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高校紛紛布局碳中和領域

　　今(jin)年7月，教育部制定《高(gao)等學(xue)校碳中(zhong)和科技創(chuang)新行動計(ji)劃》，推(tui)動高(gao)校在碳中(zhong)和領域(yu)進行布局，鼓勵聚焦重點技術，給予碳中(zhong)和科研發展方向的全景(jing)建議。

　　近一年以來，各(ge)高(gao)校(xiao)大力布局(ju)碳中和領域，相關研(yan)究院/研(yan)究中心、學院如(ru)雨后春筍般紛紛成立。

　　截至目前，又(you)有多所(suo)高校成(cheng)立碳(tan)中和研究院。

　　9月11日-12日，2021年南京工業(ye)(ye)大學(xue)碳(tan)中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)創新大會召開。會上，南京工業(ye)(ye)大學(xue)碳(tan)中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)協同(tong)創新研(yan)究院揭牌。研(yan)究院將致力于服務碳(tan)達峰、碳(tan)中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)的國家戰(zhan)略(lve)需求，重點在碳(tan)分離捕集與(yu)催(cui)化轉(zhuan)化、生物質碳(tan)資源開發與(yu)循環(huan)、新能源與(yu)新材料、工業(ye)(ye)流程再造、低碳(tan)水(shui)泥與(yu)建筑節能等方(fang)面形成共(gong)性(xing)支撐技術。

　　9月(yue)15日，河南師范(fan)大(da)學(xue)碳中和研(yan)究中心(xin)成立。中心(xin)將圍繞環境經濟學(xue)與碳排放評估、清(qing)潔能源利(li)(li)用與低碳生產、廢棄物(wu)處理和資(zi)源循環利(li)(li)用三個關鍵領(ling)域，系(xi)統開展學(xue)術研(yan)究和科(ke)技攻關。

　　9月25日，中(zhong)(zhong)國石油(you)集團(tuan)與中(zhong)(zhong)國人(ren)民(min)大(da)學宣布共建(jian)雙(shuang)碳研究院(yuan)。中(zhong)(zhong)國石油(you)集團(tuan)與中(zhong)(zhong)國人(ren)民(min)大(da)學努力(li)打造國內一流、國際知(zhi)名的高(gao)端(duan)智庫和開(kai)放平臺(tai)；以此(ci)為基礎，推動與中(zhong)(zhong)國人(ren)民(min)大(da)學在(zai)智庫建(jian)設、人(ren)才培養、產業發(fa)展、科技創新(xin)等(deng)領(ling)域開(kai)展戰略合作(zuo)。

　　9月27日，新型工(gong)業化進程中(zhong)(zhong)的碳(tan)中(zhong)(zhong)和(he)技術論壇暨貴(gui)州理工(gong)學院(yuan)(yuan)(yuan)碳(tan)中(zhong)(zhong)和(he)研究(jiu)院(yuan)(yuan)(yuan)成(cheng)立大會成(cheng)功舉(ju)辦，同時貴(gui)州理工(gong)學院(yuan)(yuan)(yuan)碳(tan)中(zhong)(zhong)和(he)研究(jiu)院(yuan)(yuan)(yuan)成(cheng)立。

　　10月(yue)11日(ri)，中央(yang)民族(zu)大學(xue)(xue)經濟學(xue)(xue)院(yuan)(yuan)碳中和高端論壇暨碳中和研究院(yuan)(yuan)成(cheng)立大會(hui)(hui)在(zai)民大舉行。標志著學(xue)(xue)校和學(xue)(xue)院(yuan)(yuan)將進一步聚焦國家(jia)重大戰略需求，解決民族(zu)地區在(zai)實(shi)現(xian)“雙碳”目標過程中環(huan)境和經濟社會(hui)(hui)可持續發展面臨的重大科技問題，為(wei)民族(zu)地區高質量(liang)發展提供(gong)重要支撐。

