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　　我(wo)國(guo)“二氧(yang)化碳(tan)排放(fang)力(li)爭于2030年(nian)前達到峰(feng)(feng)值，努力(li)爭取2060年(nian)前實現碳(tan)中(zhong)和(he)”的(de)目標(biao)設(she)定，對(dui)能(neng)源(yuan)業提出了(le)零碳(tan)要(yao)(yao)求，即在能(neng)源(yuan)生(sheng)產、使(shi)用過程中(zhong)不增加二氧(yang)化碳(tan)的(de)排放(fang)，光能(neng)、風能(neng)等可(ke)再生(sheng)能(neng)源(yuan)將走上電力(li)主(zhu)場。近日，在由科(ke)學(xue)技(ji)術部、中(zhong)國(guo)工(gong)程院(yuan)(yuan)、清華大學(xue)聯(lian)合主(zhu)辦，以(yi)“碳(tan)達峰(feng)(feng)碳(tan)中(zhong)和(he)關鍵技(ji)術問(wen)題和(he)工(gong)程路徑”為(wei)主(zhu)題的(de)長(chang)城(cheng)工(gong)程科(ke)技(ji)會議2021年(nian)第一次主(zhu)題大會上，中(zhong)國(guo)工(gong)程院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)士、清華大學(xue)建筑學(xue)院(yuan)(yuan)教(jiao)授江億指(zhi)出，推(tui)動零碳(tan)能(neng)源(yuan)發展，我(wo)國(guo)城(cheng)鄉基礎設(she)施建設(she)將發揮重要(yao)(yao)作用，成為(wei)實現碳(tan)中(zhong)和(he)目標(biao)的(de)重要(yao)(yao)技(ji)術載體。

　　低碳革命將拉動相關基礎設施投資

　　“實現零碳能源(yuan)，需要我(wo)們全面電(dian)氣(qi)化，盡可(ke)能減少對化石(shi)燃(ran)料的(de)依賴(lai)。”江億認為，這(zhe)一選(xuan)擇將(jiang)推動(dong)我(wo)國(guo)的(de)電(dian)力系統從集中變為分布式(shi)，形成新(xin)的(de)電(dian)力網，同時(shi)，在(zai)用電(dian)終端(duan)上，將(jiang)發展(zhan)靈(ling)活用電(dian)的(de)柔性負載，實現風電(dian)、光電(dian)的(de)有效(xiao)消納。在(zai)燃(ran)料上，也將(jiang)大力發展(zhan)商品化生物質能源(yuan)。以上這(zhe)些(xie)能源(yuan)方面的(de)低碳革(ge)命(ming)將(jiang)拉動(dong)相關基礎設(she)施投資和新(xin)的(de)相關零碳產(chan)業。

　　以光能(neng)為例，我國(guo)可(ke)(ke)在廣(guang)大農村(cun)地(di)區(qu)推廣(guang)以屋頂光伏為核心的(de)新型農村(cun)能(neng)源系統。在山西省芮城縣的(de)試點顯示，每戶農民家庭的(de)屋頂上都可(ke)(ke)架(jia)設(she)(she)一定(ding)數量的(de)光伏設(she)(she)備，每戶發電(dian)(dian)(dian)可(ke)(ke)達每年(nian)2.2萬(wan)千(qian)瓦(wa)時，內部采用(yong)直流配電(dian)(dian)(dian)，優(you)先(xian)自(zi)發自(zi)用(yong)。所產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)除滿足做飯、采暖(nuan)、生(sheng)活熱(re)水等(deng)生(sheng)活用(yong)能(neng)外，還可(ke)(ke)以供交通工(gong)(gong)具(ju)充(chong)電(dian)(dian)(dian)、農機(ji)具(ju)農產(chan)品加工(gong)(gong)，此(ci)外，還能(neng)外送(song)1萬(wan)千(qian)瓦(wa)時剩(sheng)余電(dian)(dian)(dian)能(neng)。每戶投資僅為10～12萬(wan)元，具(ju)有很(hen)好的(de)推廣(guang)前(qian)景。江億(yi)介紹，利用(yong)衛(wei)星(xing)高分圖片(pian)，已識別出我國(guo)農村(cun)區(qu)域建筑屋頂區(qu)域面積達273億(yi)平方米，保守估計(ji)可(ke)(ke)安裝光伏20億(yi)千(qian)瓦(wa)，年(nian)發電(dian)(dian)(dian)量可(ke)(ke)達2.95萬(wan)億(yi)千(qian)瓦(wa)時，可(ke)(ke)占未(wei)來我國(guo)電(dian)(dian)(dian)力總量的(de)23%，“由此(ci)可(ke)(ke)見我國(guo)農村(cun)建筑屋頂的(de)光伏開發潛(qian)力”。

