鄒小偉

(湖北省科技信息研究院,湖北 武漢 430071)

0 引言

實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場硬仗,是一場大考,需要付出極其艱巨的努力。此外,強有力的科技支撐也是必不可少的關(guān)鍵力量。近年來,湖北深入貫徹落實中央關(guān)于“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的決策部署,把碳達峰、碳中和納入經(jīng)濟社會發(fā)展全局,強化科技和制度創(chuàng)新,加快綠色低碳科技革命。2021年10月,湖北省人民政府印發(fā)的《湖北省科技創(chuàng)新“十四五”規(guī)劃》提出,要在“十四五”期間組織實施“綠色低碳科技賦能工程”等七大工程[1]。對此,本文堅持問題導(dǎo)向和目標(biāo)導(dǎo)向,重點就如何推進科技創(chuàng)新引領(lǐng)支撐碳達峰、碳中和工作進行深入分析,并提出對策建議。

1 國內(nèi)外推進碳達峰、碳中和經(jīng)驗做法

當(dāng)前,許多發(fā)達國家正在積極布局綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略,以謀求占領(lǐng)關(guān)鍵核心領(lǐng)域的技術(shù)制高點。我國從中央部委到地方政府也都在全力推進“雙碳”政策落地,湖北作為科技資源大省,應(yīng)搶抓機遇、奮勇爭先,通過科技創(chuàng)新引領(lǐng)“雙碳”政策深入實施,并力爭走在全國前列。

1.1 全球綠色低碳技術(shù)競爭日趨激烈

目前,全球能源相關(guān)CO2排放達峰國家已經(jīng)有62個。這些國家實現(xiàn)碳達峰主要是3個因素綜合作用的結(jié)果:一是工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進入后期,對化石能源消耗的需求降低;二是技術(shù)進步使得能源效率不斷提高;三是風(fēng)能、太陽能、水能等新能源發(fā)展較快,森林碳匯不斷增加[2]。目前,德國、英國等大多數(shù)發(fā)達國家實現(xiàn)達峰是因為完成了工業(yè)化和城鎮(zhèn)化過程,屬于發(fā)展到特定階段的自然達峰;巴西等發(fā)展中國家實現(xiàn)達峰則歸功于生物質(zhì)能等新能源的發(fā)展和森林碳匯的增加。

截至2022年底,全球已有超過130個國家以立法、法律提案、政策文件等形式提出達到碳中和的目標(biāo),其中蘇里南、不丹兩個國家由于其工業(yè)碳排放低、森林覆蓋率高,已實現(xiàn)了碳中和目標(biāo)。全球主要經(jīng)濟體推進碳中和的路徑主要包括:一是大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能等可再生能源,逐步建立零碳電力系統(tǒng),如英國大力發(fā)展海上風(fēng)電,提出到2030年實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電量翻兩番的構(gòu)想;二是發(fā)展以氫能為主的替代燃料,如德國和日本分別出臺《國家氫能戰(zhàn)略》和《氫能基本戰(zhàn)略》,加大綠氫制備和氫能在工業(yè)、交通、供暖等各領(lǐng)域的應(yīng)用;三是對建筑等實施節(jié)能改造,通過數(shù)字化進程提高能源利用效率,如法國設(shè)立了翻新工程補助金,計劃幫助700萬套高能耗住房達到低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn);四是通過碳稅和碳交易機制實現(xiàn)減排目標(biāo),如挪威承諾2030年通過碳交易購買碳匯指標(biāo)實現(xiàn)溫室氣體中和。此外還有倡導(dǎo)低碳生活、發(fā)展CCUS等[3]。

1.2 我國“雙碳”科技政策加速推進

2021年10月,我國相繼發(fā)布《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰、碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》[4],加快形成碳達峰、碳中和“1+N”政策體系?？萍疾砍闪⒘颂歼_峰與碳中和科技工作領(lǐng)導(dǎo)小組,出臺《科技支撐碳達峰、碳中和實施方案》《碳中和技術(shù)發(fā)展路線圖》等一系列政策進行支撐[5]。目前已有31個省市針對碳達峰、碳中和戰(zhàn)略開展了相關(guān)工作,全國已有7個省市出臺了“雙碳”科技行動實施方案并制定了科技行動舉措,正在加速推進“雙碳”科技政策的實施。