　　10月(yue)23日，山西省(sheng)太原(yuan)師(shi)范學院(yuan)(yuan)宣(xuan)布成立碳(tan)(tan)中和研究院(yuan)(yuan)，將重點從(cong)氣候變(bian)化、地質空間與陸(lu)地生(sheng)態系統增匯減(jian)排(pai)等五(wu)個方向(xiang)，開展(zhan)基于碳(tan)(tan)中和基礎理(li)論、減(jian)排(pai)增匯技術、清潔(jie)能源(yuan)、產業結構調整、碳(tan)(tan)核(he)算(suan)、交易和碳(tan)(tan)金(jin)融體(ti)系構建、政策法規等綜合研究。

　　11月28日，東(dong)北(bei)林(lin)業大學(xue)正(zheng)式成立碳(tan)中和技(ji)術創(chuang)新研(yan)究院(yuan)。聚(ju)焦東(dong)北(bei)亞(寒區)，開展(zhan)森林(lin)、濕地、凍土(tu)、土(tu)壤等碳(tan)增匯(hui)、保(bao)匯(hui)和生(sheng)態系統重大基(ji)礎理論與(yu)戰略研(yan)究，開展(zhan)生(sheng)態碳(tan)利用前沿技(ji)術創(chuang)新與(yu)成果(guo)轉化，建立東(dong)北(bei)亞生(sheng)態系統碳(tan)匯(hui)話(hua)語權體系，服務龍江綠色發展(zhan)和國家戰略。

年度熱詞“碳中和”“碳達峰”

　　今年兩會，雙碳(tan)目(mu)標(biao)被(bei)寫(xie)進政府(fu)工作報告，掀起(qi)熱議，同時雙碳(tan)目(mu)標(biao)也成為(wei)十四五期(qi)間最為(wei)重要的(de)命(ming)題。

　　在近一年(nian)的時間里，“碳(tan)中和”“碳(tan)達峰”也成為科普刷屏熱詞。

　　九月以來，市場(chang)討論最多的，是(shi)“能耗雙(shuang)控”；企業和居民(min)關(guan)心的熱點，則是(shi)“是(shi)否限電(dian)”。

　　自(zi)8月下旬(xun)至今，已有20個(ge)省、自(zi)治區(qu)啟(qi)動了不(bu)同(tong)程度的限電(dian)、限產舉措。

　　各地限電多少都離不開雙(shuang)碳目(mu)標，對于(yu)兩(liang)高產業(高污染(ran)高耗能產業)來說(shuo)，轉(zhuan)型清潔能源(yuan)生產更是迫在眉睫，否則將面臨關停。

　　8月(yue)，國家發改委印發《2021年上半年各地區能(neng)耗雙控目(mu)標完成情(qing)況晴雨表(biao)》，能(neng)耗強度雙控進程順利的省市占(zhan)比不足一半。

　　9月，國(guo)家(jia)發改委網(wang)站發布《完(wan)善能(neng)源消費強度和總量雙(shuang)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)度方案》，明確了能(neng)耗雙(shuang)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)度的總體安排(pai)、工作原(yuan)則(ze)和任務舉措，繪制(zhi)(zhi)(zhi)了能(neng)耗雙(shuang)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)度發展(zhan)“路(lu)線圖”, 特別強調要(yao)嚴格審批高(gao)能(neng)耗高(gao)排(pai)放規模化大(da)項目。

　　諸多(duo)(duo)企(qi)業因(yin)為“能耗(hao)雙控”而停產(chan)，多(duo)(duo)地(di)拉(la)閘(zha)限(xian)電(dian)，居民用(yong)電(dian)受到(dao)影響。

　　實(shi)質上(shang)，碳排放(fang)額度(du)根據我國(guo)目前(qian)的雙碳目標，國(guo)家依據預計的碳排放(fang)變化曲線(xian)，科學合理地(di)制定(ding)出了(le)年度(du)配額。

　　因為(wei)給各(ge)地的(de)能耗雙(shuang)控目標額度上半年被用的(de)多(duo)了(le)，下半年的(de)額度不夠了(le)，才只能出此下策，拉閘(zha)限電。

　　今年，“碳市(shi)場”“碳交(jiao)易”“能耗雙控”，這(zhe)些伴隨著(zhu)雙碳目(mu)標而(er)生(sheng)的(de)熱詞，接連成為公(gong)眾關注的(de)焦點話(hua)題。