　　在城(cheng)(cheng)(cheng)鎮(zhen)建設(she)(she)上，“光(guang)儲直(zhi)柔”的配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)方式(shi)也(ye)(ye)將(jiang)有(you)效(xiao)消納風電(dian)(dian)(dian)(dian)和光(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)。經過測算，我國城(cheng)(cheng)(cheng)鎮(zhen)建筑(zhu)屋頂(ding)光(guang)伏可(ke)(ke)(ke)開(kai)發量(liang)為8.3億(yi)千(qian)瓦(wa)，年發電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)可(ke)(ke)(ke)達1.23萬億(yi)千(qian)瓦(wa)時。這些(xie)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)可(ke)(ke)(ke)滿(man)足(zu)城(cheng)(cheng)(cheng)鎮(zhen)建筑(zhu)自身用電(dian)(dian)(dian)(dian)的30%～40%。同(tong)時，城(cheng)(cheng)(cheng)鎮(zhen)建筑(zhu)加上臨近的停車場，“一位一樁”的智能(neng)充電(dian)(dian)(dian)(dian)樁與電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)汽車連接，建筑(zhu)內部(bu)配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)也(ye)(ye)將(jiang)改為直(zhi)流系統(tong)，由此形成(cheng)“需求側響(xiang)應”的用電(dian)(dian)(dian)(dian)模式(shi)，可(ke)(ke)(ke)成(cheng)為電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)的柔性負載(zai)。“在城(cheng)(cheng)(cheng)鎮(zhen)百公(gong)里范圍內有(you)風電(dian)(dian)(dian)(dian)光(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)基地，這些(xie)光(guang)儲直(zhi)柔建筑(zhu)就(jiu)可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)僅(jin)靠零碳(tan)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)運行(xing)。”江億(yi)說(shuo)。以(yi)(yi)上推動(dong)零碳(tan)能(neng)源的城(cheng)(cheng)(cheng)鎮(zhen)基礎設(she)(she)施也(ye)(ye)將(jiang)有(you)較大(da)的建設(she)(she)潛力(li)(li)。

　　同(tong)時，在(zai)城鄉發(fa)展(zhan)商(shang)品(pin)化(hua)生(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)源(yuan)也將(jiang)大有可(ke)為。我國可(ke)開(kai)發(fa)利用的(de)生(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)源(yuan)共有8億(yi)噸標準煤(mei)當量，但還遠(yuan)遠(yuan)未得(de)到開(kai)發(fa)利用。具體包括(kuo)麥秸、玉米秸、稻(dao)草(cao)等(deng)農(nong)業(ye)秸稈，果木(mu)、落葉(xie)等(deng)林(lin)業(ye)枝條，牲畜糞便和(he)農(nong)副產品(pin)加工垃(la)圾(ji)、餐廚垃(la)圾(ji)等(deng)。對(dui)這些生(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)材(cai)料的(de)商(shang)品(pin)化(hua)能(neng)源(yuan)加工方(fang)式，包括(kuo)壓縮顆粒供(gong)清潔燃(ran)燒(shao)(shao)、提高燃(ran)燒(shao)(shao)效率、可(ke)替代木(mu)炭，壓縮成塊供(gong)工業(ye)鍋(guo)爐和(he)發(fa)電，建(jian)設大型沼氣(qi)池再分離出二(er)氧化(hua)碳后，得(de)到純度95%以上(shang)的(de)甲(jia)烷。此外，在(zai)北方(fang)沿海(hai)地區(qu)，基于核電余熱的(de)水(shui)(shui)熱聯產聯供(gong)，可(ke)進行海(hai)水(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)生(sheng)產95攝氏(shi)度的(de)熱淡(dan)(dan)水(shui)(shui)，采用單(dan)管(guan)輸送(song)熱淡(dan)(dan)水(shui)(shui)，實(shi)現“水(shui)(shui)熱同(tong)送(song)”。在(zai)終(zhong)端經過“水(shui)(shui)熱分離”，可(ke)同(tong)時供(gong)應常溫淡(dan)(dan)水(shui)(shui)和(he)供(gong)暖熱量。

