，天津市一直在積極推動CCUS 技術的研發(fā)。“十三五”期間，天津市科技局通過天津市重大科技專項支持CCUS 技術的研發(fā)，天津大學承擔了相關任務。對于二氧化碳捕集，除傳統(tǒng)吸收法外，天津大學的王志教授團隊和天津工業(yè)大學相關團隊在膜分離技術方面也有很多新技術研發(fā)。二氧化碳的系列轉(zhuǎn)化利用技術也在開展，除天津大學外，天津理工大學等相關團隊也在做。

最近，天津大學金東寒校長領銜成立了碳中和聯(lián)合體，將化工與材料學科、機械學科、內(nèi)燃機重點實驗室聯(lián)合起來開展合作交叉研究，最終要把二氧化碳的碳源與可再生能源的氫源結(jié)合生產(chǎn)甲醇，甲醇作為氫能的載體，在內(nèi)燃機中高效燃燒，形成二氧化碳正循環(huán)。這個路徑也是天大化學工程聯(lián)合國家重點實驗室和內(nèi)燃機燃燒學兩個國家重點實驗室可以相互結(jié)合的優(yōu)勢。

記者：在“雙碳”目標背景下，我們?nèi)绾螒獙μ魬?zhàn)、抓住機遇？

馬新賓：我認為，未來在關鍵技術方面的創(chuàng)新是至關重要的。比如，通過技術和產(chǎn)品的優(yōu)先開發(fā)，發(fā)揮各大科研機構(gòu)和高校的優(yōu)勢，培養(yǎng)和引進相關人才資源，形成創(chuàng)新優(yōu)勢，對天津未來的發(fā)展十分重要。

關于“雙碳”目標的實現(xiàn)，我認為要做好四個方面。

一是技術可行。大力發(fā)展可復制、可推廣的低碳技術是實現(xiàn)“雙碳”目標的根本路徑。為了提高我國在全球多技術領域內(nèi)的競爭力與領導地位，我國相關行業(yè)，特別是在電力系統(tǒng)、工業(yè)制造、交通電氣化等領域，必須主動發(fā)力，開展從基礎研究到技術應用多層次的探索，解決關鍵技術“卡脖子”問題，建立更有主導能力的技術標準，不僅能確保我國在世界各行業(yè)的發(fā)展中搶占先機，而且能從更深層級激發(fā)高質(zhì)量發(fā)展的潛力。

二是成本可控。“雙碳”目標的實現(xiàn)需考慮低碳與市場發(fā)展的平衡，在技術可行的前提下做到成本可控，這樣才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。零碳經(jīng)濟將徹底重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈，這也意味著價值鏈的全面轉(zhuǎn)型。從幾大高耗能、高排放的行業(yè)來看，綠色低碳轉(zhuǎn)型將大幅提高能源供給與節(jié)能減排的成本。短期來看，脫碳行動帶來的“綠色成本”必然會給企業(yè)發(fā)展帶來競爭劣勢。對于某些難脫碳的行業(yè)領域，如鋼鐵行業(yè)，脫碳會使每噸鋼的成本上升20%，這對鋼鐵企業(yè)來說影響巨大。因此，碳價和相關制度的保障對全面推動脫碳進程至關重要。

三是政策引導。政府需要完善行業(yè)排放標準、建立碳稅征收機制、建立健全碳排放權(quán)交易市場以及構(gòu)建綠色金融體系等，實施一系列碳減排政策，為企業(yè)發(fā)展碳減排新技術提供政策上的支持與引導，助力企業(yè)盡早開展低碳轉(zhuǎn)型的嘗試，幫助企業(yè)降低轉(zhuǎn)型成本和融資難度，降低企業(yè)應用碳減排技術的風險，從而讓企業(yè)以最低的成本和風險實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型。

四是多邊共贏。要實現(xiàn)“雙碳”目標，一方面需要國際間的合作與交流，另一方面還需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游利益共同體的協(xié)同努力，從而實現(xiàn)互惠互利、合作共贏。