極具挑戰的1.5°控溫目標

　　第一次工業革命(ming)，煤、石(shi)油、天(tian)然氣等化石(shi)能源的發現和利用極大提高了勞(lao)動生產率，也帶來(lai)了嚴重的氣候問(wen)題(ti)(ti)、環境問(wen)題(ti)(ti)。

　　200多(duo)年來(lai)，化(hua)石(shi)能源(yuan)燃燒產生的二氧(yang)化(hua)碳累(lei)計達2.2萬億(yi)噸，大(da)氣(qi)(qi)中(zhong)二氧(yang)化(hua)碳濃度持續上升。2021年4月大(da)氣(qi)(qi)中(zhong)的二氧(yang)化(hua)碳體(ti)積分數已達到419×10?6 ， 全(quan)球地表平均溫(wen)度已升高 1.1℃。

圖片(pian)來源《碳中和愿景下的能源變(bian)革》

　　2018 年聯合國政府間(jian)氣(qi)候(hou)變化專門委員會(IPCC)發布《全球升(sheng)溫(wen)(wen)(wen) 1.5℃ 特別報告》，報告指(zhi)出全球氣(qi)溫(wen)(wen)(wen)升(sheng)高的事實，以及氣(qi)溫(wen)(wen)(wen)升(sheng)高給人類(lei)造成(cheng)(cheng)的影(ying)響遠遠高于早期(qi)預測，2℃ 溫(wen)(wen)(wen)升(sheng)給世界造成(cheng)(cheng)的影(ying)響將難以承(cheng)受，人類(lei)必須把溫(wen)(wen)(wen)升(sheng)控制(zhi)在 1.5℃。

　　以二氧(yang)化碳(tan)為(wei)主的溫(wen)室氣(qi)體排放所導致的全球氣(qi)候變(bian)暖，已(yi)成為(wei)全球性的非(fei)傳統安全問題(ti)，嚴重威脅著人類的生存和可持續發展。

　　2020年9月(yue)22日，國(guo)家主席習近(jin)平在(zai)第75屆聯合國(guo)大會一般性辯論上發表(biao)重要講話(hua)，提出(chu)了我(wo)國(guo)二氧(yang)化碳排(pai)放力爭(zheng)在(zai)2030年前達(da)到(dao)峰值(zhi)，努(nu)力爭(zheng)取2060年前實現碳中和(he)。

　　中國是世(shi)界最(zui)大的(de)能(neng)源消費國和二氧化碳排放國。2020年，我國能(neng)源消費總量(liang)(liang)為49.8億噸(dun)標準煤，能(neng)源相關的(de)二氧化碳排放量(liang)(liang)約99億噸(dun)，占(zhan)全球總排放量(liang)(liang)的(de)30.9%。

圖片來源《碳中和目標下(xia)我國能源發展戰(zhan)略探(tan)討》

　　我(wo)國(guo)歷史人(ren)均(jun)累計碳(tan)排放量約為164噸(dun)(dun)二(er)(er)(er)氧(yang)化碳(tan)/人(ren)，低于世(shi)界平均(jun)水平的(de)214噸(dun)(dun)二(er)(er)(er)氧(yang)化碳(tan)/人(ren)，美國(guo)的(de)1232噸(dun)(dun)二(er)(er)(er)氧(yang)化碳(tan)/人(ren)、英國(guo)的(de)925噸(dun)(dun)二(er)(er)(er)氧(yang)化碳(tan)/人(ren)、法國(guo)的(de)521噸(dun)(dun)二(er)(er)(er)氧(yang)化碳(tan)/人(ren)。

　　但由(you)于(yu)(yu)這些國家(jia)和地區，碳(tan)(tan)排放(fang)峰值在此前(qian)早已(yi)到來，歐盟主(zhu)要國家(jia)已(yi)于(yu)(yu)20 世紀 90 年代之前(qian)實(shi)現碳(tan)(tan)達(da)(da)峰，美國也于(yu)(yu) 2007 年實(shi)現碳(tan)(tan)達(da)(da)峰。歐盟主(zhu)要國家(jia)提出 2050 年實(shi)現碳(tan)(tan)中(zhong)和，從實(shi)現碳(tan)(tan)達(da)(da)峰到碳(tan)(tan)中(zhong)和有 60 年以(yi)上時間。