湖北高度重視碳達峰、碳中和工作,制定了《湖北2030碳排放達峰行動方案》。2022年6月,湖北省第十二次黨代會提出,堅持降碳、減污、擴綠、增長協(xié)同推進,有序做好碳達峰、碳中和工作。加快布局“雙碳”發(fā)展新賽道,建立完善綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系。加快推進武漢具有全國影響力的科技創(chuàng)新中心建設(shè),支持打造綠色發(fā)展中國樣板,建設(shè)碳達峰、碳中和先行區(qū)[6]。2022年12月,湖北省科技廳印發(fā)《湖北省碳達峰、碳中和科技創(chuàng)新行動方案》,旨在構(gòu)建綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新體系,致力于提高減排降碳增匯關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)能力,搶占碳達峰碳中和技術(shù)制高點,打造全國高質(zhì)量發(fā)展的增長極。

2 國內(nèi)碳達峰、碳中和創(chuàng)新發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

2.1 國內(nèi)碳達峰、碳中和發(fā)展現(xiàn)狀

2022年,我國溫室氣體排放總量為139億噸二氧化碳當(dāng)量,占全球排放總量的27%。二氧化碳排放總量為116億噸,其中能源活動排放的二氧化碳量約101億噸,占全球能源活動排放量的30%左右[7]。我國人均溫室氣體排放量已達10噸,是全球人均水平的約1.4倍。人均二氧化碳排放量已大于7噸,是全球人均平均水平的1.4倍,已超過英、法等發(fā)達國家。我國目前尚處于經(jīng)濟社會發(fā)展的上升期,碳排放總量和強度“雙高”的情況仍將持續(xù),實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)面臨較大挑戰(zhàn)。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)需求

碳達峰、碳中和目標(biāo)與我國“兩個一百年”目標(biāo)高度契合,要實現(xiàn)2030年前二氧化碳排放達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的總體目標(biāo),我國需圍繞能源供應(yīng)、能源使用、過程排放與重點/難減領(lǐng)域,全方位加強面向碳中和目標(biāo)的技術(shù)研發(fā)。在能源供應(yīng)方面,需加快零碳能源供給,通過大力發(fā)展零碳電力能源技術(shù),降低非化石能源在一次能源供應(yīng)量中的比重。同時積極發(fā)展氫能、生物質(zhì)能等零碳非電能源技術(shù),滿足各類用能需求;在能源使用方面,通過提高能效、終端用能電氣化和零碳燃料替代,逐步降低化石燃料的消耗量;在過程排放和重點/難減領(lǐng)域方面,通過應(yīng)用燃料/原料與過程替代技術(shù),大幅削減工業(yè)制造過程中因原料化學(xué)反應(yīng)造成的碳排放;通過發(fā)展碳捕集利用與封存(CCUS)/碳匯與負(fù)排放技術(shù),抵消難以削減的碳排放。

2.3 技術(shù)體系

實現(xiàn)碳中和目標(biāo)需要從源頭替代、過程削減、末端捕集等方面綜合考慮。目前國內(nèi)正積極構(gòu)建集零碳電力能源、零碳非電能源、燃料/原料與過程替代、CCUS/碳匯與負(fù)排放、集成耦合與優(yōu)化五大類技術(shù)為一體的碳中和技術(shù)體系。其中,零碳電力能源技術(shù)與零碳非電能源技術(shù)構(gòu)建的零碳能源供應(yīng)系統(tǒng)提供零碳燃料與原料,燃料/原料與過程替代技術(shù)提供零碳產(chǎn)品與服務(wù),分別從供給側(cè)與消費側(cè)實現(xiàn)了溫室氣體深度減排。CCUS/碳匯與負(fù)排放技術(shù)在實現(xiàn)能源系統(tǒng)凈零/負(fù)排放和抵消難減部門剩余碳排放的同時,所捕集的CO2可作為“綠碳”成為未來相關(guān)生產(chǎn)流程中的原料供給。集成耦合與優(yōu)化技術(shù)為實現(xiàn)上述4類技術(shù)在行業(yè)、產(chǎn)業(yè)、區(qū)域?qū)用娴纳疃锐詈蟽?yōu)化提供支撐。

