（通讯员  邓辉）

讲座题目：透视新科技——怎样实现碳中和

主 持 人：胜  春

做客嘉宾：周大地，国家发改委能源研究所原所长。

      王体壮，中国科学院过程工程研究所副研究员。

讲座时间：2024年元月29日～2月4日

（备注：讲座视频可循环播放）

https://article.xuexi.cn/articles/video/index.html?art_id=6902561790741642393&read_id=17d6d5c5-5e22-45e4-82fc-28051dd7fb51&ref_read_id=205c093e-b4de-47bc-8b1e-59d57a79ba4c&reco_id=&mod_id=&cid=&source=share&study_style_id=video_default

透视新科技——怎样实现碳中和

讲座内容：

各位好，欢迎收看我们今天的《透视新科技》节目，我是主持人胜春。据统计，2020年全球的碳排放，已经达到了约340亿吨。这么大的碳排放量，如何去实现中和？又怎么能够达到“碳中和”呢？通过短片去了解一下。近些年暴雨、高温、沙尘暴等极端天气事件频频发生，海平面升高、冰川消融等趋势逐渐加重，科学家们认为其原因是全球气温的逐渐升高。据世界气象组织发布的报告显示，2020年的全球平均气温比工业化前约升高了1.2摄氏度。如果保持目前二氧化碳的排放水平，到本世纪末，地球的气温将上升3至5摄氏度，那将给地球和人类带来无法预知的灾难，甚至有可能威胁到人类的生存。应对气候变化的关键在于“控碳”，也就是要尽快在全球实现“碳中和”。所以，全球170多个国家签署了《巴黎协定》，陆续给出了本国实现“碳中和”的时间表。中国也提出，将努力争取在2060年前实现“碳中和”。那么，“碳中和”到底该怎样实现？为了实现“碳中和”，从国家到个人都需要做些什么？“碳中和”又会给我们的生产生活带来哪些影响？

首先给大家介绍一下我们今天请来的两位嘉宾，一位是国家发改委能源研究所的原所长周大地，另外一位是中国科学院过程工程研究所的副研究员王体壮，欢迎两位！中国承诺世界到2060年要实现“碳中和”，那到目前为止，世界上有没有哪个国家已经实现了“碳中和”。我个人认为，有现代经济活动的，特别是正在使用化石能源的这些国家，到现在为止没有一个已经实现“碳中和”的。尽管有些说法，有人说不丹（王国），或者有人说太平洋岛国里头也有，但是这个我觉得不是特别准确。比如不丹（王国），它和外界是有交流的，这些人要穿衣服，这里头有很多化纤，他们要和外头要有汽车的来往，烧汽油，烧柴油，烧煤油，这我觉得就很难实现“碳中和”了。“碳中和”并不是回到原始状态，是要一个更高级的，更清洁的一个新型的能源（利用方式）和高度经济发展的和科技发展的状态。您认可周先生观点吗？我非常认可，在我看来就是人类现代文明的建立，是建立在我们能量使用的基础之上，那这个过程当中，我们还没有大规模地使用。我们说的绿色能源，可再生能源，实现“碳中和”是我们技术进步之后，再往前走之后的一个产物，而不是现在。那说到这个碳的元素，为什么碳在人类发展的历史上，给人类带来了那么多贡献的同时，又对地球整个环境产生影响？

