新能源节能技术论文(「重点论文推荐」碳中和目标下我国能源转型路径探讨)
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新能源节能技术论文(「重点论文推荐」碳中和目标下我国能源转型路径探讨)
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碳中和目标下我国能源转型路径探讨
论文概要
针对2℃情景下我国剩余碳排放空间远低于目前发展模式下的预期碳排放总量，且化石能源消费占比高、单位能耗高、碳排放强度大的问题，围绕实现碳中和目标，从节能提效碳减排、发展可再生能源和新能源碳替代、二氧化碳捕集、封存和利用（CCS/CCUS）的碳移除、发展零碳和负碳能源技术等方面，分析了我国碳中和的实现路径；认为节能减排是实现碳中和的优先手段，提高终端消费电气化水平是实现碳中和的重要环节，发展风能、太阳能、地热能以及核能等是实现碳中和的关键支撑，负碳技术是实现碳中和的兜底手段。同时从科技创新支撑碳中和目标的层面，提出一批需要攻克的重大关键共性技术和需要提前布局的颠覆性技术，并提出相应保障措施和体制机制建议。
作者简介
李全生（1965-），男，汉族，河南孟津人，教授级高级工程师。国家能源集团科技部主任、“煤炭开采水资源保护与利用”国家重点实验室副主任，博士，博士生导师，长期从事煤炭绿色开采技术研发和能源发展战略研究，国家重点研发计划项目负责人。2015年入选国家百千万人才工程；2016年享受政府特殊津贴，2016年获全国优秀科技工作者。E-mail：80635966@qq.com
主要内容工业革命以来，人类化石能源大规模开发利用是大气中温室气体浓度不断上升的主要原因，煤炭、石油、天然气等化石燃料燃烧产生的CO2，分别占全球CO2和温室气体排放量的约85%和76%。我国化石能源活动的碳排放占全部碳排放的85%左右，能源系统的低碳转型是碳达峰和碳中和的关键，抓住了能源低碳转型，就抓住了碳达峰碳中和的牛鼻子。 首先认为，要实现我国碳达峰碳中和的目标时间非常紧迫。自2021年开始，高碳情景下，可供我国排放的CO2约3400亿t；低碳情景下，可供我国排放的CO2仅有1150亿t。2020年我国能源活动碳排放大约为112亿t，按照此推算，未来10～30年我国将用完碳排放配额。 随后，对我国实现碳中和目标面临的主要问题进行了深入分析。我国2020年煤炭在能源消费中的占比仍占56.8%，化石能源消费绝对量远高于其他经济体，这也是我国碳排放量大的主要原因；同时我国单位GDP能耗高、碳排放强度大也是我国区别于其他国家的特点，2019年我国单位GDP碳排放量为6.9tCO2/万美元，是全球平均的1.8倍、美国的3倍、德国的3.8倍。
在我国碳中和实现路径探讨上，重点阐述了4个方面的问题。
第一，节能提效是实现碳中和的优先手段，节能是国家绿色低碳的“第一能源”，我国节能潜力巨大， 如果我国能源利用效率可以达到2019年世界平均水平，则可节约15.8亿t标准煤，可减少碳排放约39亿t；
第二，提高终端消费电气化水平是实现碳中和的核心环节，“十三五”期间，我国电气化水平取得显著提升，推动电能占终端能源消费比重大幅提升，2020年达到27%左右，已达到发达国家水平。但是不同行业电气化水平差距较大， 应从需求侧发力大力实施电能替代，加强能源系统与信息技术深度融合；
第三，大力发展风能和太阳能，在供给侧提供足够的清洁电力支撑，2020年风能、太阳能在电力消费中的占比达到9.3%，照此速度，2030年风能和太阳能发电量预计达到1.5万亿kW·h；
第四，负碳技术是实现碳中和的兜底手段，主要包括自然生态碳汇和碳捕及封存与利用技术（CCUS），下一步要加强森林经营管理、大力发展CCS/CCUS 技术。
在促成碳中和目标实现方面，认为科技创新是关键。首先要攻克一批重大共性关键技术：做好化石能源的清洁高效利用、构建新型电力系统、加强CCS/CCUS技术研发和应用、重视氢能技术研发及其利用；其次是提前布局一批颠覆性技术（干热岩发电和可控核聚变）。
最后，提出相应的体制机制建议及其相应保障措施。认为应该建立碳排放管理体系和碳减排监督制度，加快建设碳市场，设置科技创新重大专项，开启绿色金融等。
主要图表
表1我国剩余碳排放空间
图3 主要国家单位GDP能耗和碳排放（2019）
图4 风能和太阳能发电装机情况（2015-2020）
图5 风能和太阳能发电量情况（2015-2020）
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