在零碳電力能源技術(shù)方向,國內(nèi)逐步攻克了太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、核能發(fā)電等關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用;在可再生能源并網(wǎng)、柔性交直流輸電、特高壓輸電等方面,突破了國際技術(shù)壟斷,完成了多項工程應(yīng)用。該大類技術(shù)整體上處于國際領(lǐng)先水平,但地?zé)岚l(fā)電、海洋能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等亞類技術(shù)與國際先進水平存在差距。

在零碳非電能源技術(shù)方向,國內(nèi)重點部署了氫能燃料、生物質(zhì)燃料和余熱高效利用等技術(shù)研發(fā)平臺,建立了氫能制-儲-運-用的產(chǎn)學(xué)研研發(fā)體系。在氫能燃料技術(shù)、生物質(zhì)燃料技術(shù)等方面,具有良好的技術(shù)儲備。該大類技術(shù)成熟度與國際水平相近,但化學(xué)儲氫、氫燃料/原料利用等亞類技術(shù)落后于國際先進水平。

在燃料/原料與過程替代技術(shù)方向,我國持續(xù)加強工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能增效技術(shù)研發(fā),電氣化應(yīng)用、回收與循環(huán)利用子類技術(shù)成熟度較高,鋼鐵、水泥等重點行業(yè)能源活動減排技術(shù)已接近國際先進水平。原料替代、燃料替代和工業(yè)流程再造子類技術(shù)成熟度偏低。該大類技術(shù)整體接近國際先進水平,但建材流程再造、物質(zhì)/能量回收與循環(huán)利用等亞類技術(shù)與國際先進水平存在一定差距。

在CCUS/碳匯與負(fù)排放技術(shù)方向,我國建立了全流程CCUS技術(shù)體系,具備了十萬噸級CCUS技術(shù)示范能力,處于工業(yè)示范階段。同時,發(fā)展了陸地生態(tài)碳匯和海洋碳匯關(guān)鍵技術(shù),并在BECCS和直接空氣捕集(DAC)等負(fù)排放技術(shù)領(lǐng)域開展了有效探索。目前,該大類技術(shù)整體接近國際先進水平,但捕集技術(shù)、地質(zhì)利用與封存技術(shù)、碳移除技術(shù)還存在一定差距。

在集成耦合與優(yōu)化技術(shù)方向,我國開展了可再生能源耦合與系統(tǒng)集成優(yōu)化、污染物綜合治理與固廢資源化利用示范,開發(fā)了應(yīng)對氣候變化數(shù)值預(yù)報系統(tǒng),自主研發(fā)的氣候模式系統(tǒng)進入世界先進行列。該大類技術(shù)整體接近國際先進水平,能源互聯(lián)、節(jié)能減碳子類技術(shù)較為成熟,但產(chǎn)業(yè)協(xié)同、管理支撐子類技術(shù)成熟度較低,全產(chǎn)業(yè)鏈低碳技術(shù)集成與耦合等亞類技術(shù)落后于國際先進水平。

當(dāng)前,我國五大類技術(shù)中已實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的成熟技術(shù)約占總量的20%,在全行業(yè)加速推廣是實現(xiàn)高質(zhì)量達峰的重要支撐;處于中試階段與工業(yè)示范階段的技術(shù)約占50%,經(jīng)過10～15年技術(shù)攻關(guān)將具備商業(yè)化應(yīng)用能力,可實現(xiàn)在穩(wěn)中有降期與去峰期對重點領(lǐng)域碳排放的快速削減;處于基礎(chǔ)研究與概念階段的顛覆性技術(shù)約占30%,重點解決在碳中和期難減領(lǐng)域的深度脫碳難題。