碳元素是广泛存在，各种有机物的基本组成结构里头，碳也是重要的一个元素，但是我们现在说的这个碳呢，并不是自然界存在的那些碳，是要把我们因为大量地用化石燃料，烧煤、烧石油、烧天然气，这样把过去百万年甚至几百万年以前，植物动物的化石形成的这种有机物，或者是像树木，它形成的煤炭，在很短时间把它排放到大气中去了。这样的话就使大气中的二氧化碳浓度就提高了，就增加了大气的这种温室气体效果。造成全球气温上升，所以我们不是片面地或者是单纯反对碳，是要防止我们在大气中过多地排放二氧化碳等温室气体。我们现在说的“碳中和”的碳，狭义来说是指的二氧化碳。广义的碳，不光有二氧化碳，还有甲烷，还有氟氯烃等等这些。说到这个碳的排放，工业革命之后，哪些行业是排碳的这个大户？现在主要还是和工业过程挂钩的，跟化石能源的燃烧和使用挂钩的（行业），所以谁化石能源用得多，哪个行业就和减碳，和“碳中和”的关系就比较大。比如发电，这是一个集中把化石能源转换成电力这么一个部门，这个部门的碳排放量在各国都是比较大的。第二个，就是像交通用的这种油品，汽油、柴油、煤油，这是都通过燃烧来放出能量的，这个也是重要的排碳的过程，还有工业过程里头，像烧锅炉、窑炉，像炼钢这些也要使用化石能源燃烧来提供能量的，这些也是比较大的（碳排放行业）。

我们查阅了一些资料，虽然种植和养殖也是碳排放的大户。种水稻就会出现沼气，就是下面的有机物腐烂在水底下，它会冒泡，这个沼气就是甲烷，跟天然气的成分是一样的，这个也是排放源。我们目前地球上大概有十几亿头牛，这个牛它就会吃很多草。在吃草之后，它自己要消化，一个是通过打嗝，一个是通过放屁，两种形式都能产生比较多的甲烷气体，不是二氧化碳。那说到碳，其实我们的衣食住行都跟碳有关，我们看看相关的短片。碳排放几乎与我们生活的每一个细节相关，我们居住的房屋主要由水泥和木材制成，而水泥和木材的生产过程中都有碳排放。清晨起床后，你开始洗漱刷牙。牙刷大多是塑料制品，而塑料是由化石燃料、石油制成的。早餐，你可能有很多选择，可以是会排放甲烷的牛所产出的牛奶。或者是在施肥、加工、运输的过程中，都会产生碳排放的馒头和米粥，临出门你换上自己喜欢的衣服，它可能是棉质的，也可能是化纤的，但是无论哪种，背后都有来自生产过程的碳排放。你今天选择搭乘公交车去上班，这辆电车的电力来自于哪里？煤还是石油？这只是我们生活里一个再普通不过的场景，就已经与化石能源的碳排放无法分割。那么，在走向“碳中和”的过程中，我们的生产和生活又会受到哪些影响？

实现“碳中和”具体应该怎么做呢？一个就是要把造成人为附加的温室效应的这些温室气体尽快地减为零，但是可能在减的过程中，有的你减不到零，但是要实现净零排放的话，你可能还得创造一些负排放出来，负排放就是增加一些碳汇。碳汇实际上就是要把空气中的二氧化碳把它吸收出来，把它固定起来，把你减减减减到减不动的那个部分，加起来还是零了，那就是做到“碳中和”有两个方法，一个就是减，再一个就是汇。减怎么做到？减呢，一个就是你的能源消费不能不合理，就不能盲目地增加，排放是和能源消费量成正比的，同样一件事儿，是不是可以少用些能源，这个是一种减的方法。但是现在看来，完全靠节能或高效用能还解决不了，所以还有一个能源替代，就是要把化石能源，能够排放二氧化碳或其他的温室气体的这种能源，用基本不排放或者是零排放的非化石能源，来替代这些化石燃料。比如对中国来说，排放最大的就是煤电了，如果我们煤替代成其他的清洁能源，比如说太阳能，比如说水能，比如说风力，比如说核能，那这一块就相当于二氧化碳排放就减少好多了呀。