　　歐洲多數(shu)國家，美國、和日本已(yi)(yi)完成工(gong)業化階段，高能耗產(chan)業已(yi)(yi)退(tui)出或轉移，而(er)現階段我國仍處于工(gong)業化、城鎮(zhen)化進程中(zhong)，一次能源(yuan)消費(fei)和碳排(pai)放都(dou)處于增長趨勢。

圖片來(lai)源《碳(tan)中和目標下(xia)我國能(neng)源發展戰略探(tan)討》

　　盡管(guan)我國二(er)氧化碳排放量已處于平臺區，但峰值(zhi)還(huan)未到來。

　　《巴黎(li)協定》的(de)1.5°控溫目(mu)(mu)標(biao)，極具挑(tiao)戰。實現碳達峰( 2030 年(nian))到碳中和( 2060 年(nian))的(de)目(mu)(mu)標(biao)，時間只有歐盟主要國家(jia)的(de)一(yi)半不到。

圖片來源《碳(tan)中和愿景(jing)下的能源變革(ge)》

　　2020 年(nian)我國能源消費(fei)(fei)總量(liang)世界第一(yi)，占比(bi)超過(guo)全球總量(liang)的 1/4， 二氧化碳排(pai)放(fang)占全球總量(liang)的 1/3。仍(reng)以(yi)化石(shi)能源消費(fei)(fei)為主， 2020 年(nian)占比(bi)超過(guo) 84%；我國能源消費(fei)(fei)仍(reng)有一(yi)半(ban)以(yi)上的來源是煤炭(tan)，遠高于(yu)全球能源消費(fei)(fei)結構中的煤炭(tan)占比(bi)。

　　2020 年全國(guo)總發(fa)(fa)電(dian)量中(zhong) 68% 來(lai)自于(yu)火電(dian)。發(fa)(fa)電(dian)與(yu)熱力(占比 51%)和(he)工業(占比 28%)是我國(guo)來(lai)源(yuan)最大的 2 個碳(tan)排放(fang)行業。

　　將占(zhan)比達 84% 的(de)化石能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)轉(zhuan)變(bian)(bian)成凈零碳(tan)排(pai)放(fang)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)體(ti)系(xi)，轉(zhuan)變(bian)(bian)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)結(jie)構(gou)、產(chan)業結(jie)構(gou)、經濟結(jie)構(gou)，進行能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)革命，在能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)供給、能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)消(xiao)費(fei)、能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)技術和(he)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)體(ti)制(zhi)等(deng)方面(mian)實現(xian)新(xin)突破和(he)新(xin)跨越，推進面(mian)向碳(tan)達峰、 碳(tan)中(zhong)和(he)的(de)經濟社會系(xi)統性變(bian)(bian)革，需要高校和(he)科研院所技術加(jia)持。

能源變革的技術難點

　　未來(lai)能源變革(ge)將呈現“五化(hua)” ：從(cong)能源供給側(ce)看(kan)，是電(dian)力(li)零碳化(hua)、燃料(liao)零碳化(hua)；從(cong)能源需(xu)求側(ce)看(kan)，能源利用高效化(hua)、再電(dian)氣(qi)化(hua)、智慧化(hua)。

　　最終使我國建(jian)成以新(xin)能(neng)源(yuan)為(wei)主體(ti)，“化(hua)石能(neng)源(yuan)+二氧化(hua)碳(tan)捕(bu)集利用與(yu)封存( CCUS)”和核能(neng)為(wei)保障的(de)未來清潔零碳(tan)、安全高效能(neng)源(yuan)體(ti)系。

　　目(mu)前全球(qiu)高(gao)達(da)(da) 41% 的(de)碳(tan)排放來自于電(dian)力行業(ye)，我國更是高(gao)達(da)(da) 51% 碳(tan)排放來自于發電(dian)和(he)熱力，電(dian)力脫碳(tan)與(yu)零碳(tan)化是實現碳(tan)中和(he)目(mu)標的(de)關鍵。而(er)電(dian)力脫碳(tan)與(yu)零碳(tan)化，核心是構(gou)建以新(xin)能源為主體(ti)的(de)新(xin)型電(dian)力系統。