3 湖北省雙碳發(fā)展創(chuàng)新現(xiàn)狀與優(yōu)勢

3.1 碳排放現(xiàn)狀

“十三五”期間,湖北省在推進綠色低碳發(fā)展方面作出了巨大努力,尤其是在工業(yè)、建筑、交通等碳密集行業(yè)采取了一系列減碳措施,高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展使碳排放量減少,并呈現(xiàn)出不斷下降趨勢。全省豐富的森林、濕地等資源作為生態(tài)系統(tǒng)的固碳主體,為全國提供了可觀的碳匯增長潛力;全國碳排放權(quán)注冊登記結(jié)算系統(tǒng)落戶湖北,推進我省生態(tài)產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)生態(tài)化,支撐全省提前超額完成“十三五”減排目標(biāo),但是湖北省碳排放量與我國碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)還存在較大差距。

3.1.1 “高碳”經(jīng)濟特征明顯,能源結(jié)構(gòu)急需轉(zhuǎn)型

近年來,湖北省大力推進新能源開發(fā)利用,新能源裝機規(guī)模持續(xù)擴大,利用比例不斷提升,促進了湖北省能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。截至2020年底,湖北省風(fēng)電、光伏發(fā)電總裝機容量1 200萬千瓦,其中風(fēng)電裝機502萬千瓦,占全省發(fā)電總裝機容量的6.07%;光伏發(fā)電裝機698萬千瓦,占比8.43%,超過湖北省“十三五”可再生能源規(guī)劃。五年來,湖北電網(wǎng)消納全省風(fēng)電和太陽能發(fā)電513億千瓦時,相當(dāng)于減少電煤消耗0.22億噸、減排二氧化碳0.39億噸。但是,湖北省“高碳”經(jīng)濟特征依然明顯,目前,湖北省碳排放量已進入3.2億噸規(guī)模的平臺期,碳排放量在全國所有省市中位于第12位左右(圖1),需要采取其他手段加大減排力度。

圖1 湖北省碳排放量全國排名年份趨勢變化

由圖2可知湖北省能源消費總量由2013年的1.57億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長至2019年的1.73億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,整體呈現(xiàn)明顯增長趨勢。煤炭消費占比雖呈下降趨勢,但占比仍較高,近幾年維持在48%左右,經(jīng)濟增長嚴(yán)重依賴于煤炭等化石能源的投入[8]。

圖2 2010-2019年湖北省能源結(jié)構(gòu)

3.1.2 產(chǎn)業(yè)集中在中下游的制造階段,附加值不高

自2010年以來,湖北省地區(qū)生產(chǎn)總值呈增長趨勢,2022年的增速為4.3%,2022年全省完成生產(chǎn)總值5.37萬億元,2022年湖北經(jīng)濟總量居全國第七。其中,第一產(chǎn)業(yè)增加值4 986.72億元,增長3.8%;第二產(chǎn)業(yè)增加值21 240.61億元,增長6.6%;第三產(chǎn)業(yè)增加值27 507.59億元,增長2.7%。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由2021年的9.3∶38.6∶52.1調(diào)整為9.3∶39.5∶51.2。湖北省還處于工業(yè)化后階段,新中國成立之后,以武鋼、武重、武船為代表的“武字頭”企業(yè)成就了“中國鋼城”。 汽車零部件制造和智造是湖北省區(qū)域性優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)。2018年之前,湖北省第二產(chǎn)業(yè)的比例長期穩(wěn)定在42%左右,三產(chǎn)結(jié)構(gòu)還有待優(yōu)化。

3.1.3 能源需求總量大,碳減排任重道遠

湖北省能源消費總量由2013年的15 703萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長至2019年的17 316.28萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,期間除了2015年稍有降低以外,整體呈現(xiàn)明顯增長趨勢。目前,我省處于工業(yè)化中后期發(fā)展階段和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期,碳排放主要集中在工業(yè)、能源生產(chǎn)及加工轉(zhuǎn)換、交通運輸、建筑(含服務(wù)業(yè)及居民生活)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[9],見表1。這些行業(yè)正好是碳密集型行業(yè)同時又是省內(nèi)經(jīng)濟增長的主力行業(yè),工業(yè)減排壓力巨大。