另一方面一些工业过程，也需要用新的工艺，新的化学成分来解决现在的一些直接用煤，直接用天然气的这些工业过程。比如说我们的钢铁生产，在我们（上世纪）九十年代的时候，生产1吨钢可能排出的二氧化碳大概3吨，而今天我们生产1吨钢，可能排出的二氧化碳是1.6吨，那这就是一个巨大的提升了啊，整个效能就相当于提高了一倍，这个效果是非常显著的。就是在科技上有所突破。对，很多事儿都可以做，比如说锅炉，过去的落后的锅炉可能效率只有百分之六十几，先进锅炉可以做到百分之九十大几，就同样的燃烧出来，把它转换成有用的能的部分和浪费掉的部分。那么做得不好的百分之三十几都浪费了，做得好可能只有百分之几浪费掉，那么这个锅炉的质量。比如说电机的质量也有同样的问题，高效电机可能是98%、99%，低效电机可能是只有95%，这个就是技术的变化，可以节约用能。比如说刚才咱们说的钢铁，钢铁生产有两部分需要排放二氧化碳，第一部分就是我们加进去的碳，要和那个氧化铁反应，把铁当中的氧给拿走，把矿石当中的氧给拿走，剩下我们就生成铁了。另外一部分碳呢？它需要和空气当中的氧气反应生成高温，使得铁矿石中的氧可以被另一部分碳拿走。那我们现在这个整个钢铁工业，都是通过这个体系来建立起来的，当然我们有没有其他的办法？有，比如说现在前瞻性的，我可以通过氢气，或者说我们说绿氢啊，也可以拿走铁矿石当中的氧，也可以使温度升高，但是这个技术目前人类还刚刚在探索。还不成熟。有示范小规模的。

我们怎么能改变养殖技术来减少这个碳排放呢？我们能够在现有技术条件下适当地处理，比如说饲料的改变，能够减少它的甲烷的排放，像现在我们的牲畜粪便，如果牲畜粪便随便就搁到自然界去沤肥了，甲烷就出来了。那么我们牲畜粪便的集中处理，把这个沼气都用起来，使它不用甲烷的方式排放出去。就能够减少很多温室气体效应，实现“碳中和”刚才两位提到的一个减一个汇，怎么去汇？碳汇目前看来比较可靠的还是植树造林，它把空气中的二氧化碳吸收进来变成了木头了，变成了根系了，变成土壤中的这些碳元素了，它就把它固定了。那么这个就是减少了空气中的二氧化碳的总量，但是植树造林它是有期限的，比如你刚造幼林的时候，它长得比较快，那么它存碳的速率和数量就比较多，这个树长到老了以后，吸收（碳）就固碳的作用就下来了。十岁的树龄的这样一棵大树，一年能吸收汇集下来的二氧化碳大概是22公斤，而我们一个人普通下来每年，就是因为我们新陈代谢产生的二氧化碳大概是270公斤。这样算下来，一个人得10棵树不止10棵树。大概需要12、13棵树。他说的是指（人）的新陈代谢是很难避免的，中国大约人均现在每年碳排放有六、七吨了，主要是工业，主要是能源消费。这样的累计的就是折合的，每个人的碳排放要六、七吨。您指的衣食住行都算上。衣食住行，你的开车，你的用能，你的烧饭。

还有哪些实现这个碳汇的方法？一个是碳捕捉，捕捉我们可以从两个地方捕捉，一个是哪块儿冒出来，我直接从源头上把它捕捉住。还有呢？另外一个是（二氧化碳）到大气当中了，怎么办？那我从大气当中再把它拿出来，那也就是把我们的二氧化碳拿出来，其实就是把它们捕捉住。捕捉完之后，我是不是能够把二氧化碳再利用起来，这是两个概念。那利用呢，我们就有很多个形式。比如说我捕捉完的二氧化碳，我是不是可以和绿氢一起再去做一些产品。比如说我可以用它来做化工品，包括塑料，包括我们平时用的餐盒，包括我们穿的衣服，都是可以的。碳捕捉和存储，现在看来这些成本都不会太低，需要技术方面的更大的进步，也可以说是最后把门的这么一个状态，你不要先指望我要大量干这个事儿。捕捉这工程很大呀，你要搞多少亿吨，花钱也不会太少，所以这个就不能太指望。经过我们测算，就是到了2050年2060年这个时候，中国通过这些方法能够得到的固碳的（总量）不到10亿吨，不到10亿吨是一个什么概念？因为我们现在的碳排放总量是大约100亿吨，你现在可以平衡的部分只有不到10亿吨。不到10%这个比例。对，剩下90%的缺口是需要我们用新技术，来代替过去传统的生产来减排。对，新技术、新能源。中国在“碳中和”的路上一直在不断地努力，我们通过短片去了解一下。