　　全面的零碳改造更可助力建設制造強國

　　利用(yong)以上技術(shu)手段，對于我國(guo)的(de)(de)(de)“雙碳(tan)(tan)”目(mu)標，江億提出了這樣的(de)(de)(de)設想：2035年之前，我國(guo)實現(xian)以零(ling)碳(tan)(tan)電(dian)力為(wei)目(mu)標的(de)(de)(de)電(dian)力系(xi)(xi)統革(ge)命性改造(zao)(zao)，完(wan)成風電(dian)和光電(dian)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)和消納。配合電(dian)力系(xi)(xi)統改造(zao)(zao)，加速發(fa)展(zhan)電(dian)動汽車、智能充電(dian)樁、建(jian)筑“光儲直柔”。同(tong)時，發(fa)展(zhan)農(nong)村新(xin)型能源(yuan)(yuan)系(xi)(xi)統和生物質商(shang)品能。完(wan)成對北方城市(shi)建(jian)筑供熱零(ling)碳(tan)(tan)熱源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)改造(zao)(zao)。此外，大力發(fa)展(zhan)相關的(de)(de)(de)“朝陽產(chan)業(ye)”制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)業(ye)，停止新(xin)建(jian)燃(ran)煤(mei)電(dian)廠、煉油等高碳(tan)(tan)項(xiang)目(mu)，同(tong)時抓緊(jin)研究各個制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)業(ye)未(wei)來零(ling)碳(tan)(tan)轉型的(de)(de)(de)具體技術(shu)路線和工(gong)藝。到(dao)2035年之后，再把低碳(tan)(tan)轉型的(de)(de)(de)重點放到(dao)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)業(ye)結構調整和工(gong)藝改造(zao)(zao)上，實現(xian)零(ling)碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)業(ye)生產(chan)。

　　江億指出，零碳能(neng)源(yuan)建(jian)(jian)設(she)將拉(la)動(dong)農村以光(guang)(guang)伏(fu)屋頂為基礎的(de)(de)新型能(neng)源(yuan)系統建(jian)(jian)設(she)、生物質(zhi)能(neng)源(yuan)全產業(ye)鏈建(jian)(jian)設(she)、城市建(jian)(jian)筑“光(guang)(guang)儲(chu)直柔”配電的(de)(de)建(jian)(jian)設(she)和改造(zao)(zao)、全覆蓋的(de)(de)智能(neng)充電樁網絡建(jian)(jian)設(she)、跨區域熱(re)網的(de)(de)建(jian)(jian)設(she)改造(zao)(zao)和大型跨季節蓄熱(re)裝置(zhi)的(de)(de)建(jian)(jian)設(she)。“這些建(jian)(jian)設(she)雖初期(qi)成(cheng)本高(gao)，但(dan)主要為勞動(dong)力成(cheng)本和國內(nei)成(cheng)熟(shu)的(de)(de)制(zhi)造(zao)(zao)業(ye)產品，后期(qi)運行維護成(cheng)本低，可(ke)提供優質(zhi)能(neng)源(yuan)，由此(ci)實現能(neng)源(yuan)安全，具有很高(gao)的(de)(de)建(jian)(jian)設(she)潛力。”

　　此外，零碳能源系統(tong)建設(she)需要(yao)大量(liang)新興產業的產品，包括電(dian)池、電(dian)動汽(qi)車、充電(dian)樁(zhuang)、光伏產業、低壓直流配電(dian)產品、大功率(lv)芯(xin)片和(he)直流建筑電(dian)力產品等，江億認為，我國這些新興產業技術多數處在世界“領跑”或(huo)“并跑”水平，將得到有(you)效拉動，成為未(wei)來制造業產業和(he)工程的主要(yao)出口市場。

　　江億指出，到2035年，零(ling)碳(tan)電(dian)(dian)力系統(tong)基本(ben)建成(cheng)(cheng)，制(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)零(ling)碳(tan)化的(de)(de)相(xiang)關研究和(he)路徑設計(ji)也基本(ben)完成(cheng)(cheng)。屆時目前的(de)(de)大多數制(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)產能也已經收回成(cheng)(cheng)本(ben)，該(gai)更新(xin)換代，這就為(wei)全面的(de)(de)制(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)結構調整和(he)零(ling)碳(tan)化改(gai)造(zao)提供了良好(hao)的(de)(de)內部和(he)外部條件。零(ling)碳(tan)電(dian)(dian)力系統(tong)可為(wei)制(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)提供充足的(de)(de)低成(cheng)(cheng)本(ben)電(dian)(dian)力，全面的(de)(de)零(ling)碳(tan)改(gai)造(zao)更可以助(zhu)力我國(guo)制(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)真正由(you)制(zhi)(zhi)造(zao)大國(guo)上升為(wei)制(zhi)(zhi)造(zao)強國(guo)。