表1 湖北省碳排放結(jié)構(gòu)現(xiàn)況及預(yù)測目標(biāo) (單位:%)

湖北省碳排放主要呈現(xiàn)以下6個特征:碳排放總量呈升高態(tài)勢,增速在波動中逐漸趨緩;碳強度持續(xù)降低,下降幅度逐步收窄;煤炭碳排放占主導(dǎo)地位,占比呈下降態(tài)勢;工業(yè)為主要碳排放來源,農(nóng)業(yè)占比較低;“一主兩副”碳排放占比高,神農(nóng)架林區(qū)占比低;在區(qū)域中碳排放比重穩(wěn)中有升,人均碳排放和碳排放強度在中部和長江經(jīng)濟帶“中游徘徊”。

3.2 湖北雙碳科技創(chuàng)新發(fā)展優(yōu)勢

我省在低碳領(lǐng)域擁有武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖北三峽實驗室、中建三局等一批優(yōu)勢科研單位。在科研平臺建設(shè)方面,建有國家和省級平臺21個,其中包括1個國家實驗室、3個國家重點實驗室、1個國家工程技術(shù)研究中心、6個省級重點實驗室、10個省級工程技術(shù)研究中心。在科技領(lǐng)軍人才方面,有楊春和、丁烈云、潘垣、張勇傳、程時杰、王焰新、謝樹成等院士以及一大批科研骨干和青年科技人才。在技術(shù)研發(fā)方面,在零碳電力能源技術(shù)、零碳非電能源技術(shù)、CCUS/碳匯與負(fù)排放技術(shù)等三大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得了大量科研成果。

3.2.1 零碳電力能源技術(shù)方向

新能源方面,華中科技大學(xué)開發(fā)的薄膜電池效率達11.5%,處于國際先進水平(居世界第3位);武漢日新科技公司首創(chuàng)國內(nèi)BIPV產(chǎn)業(yè)化模式,BIPV產(chǎn)品及集成技術(shù)達到了世界先進、國內(nèi)領(lǐng)先水平,并參與了國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定;“大規(guī)模風(fēng)電聯(lián)網(wǎng)高效規(guī)劃與脫網(wǎng)防御關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲國家科技進步二等獎;武漢凱迪電力公司的電廠施工管理、生物質(zhì)發(fā)電核心裝備設(shè)計等領(lǐng)域已處于全球領(lǐng)先水平。

儲能和智能電網(wǎng)方面,我省研發(fā)出新能源電池高效儲能、梯級電站大型儲能等新型儲能應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)并網(wǎng)、儲能安全技術(shù),“電源技術(shù)與成套系統(tǒng)”“電力電子化關(guān)鍵技術(shù)與系列裝備”等一批成果獲國家科技進步二等獎。華中科技大學(xué)研制的535kV混合式高壓直流斷路器,在張北直流電網(wǎng)示范工程(康保站)投運,推動了世界首個直流電網(wǎng)建設(shè),為北京綠色冬奧會建設(shè)提供了重要支撐。

煤電靈活性及節(jié)能減排方面,華中科技大學(xué)主持的“以空氣為載體基于余熱蒸發(fā)濃縮高鹽廢水及零排放技術(shù)”項目實現(xiàn)脫硫廢水零排放、細顆粒物(PM2.5)高效脫除和三氧化硫有效控制。

3.2.2 零碳非電能源技術(shù)方向

氫能領(lǐng)域,我省制儲氫技術(shù)、膜電極、電堆、系統(tǒng)集成與控制等核心技術(shù)領(lǐng)域均取得重要突破。由武漢理工大學(xué)發(fā)明的膜電極高技術(shù)產(chǎn)品大批量出口美國、德國、韓國等20多個國家和地區(qū),實現(xiàn)了國產(chǎn)膜電極的規(guī)模應(yīng)用和對國際壟斷的反向輸出,獲得2021年度年湖北科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎一等獎。

