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低碳科技

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低碳科技是什么

低碳技术指的是可以在一定程度上有效降低碳能源消耗、减少温室气体排放、防止气候变暖而采取的技术手段。根据减排机理,低碳技术可分为零碳技术、减碳技术和储碳技术;根据技术特征,可分为非化石能源类技术、燃料及原材料替代类技术、工艺过程等非二氧化碳减排类技术、碳捕集、利用与封存类技术、碳汇类技术等五大类。

根据《国家重点推广的低碳技术目录》低碳技术的评价的温室气体主要为二氧化碳(CO2),同时也适当考虑甲烷(CH)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)和六氟化硫(SF6)等其他种类温室气体。

低碳科技

低碳科技的分类

(1)“碳减排”技术是指利用节能减排技术实现生产、消费、使用过程的低碳,达至高效能、低排放、低能耗、低污染。重点领域主要涵盖钢铁、电力、石油化工、黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业等二氧化碳高排放量工业行业。

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(2)新能源发电技术包括:风力发电、太阳能发电、核能发电、海洋能发电、生物质能发电、地热能发电等技术。由于化石能源消耗是我国碳排放的主要来源,随着清洁能源发电技术的不断成熟和发电成本的下降,据高盛预测,新能源及可再生能源技术将有潜力促进中国约50%的人为温室气体排放“去碳化”,是中国实现“碳中和”目标中最重要的技术。

(3)储能技术是支撑我国大规模发展新能源、保障能源安全的关键技术之一。储能技术可分为物理类和化学类,其中又可细分为储电式和蓄热式。目前,抽水储能技术是发展最成熟、建设规模最大的蓄能方式;以锂电池为代表的电化学储能技术已经初步进入商业化、规模化应用。

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(4)碳捕集、利用与封存(CarbonOapture,UtilizationandStorage,简称CCUS),即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯,继而投入到新的生产过程中进行循环再利用或封存。碳捕集、利用与封存技术是最直接的一种控制二氧化碳排放的措施,被科学界认为是碳存量治理最有潜力的和最具实效的减排手段,是未来减缓温室气体排放的重要技术路径之一。

捕集即通过燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧化捕集和化学链捕集等方式,将二氧化碳从工业生产的过程中“抽”出来。运输即用罐车、船舶或管道的方式进行运输,将这些二氧化碳“聚集”起来。

利用即通过工程技术手段,实现资源化利用。比如将二氧化碳注入地下,进而实现强化能源生产、促进资源开采的过程,比如提高石油、天然气的开采率。

封存即将收集到的二氧化碳注入深部地质储层,实现二氧化碳与大气长期隔绝的过程。如陆地封存或海洋封存等方式。

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(5)碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施,吸收大气中的二氧化碳,从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。

碳汇有两个相关概念,即森林碳汇和林业碳汇,据中国绿色碳汇基金会:

森林碳汇是指森林植物通过光合作用,吸收固定大气中的二氧化碳,将其固定在植被与土壤中,从而减少大气中二氧化碳浓度。森林碳汇是当前全球最经济的“碳吸收”手段。

林业碳汇是应对气候变化、积累碳汇为主要目的的林业活动。指通过森林保护、湿地管理、荒漠化治理、造林和更新造林、森林经营管理、采伐林产品管理等林业经营管理活动,稳定和增加碳汇量的过程、活动或机制。与普通的造林相比,碳汇造林突出森林的碳汇功能,具有碳汇计量与监测等特殊技术要求,强调森林的多重效益。林业碳汇是最便宜、易得的负排放技术。

低碳科技发展趋势

从应用领域来看,低碳科技的发展趋势将围绕“能源低碳化、生产去碳化和产业低碳化”三个方向创新发展。

(1)产业端:产业低碳化。低碳技术将引导产业结构转向低碳产业为主体,新兴绿色产业、现代服务业将快速发展:而应用于传统产业的低碳技术,将着眼于节能减排、提升资源利用效率,以助力传统行业低碳化发展。

(2)生产端:生产去碳化。生产端低碳技术将朝着“低成本化、低风险化”趋势发展。以CCUS技术为例,当前碳捕捉技术成本高、碳封存技术存在较大的碳泄漏风险,制约了它的广泛应用,未来技术发展将以实现CO2捕捉的低成本化和碳封存的低风险化为方向。

(3)能源端:能源低碳化。一方面,为提升化石能源利用效率,低碳技术将在现有技术基础上不断革新;另一方面,技术发展将着眼手新能源并发与利用,新能源种类不断被扩展,新能源的利用渠道不断拓宽、利用规模不断扩大。

低碳科技发展建议

(1)加快推进零碳非电能源技术的发展

加快推进“蓝氢”、“绿氢”等低碳制氢技术的研发,超前部署前沿制氢技术:推动生物质能、氨能等其他零碳非电能源技术发展

(2)重点突破零碳技术

在能源供给端,逐渐转变以“化石能源”为主的供给结构,构建水、风、光等资源利用—可再生发电—终端用能优化匹配技术体系,发展可再生能源规模化运用相关技术等。

(3)持续发展节能节材、循环利用技术等

升级现有节能技术和设备。持续挖掘节能潜力提升能效:推动钢铁、水泥等基础材料的绿色化转型:重点推进电能替代、氢基工业、生物燃料等工艺革新技术并推广应用

(4)超前部暑增汇技术和负排放技术

发展CCUS关键技术。重点部署BECCS以及直接空气捕集〔DAC)技术:发展农业、林业草原减排增汇技术,研究海洋、土壤等碳储技术,发展以红树林、海草床、盐藻为代表的海洋蓝碳等技术

(5)推动耦合集成与优化技术发展

及时评估脱碳、零碳和负排放技术发展进程。促进不同技术单元集成耦合,最大限度地挖掘相应技术的减排潜力:畦合人工智能、互联网、信息通讯等系统优化技术。开展技术融合忧化的工程示范。

参考资料:

前瞻:碳中和背景下低碳科技关键技术发展与机遇(67页).pdf

前瞻产业研究院:2021年低碳科技白皮书(57页).pdf

碳信托联合中关村储能产业技术联盟:中国低碳技术创新需求评估报告(68页).pdf

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