　　CCUS 是目前實現大規模化石能源零碳排(pai)放利用(yong)的關鍵技術，化石能源發電可通過CCUS實現凈零碳排(pai)放。

　　結(jie)合(he) CCUS 的火電(dian)(dian)(dian)將平(ping)衡可再生能(neng)(neng)(neng)源發電(dian)(dian)(dian)的波動性，提供保障性電(dian)(dian)(dian)力和電(dian)(dian)(dian)網靈活(huo)性。“新能(neng)(neng)(neng)源發電(dian)(dian)(dian)+儲能(neng)(neng)(neng)”與“火電(dian)(dian)(dian)+CCUS”將是不可或缺(que)的技(ji)術(shu)組合(he)。

　　燃料(liao)零碳化是以(yi)太陽能(neng)、風能(neng)等可再生(sheng)能(neng)源為主要能(neng)量制取(qu)可再生(sheng)燃料(liao)，包(bao)括氫、氨和合成燃料(liao)等。

　　同時，雙碳目標的實現還需(xu)要(yao)是通(tong)過互聯網、物聯網、人工智能(neng)(neng)、大數據(ju)、云技(ji)(ji)術等(deng)信息與(yu)控制技(ji)(ji)術，將人、能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)設備及系統、能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)服(fu)務互聯互通(tong)，使(shi)電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)、電(dian)網、負荷和能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)存儲深度協同，實現能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)流(liu)與(yu)信息流(liu)的高度融合。

　　這些(xie)技術的實現都(dou)需要相關(guan)科研院所進一步攻關(guan)。

　　隨(sui)著眾(zhong)多知(zhi)名高(gao)校在碳(tan)中和領域(yu)布局，組建碳(tan)中和研究院與相(xiang)關技術(shu)創新團隊(dui)，未(wei)來可與產業(ye)深度(du)結合，服務社會經濟發展轉型。

　　參考資料：

　　蘇(su) 健、梁英波、丁(ding) 麟、張國(guo)生、劉 合《碳中和目標下我國(guo)能源發展戰略(lve)探討》中國(guo)石(shi)油大學(華東) 經濟管理學院(yuan) 青島(dao) 266580；中國(guo)石(shi)油勘探開發研究院(yuan) 北京(jing) 100083

　　黃 震、謝曉(xiao)敏(min)《碳中和(he)愿景下的(de)能源變革》上(shang)海(hai)交通(tong)大學 碳中和(he)發展研究院 上(shang)海(hai) 200240

　　中(zhong)(zhong)(zhong)國科(ke)學院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)刊《趨勢(shi)觀察：國際碳中(zhong)(zhong)(zhong)和行動關鍵(jian)技(ji)(ji)術(shu)前沿熱點與發展(zhan)趨勢(shi)》，由(you)中(zhong)(zhong)(zhong)國科(ke)學院(yuan)(yuan)武漢文獻(xian)(xian)情(qing)報(bao)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)戰略(lve)情(qing)報(bao)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)先進能源(yuan)科(ke)技(ji)(ji)戰略(lve)情(qing)報(bao)研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊、中(zhong)(zhong)(zhong)國科(ke)學院(yuan)(yuan)文獻(xian)(xian)情(qing)報(bao)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)情(qing)報(bao)研(yan)(yan)究(jiu)部(bu)生(sheng)態(tai)(tai)文明研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊、中(zhong)(zhong)(zhong)國科(ke)學院(yuan)(yuan)西北生(sheng)態(tai)(tai)環境資(zi)源(yuan)研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)文獻(xian)(xian)情(qing)報(bao)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)資(zi)源(yuan)生(sheng)態(tai)(tai)環境戰略(lve)情(qing)報(bao)研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊、中(zhong)(zhong)(zhong)國科(ke)學院(yuan)(yuan)成(cheng)都(dou)文獻(xian)(xian)情(qing)報(bao)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)戰略(lve)情(qing)報(bao)部(bu)生(sheng)物與信息情(qing)報(bao)研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊聯合(he)撰(zhuan)稿。執(zhi)筆人包括：郭楷模、孫玉玲(ling)、裴惠娟、陳偉、滕(teng)飛、秦阿寧、李(li)娜(na)娜(na)、曲建升。