生物質(zhì)燃料領(lǐng)域,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)在上游生物能源植物的選育、農(nóng)作物秸桿和樹木薪材中纖維素降解等領(lǐng)域研究處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。

3.2.3 CCUS/碳匯與負(fù)排放技術(shù)方向

我省重點推動碳捕集利用與封存(CCUS)技術(shù)的全生命周期能效提升、CCUS 與清潔能源融合的工程技術(shù)研發(fā),華中科技大學(xué)實現(xiàn)了富氧燃燒碳捕集技術(shù)及工程示范,發(fā)展了富氧燃燒系統(tǒng)集成設(shè)計、運行控制和性能試驗的技術(shù)導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn),獲得了國際最佳的82.7%高濃度CO2富集,引領(lǐng)了富氧燃燒技術(shù)的發(fā)展,該成果被國際能源署和全球碳捕集封存研究院評述為“里程碑”進展。武漢大學(xué)完成我國首套溫室氣體(CO2/CH4)激光雷達設(shè)備,實現(xiàn)對溫室氣體全天候、高精度的三維監(jiān)測。中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所開發(fā)了CCUS風(fēng)險矩陣評價方法、井下原位取樣監(jiān)測和低滲儲層安全調(diào)控技術(shù)。

3.3 湖北省“雙碳”達標(biāo)存在短板弱項

科技創(chuàng)新是湖北省同步實現(xiàn)碳達峰、碳中和以及加快推動經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。但湖北省科技創(chuàng)新要對“雙碳”達標(biāo)形成更加強有力的支撐和引領(lǐng),亟待補齊以下5個短板。

3.3.1 綠色低碳技術(shù)供給不足

近年來,湖北省部分重點行業(yè)如鋼鐵、有色、鑄造、水泥、石化等生產(chǎn)技術(shù)水平還不高,主要體現(xiàn)在數(shù)量多規(guī)模小、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雷同、技術(shù)含量不高、裝備自動化水平低,具有一定的公共屬性的節(jié)能減碳關(guān)鍵核心技術(shù)仍處在瓶頸期,對標(biāo)國際前沿的節(jié)能低碳技術(shù)積累不夠,嚴(yán)重制約全省重點行業(yè)綠色水平。如鑄造行業(yè)制砂模環(huán)節(jié)自動化水平較低、規(guī)?？傮w偏小;陶瓷行業(yè)未采用全自動配料系統(tǒng)或連續(xù)球磨機;石化行業(yè)工藝有機廢氣等未全部收集處理;汽車整車制造、工業(yè)涂裝行業(yè)原輔材料未采用低揮發(fā)性溶劑涂料,工藝廢氣未使用吸附濃縮+燃燒或燃燒等高效治理技術(shù);平板玻璃等行業(yè)脫硝未采用低氮燃燒+SNCR(非選擇性催化還原法)或SCR(選擇性催化還原法)先進處理工藝等。

3.3.2 綠色低碳技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用不深

全省科教資源豐富、創(chuàng)新優(yōu)勢突出,二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)、高耗能行業(yè)集成系統(tǒng)診斷、空氣源熱泵、煉焦荒煤氣顯熱回收利用等低碳技術(shù)取得突破性進展,但先進低碳技術(shù)研發(fā)體系尚未形成。高校、科研院所關(guān)注前沿科學(xué)發(fā)展和新技術(shù)的試驗,企業(yè)自身組織力量進行綠色清潔技術(shù)的研發(fā)缺乏內(nèi)生動力,圍繞綠色低碳技術(shù)多方參與的系統(tǒng)性科技創(chuàng)新體系尚未形成。工業(yè)清潔技術(shù)替代體系尚未形成。目前對鋼鐵、化工、有色金屬冶煉等碳排放高的行業(yè),需重點研發(fā)氧氣高爐、氫能冶煉和新型低碳工藝等技術(shù),由于涉及新裝備研發(fā)、工藝安全和技術(shù)成熟等原因,上述技術(shù)短期替代難。CCUS技術(shù)體系尚不成熟。目前CCUS技術(shù)多處于實驗階段,成本較高,大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用尚不成熟,以現(xiàn)有的技術(shù)水平在部署CCUS時將使一次能耗增加10%～20%,企業(yè)整體運行成本和能耗都會增加。