“碳中和”虽然是近一年才热起来的词汇，但是我国早在2005年的“十一五”规划纲要中就提出要节能减排，并且取得了很好的成效。在能源结构调整方面，煤炭、石油这些“排放大户”，在我国能源消耗中的比重逐年下降，而水电、核电、风电等清洁能源所占比例正在逐渐上升。根据生态环境部的统计数据，我国2020年碳排放强度与2015年相比下降了18.8%，节能减排工作取得了阶段性的胜利，中国在绿化方面取得的成就也令人瞩目。中国是全球森林面积和蓄积量增长最多的国家，2000年至2017年间，全球绿化面积增加了5%，其中约四分之一来自中国，贡献比例居全球首位。为了实现“碳中和”，中国一直在努力，在2021年的政府工作报告里还提出了2030年前争取碳排放达峰的行动方案，为2060年前实现“碳中和”目标做出了战略部署。那么，在走向“碳中和”的过程中，我们还会遇到哪些困难？为什么需要近40年的时间才能实现“碳中和”？中国实现“碳中和”的难度在哪里？我们提出2060年实现“碳中和”，具体落实上难度体现在哪儿？

几个方面吧，第一个就是国家整个政策体系的制定，比如说能源消费结构的变革，它需要一定的时间；第二个我们能源效率的提升，这个就牵扯到技术的研发了嘛，它也需要很长的时间；第三个清洁能源的替代和它的这种补充，或者说补充完之后，然后再去替代，这个需要的时间相对来说就很长。所以，我们到2060年才能实现“碳中和”，是因为我们整个社会、整个工业体系都需要重建和再构。从去年（2020年）来看，我们总的消费一次能源就50亿吨左右了，这个能源里头大约有84%都是化石能源，其中煤炭占的比例还挺高，百分之五十几，一多半。那么要在今后三十（多）年，要把现在以84%左右的化石能源为基础的，甚至以后还要有所增长的能源体系改成零碳排放。一方面要把现在这个体系慢慢把它降下去，另一方面你还要找到非化石能源也要提供（能量），同时我们还要保持我们社会经济发展，还要保持人们过好更好的日子，不是牺牲掉我们的发展去实现“碳中和”，而是用于更好的能源系统，来替代现有的化石能源为主的能源系统，这个是一个非常大的社会工程。中国还是一个发展中的国家，一方面我们要努力寻求发展，另一方面我们还要做到实现“碳中和”，确实很难，我们通过短片去了解一下。

中国虽然目前是碳排放总量最大的国家，但是从人均碳排放量上来看，其实远低于发达国家。一个国家的人均碳排放量与其发展程度密切相关，作为发展中国家，我国的工业化、城市化进程还没有完成，经济仍处在上升期，所以在未来的一段时间里，对能源的需求还会继续上升。而且世界上的一些发达国家，二十世纪七十年代碳排放就已经达到了高峰，到他们承诺实现“碳中和”的时间之间有70至80年的时间可以利用，而中国从“碳达峰”到“碳中和”只有30年的时间。如何在保证国家经济持续发展，人民生活继续富足的前提下？在更短的时间里实现“碳中和”，这是一个巨大的难题。为此，中国政府、企业和我们每个普通人到底应该做些什么？实现“碳中和”之后，我们的生活又会有怎样的变化？实现“碳中和”这过程当中，政府部门和企业又分别能做些什么呢？政府部门通过能源结构调整，使化石能源的消费量或者碳排放量尽快地达到峰值。对企业来说呢？从用户到供应方，大家都要一起动手，节能的事儿，那就是所有用能工业都有关系，它也要改变它现在很多工业过程，锅炉窑炉它得换，从直接烧燃料的，它可能要变成用电的。工艺过程也要变，一些材料它也要变，所以大家都要变，全社会全要动员起来，往低碳方向去共同的努力。