3.3.3 高碳排放行業(yè)綠色技術(shù)替代動力不強

湖北省六大高耗能行業(yè)的碳排放量占全省碳排放總量的69.04%,且逐年遞增,主要原因在于缺乏綠色技術(shù)替代的動力。高碳行業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模大,技術(shù)和裝備更新成本高,我省鋼鐵、煉油和化工行業(yè)產(chǎn)能位居全國前列,仍將繼續(xù)增加,這也使得大規(guī)模技術(shù)和裝備更新成本加大。能源、化工等高碳行業(yè)資源壟斷性特征明顯,科技創(chuàng)新程度低,結(jié)構(gòu)調(diào)整慢。省內(nèi)大型企業(yè)雖然設(shè)有相應(yīng)研究院所進行技術(shù)創(chuàng)新,但新工藝研發(fā)緩慢,新技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用比例低,產(chǎn)業(yè)升級主要依靠擴大產(chǎn)能。部分中小型企業(yè)在理念、技術(shù)、裝備、管理上與先進企業(yè)差距較大,挖掘全行業(yè)節(jié)能減碳潛力仍有大量工作要做,高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域企業(yè)名錄仍未建立,高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平仍未確定,高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域企業(yè)技術(shù)改造實施方案仍未出臺,能效水平相對落后企業(yè)采用節(jié)能先進適用技術(shù)裝備實施改造升級的動力不足,綠色低碳技術(shù)替代迫在眉睫。

3.3.4 第三產(chǎn)業(yè)清潔技術(shù)創(chuàng)新支撐不夠

居民生活、交通運輸、倉儲和郵政、批發(fā)和零售、住宿和餐飲等第三產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域二氧化碳排放呈增長態(tài)勢,與工業(yè)領(lǐng)域二氧化碳主要來源于固定消耗不同,第三產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放主要為移動源消耗。湖北省汽車保有量長期處于中西部地區(qū)領(lǐng)跑地位,相應(yīng)的碳排放穩(wěn)定增長。替代汽油的動力電池技術(shù)、替代柴油的燃燒電池技術(shù),以及AI、大數(shù)據(jù)等賦能的數(shù)字交通技術(shù)在實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型上仍無法提供有效支撐。

3.3.5 全鏈條綠色技術(shù)創(chuàng)新的體系化能力欠缺

以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向,產(chǎn)學(xué)研深度融合、資源配置高效、成果轉(zhuǎn)化順暢的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系尚未形成。高校、科研院所關(guān)注前沿科學(xué)發(fā)展和新技術(shù)的試驗,短期內(nèi)難以形成規(guī)?；?、商業(yè)化應(yīng)用;企業(yè)缺乏組織力量進行綠色清潔技術(shù)研發(fā)的內(nèi)生動力;工業(yè)清潔技術(shù)替代體系尚未形成;鋼鐵、化工、有色金屬冶煉等碳排放高的行業(yè)所需的氧氣高爐、氫能冶煉和新型低碳工藝等技術(shù)短期內(nèi)難以實現(xiàn)替代;CCUS技術(shù)體系尚不成熟。

4 對策與建議

鑒于上述分析,湖北省必須加強碳中和工作統(tǒng)籌,統(tǒng)籌規(guī)劃“技術(shù)鏈-創(chuàng)新鏈-應(yīng)用鏈”系統(tǒng)。

4.1 統(tǒng)籌謀劃,全省“一盤棋”

從全國一盤棋的角度,研究制定湖北省碳中和發(fā)展路線圖,確定湖北省碳中和工作的重點任務(wù)。能源行業(yè),加速推進能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,提高能源利用效率;化工行業(yè),推動低碳化技術(shù)提升,推進清潔化生產(chǎn);鋼鐵行業(yè),推進低碳高效生產(chǎn),促進資源循環(huán)利用;汽車行業(yè),推進節(jié)能技術(shù)研發(fā),強化碳排放管理;建筑行業(yè),推動低碳建材、結(jié)構(gòu)及體系應(yīng)用技術(shù),推動城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳發(fā)展應(yīng)用[10];農(nóng)業(yè)與生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域,發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)固碳增匯和綠色低碳農(nóng)業(yè)。

4.2 加強攻關(guān),突破關(guān)鍵技術(shù)

組織實施一批重點研發(fā)計劃,對于國內(nèi)外空白、省內(nèi)具有優(yōu)勢的科技領(lǐng)域,采用擇優(yōu)委托、賽馬制、揭榜掛帥等方式,簽訂“軍令狀”,建立適應(yīng)顛覆式創(chuàng)新的研發(fā)組織模式,強化低碳、零碳、負(fù)碳關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),做大做強。

4.3 強化支撐,打造戰(zhàn)略力量

構(gòu)建梯隊化人才培養(yǎng)體系,在全國率先建成“雙碳”人才高地。優(yōu)化布局國家實驗室、技術(shù)創(chuàng)新中心等重大創(chuàng)新平臺,支持湖北東湖科學(xué)城建設(shè)全球碳中和工程科技創(chuàng)新中心。

4.4 示范聯(lián)動,打造湖北“樣板”

強化科技創(chuàng)新引領(lǐng)作用,統(tǒng)籌考慮碳中和技術(shù)的成熟度、經(jīng)濟可行性、技術(shù)風(fēng)險與社會環(huán)境效益,有序推動技術(shù)在多領(lǐng)域、多層級、多方位的應(yīng)用推廣。結(jié)合重點區(qū)域、城市及可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)、高新區(qū)等典型示范區(qū)的碳達峰、碳中和行動,探索碳達峰、碳中和試點范例和創(chuàng)新模式。

5 結(jié)語

“十四五”以來,湖北省在推進綠色低碳發(fā)展作出了巨大努力,從產(chǎn)業(yè)、能源、交通、環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施、節(jié)能、創(chuàng)新等多個角度,全面統(tǒng)籌規(guī)劃部署氣候變化應(yīng)對和節(jié)能減排工作,推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化,促進低碳技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展,積極建設(shè)碳排放權(quán)交易市場,取得了顯著成效[11]。在推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面,碳中和目標(biāo)實現(xiàn)要求深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)綠色化發(fā)展,加快構(gòu)建低碳工業(yè)體系,加速湖北省淘汰高耗能和高碳產(chǎn)業(yè)[12];在推進能源結(jié)構(gòu)調(diào)整方面,碳中和意味著湖北省要改變以煤炭為主的高碳能源結(jié)構(gòu)和電力系統(tǒng),轉(zhuǎn)向以清潔能源為主的低碳能源結(jié)構(gòu)和構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),為湖北省“清潔低碳、安全高效”能源體系的建立提供良好契機;在綠色低碳技術(shù)研發(fā)推廣方面,碳中和目標(biāo)對新型低碳/零碳/負(fù)碳技術(shù)、裝備和產(chǎn)品提出更加迫切的需求,為相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究、技術(shù)研發(fā)、工程應(yīng)用提供了方向指引,為綠色低碳技術(shù)體系的建立和發(fā)展提供動力?；诖?在國家“雙碳”戰(zhàn)略背景下,湖北要搶抓機遇,打好“五個一”(一張路線圖、一批新技術(shù)、一批“新物種”企業(yè)、一本評估賬、一套平臺體系)組合拳,筑牢“雙碳”科技創(chuàng)新支撐體系,將湖北打造成引領(lǐng)中部地區(qū)綠色崛起的科技創(chuàng)新支點和全國“雙碳”目標(biāo)的推動者、示范者、引領(lǐng)者。