作为普通人，我们跟“碳中和”之间的关系是什么？我们的责任又是什么？我认为作为一个普通人，吃、穿、住、用、行，大概这五个方面吧。比如说吃，我们知道刚才说过牛肉相对于鱼肉、鸡肉，它排出的二氧化碳更多一些，那所以我们是不是可以适当地多选择一些，在保证蛋白质供应的情况下，营养供应的情况下，多去选择一些碳排放少的蛋白（质）。另外一个比如说我们的行，现在大家更多开的都是汽油车，然后我们国家现在主导的就是电动车，其实电动车和汽油车相对来说，电动车的能源利用效率更高。包括你的家里头一些电器，比如说同样的冰箱，同样的空调，一级能效的，同样的制冷效果情况下，你就少用电，三级、四级同样的制冷效果下，你就要多用电，这个就是能效的选择和提高。所以这样一说起来，“碳中和”这个概念跟普通人就越来越近了，实现“碳中和”会不会影响我们就业？我们可以说所有的能源行业，特别是现在搞能源行业的人，他就要去应对能源结构转换的挑战，所以它和很多人的工作都是有关系，你是选择高碳行业，还是选择新的创新行业都是有关系的。

搞“碳中和”呀，它有大量的新的业态要出现，会对社会的产业结构有重大影响。比如说这钢铁行业，它现在主要是靠高炉，这种焦炭来炼钢，它以后要变成以氢为主的，制氢、储氢、用氢，氢的合成技术，包括碳捕捉的技术，以后材料不能用化石能源直接制，它可能要用空气中的二氧化碳和氢气来合成，那么都会有很多新的工业，新的化学，新的物理过程来出现。如果从“碳中和”的角度来说，第一个是能源的生产，传统能源这个方面其实也大有作为，你做的是什么呢？做的是技术提升，把它能源效率去提高。另外一个新能源产业，比如说我们的太阳能，我们的风能，比如说风电产，中国生产涡轮和涡轮叶片，我们轻量化、智能化和高强度化，那都是未来发展的方向，也就是说材料产业，也是一个大方向。另外一个清洁能源除了这些之外，还有核能呀，核能大有作为呀。在一个大的变动需求情况下，特别是技术有一个重新更新的过程之中，对很多的老的知识要重新用一遍，很多新的技术也要应运而生。其实每一个行业，每一个知识范围都面临新的挑战。对。也请两位帮我们畅想一下，如果我们真的人类世界实现了“碳中和”之后，那个时候将会给世界，给我们普通人生活带来的改变将会怎样？

第一就是由于现在大量用化石能源造成的，所有的污染问题基本解决了。我们现在为蓝天白云是奋斗了很长时间，到现在为止天气一不好，还雾霾。那时候源头上雾霾的排放这些，不管是二氧化硫，什么氮氢化物这个没有了，所以空气会非常干净，固体废物会大量地减少，水也会比现在更清洁，采煤塌陷（事故），水资源破坏也都没了，所以环境肯定比现在要更好。第二条就是人们的生活水平不会下降，比如说汽车你可以开，但是那时候就电动化了，也不用烧油了，噪音也小了，同时也没有汽车排放这些尾气之类的问题，那么同时加上自动化、智能化，出行更方便。肯定轨道交通，比现在速度还要快，也可能能取代一部分航空，你坐火车也很快的，这些都是技术进步，也是低碳发展必然产生的结果。包括房子，现在还都得集中采暖，空调用起来，不用屋里太热，用电量很大，你也很难过。真正的以后低碳，超低能耗的建筑，零碳建筑，那是用能比较少，但是屋里的环境，空气质量都比现在更好，通过保温，通过绝热，通过换热的系统的优化，住得比现在更舒服，噪音小，四季如春，然后冷暖可调，这个肯定都是这么个状态。今天非常感谢两位专家来到我们演播室当中，我们聊的是“碳中和”的话题，实际上两位为我们描绘了一个美好生活的一个蓝图，让我们期待未来的生活，我们天更蓝，水更清，树更绿。今天的节目到这儿了，如果您想了解我们更多的节目内容呢？您可以下载央视频，去收看我们往期的节目。我是胜春，咱们下期节目再见。