以低碳技术为支撑发展低碳经济

王卫彬

(嘉兴学院商学院,浙江嘉兴314001)

能源使用带来的环境问题及其诱因,全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战,使人们对物资消耗方式的认识越来越深刻。要发展以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济,就离不开低碳技术的支撑。

1 关于“低碳经济”和“低碳技术”

1.1 “低碳经济”和“低碳技术”

低碳经济是低碳发展、低碳产业、低碳技术、低碳生活等一系列经济形态的总称。其基本特征是低能耗、低排放、低污染,是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步,其实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构。发展低碳经济是一场涉及生产模式、生活方式、价值观念和国家权益的全球性革命。虽然目前对低碳经济的定义主要集中在能源的科学利用上,从更大角度讲,低碳经济应该是人类赖于生存的物质资料的消耗,是一个综合体。

从这个认识来看,低碳经济的基本特征是:低能耗、低排放、低污染。生活和生产过程消耗更低,排放更少,有排放,而污染更少。如在生活方式中,随手关灯、纸张的双面使用、菜中少放油,减少洗洁净的使用等;在生产方式中,提高水的重复利用水平、减少生产过程的废弃、提高废弃物的重复利用等。

1.2 低碳技术

以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”,一个重要的支撑就是“低碳技术”。技术将是决定低碳经济发展速度的关键,只有通过推进科技进步,利用科技创新,提高效能,降低能耗,掌握核心技术资源,才能够争得先机,赢得低碳经济的主动权。目前,通用的低碳技术的定义是:低碳技术是指涉及电力交通、建筑、冶金、化工、石化等部门,在可再生能源及新能源和煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域,开发的有效控制温室气体排放的新技术。

低碳技术存在于三个阶段上:第一是源头上,即为了社会发展利用什么样的能源以及怎样利用能源。这就涉及到了如何开发利用新能源以及合理有效地利用现有的常规能源。第二是过程中,即在利用能源的过程中,怎样改进技术设备和转变能源利用方式,来尽量减少能源的消耗和温室气体的排放。第三是结尾,即怎样尽量处理已经排放出的温室气体,这就具体到了“碳捕获”、“碳封存”和“碳转变”等技术。“低碳技术”更具体一点,就是指寻找新能源和更合理有效地利用能源、改变常规能源利用方式、处理温室气体的技术。

低碳技术可分为三个类型:一是减碳技术:电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等高能耗、高排放领域的节能减排技术,煤的清洁利用、油气资源和煤层气的勘探开发技术等。世界各国工业能源消费一般只占能源消费总量的1/3左右,而在我国,工业能耗占将近60%以上。二是无碳技术:核能、太阳能、风能、生物质能等可再生能源技术。以掌握风能技术为例。截至2008年底,我国累计风力发电装机容量已超过印度,成为全球第四大风电市场,同时也提前实现了可再生能源“十一五”规划中2010年风力发电装机容量1000万kW的目标。按照这一发展速度,我国将一路赶超西班牙和德国,至2010年风电总装机容量有望跃居世界第二位,提前10年实现2020年风电装机容量3000万kW的目标。三是去碳技术:碳捕获与封存技术是一项新兴的、具有大规模减排潜力的技术,有望实现化石能源使用的二氧化碳近零排放。该技术将工业生产过程中产生的二氧化碳捕集并安全地存储于特定地质结构中,减少向大气的排放,以减少温室气体在大气层中的聚积,从而减缓全球气候变化。另外,温室气体可用于资源化利用,提高石油采收率。

2 国内外低碳技术的研发及应用情况

2.1 国外低碳产业及低碳技术的发展状况

英国公布了世界上第一个“碳预算”,首次将减排目标纳入法律框架,并应用于经济社会各个方面。英国还推行“政府投资、企业运作”的模式,促进商用技术的研发推广,占领低碳产业的技术制高点。它的能源总体战略主要集中在:提高能源效率以节省能源,开发清洁能源和在竞争的市场价格条件下确保可靠的能源供应。英国通过实施能源战略,到 2020年将提高能源效率35%,减少 8%～15%电力消费和 13%天然气消费。

美国奥巴马政府把清洁能源作为加强美国能源安全的主要切入点,鼓励技术创新。在开发清洁能源的过程中,美国科研机构把重点放在了开发太阳能、生物燃料和先进照明技术等方面,并已取得了长足进展,特别是在开发太阳能方面。奥巴马政府积极支持发展节能环保的混合动力或电动汽车,其新能源政策中设定了到2015年,将有100万辆插电式混合动力车投入使用的目标。

欧盟制定了发展低碳技术的“路线图”,计划在风能、太阳能、生物能源、二氧化碳的捕获和储存等6个具有发展潜力的领域发展低碳技术,在未来10年内,将增加500亿欧元发展低碳技术。欧盟将采取一系列发展能源技术的措施,以实现其承诺的到2020年实现三个20%的目标,即到2020年将温室气体排放量在1990年的基础上至少减少20%;将可再生清洁能源占总能源消耗的比例提高到20%;将煤、石油、天然气等一次性能源消耗量减少20%。

日本不断研发的低碳技术使能源利用效率大幅度提高,新能源开发利用展现出扭亏为盈的倍增趋势。日本新首相鸠山由纪夫公开承诺,日本将在2020年实现温室气体排放在1990年的基础上消弱25%。日本将投入巨资开发利用太阳能、风能、光能、氢能、燃料电池等替代能源和可再生能源,积极开展潮汐能、水能、地热能等研究。

2.2 国内低碳产业及低碳技术的发展状况

我国各级政府部门十分重视低碳技术。科技部、国家发展改革委等14个部委2007年6月14日公布了《中国应对气候变化科技专项行动》,以全面提升中国应对气候变化的科技能力。根据专项行动的安排,将进行控制温室气体排放和减缓气候变化的技术开发,重点包括:节能和提高能效技术、可再生能源和新能源技术、先进核能技术、二氧化碳捕集与封存技术、生物固碳技术和固碳工程技术、农业和土地利用方式控制温室气体排放技术等。2009年2月5日,国家财政部、科技部发出了《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》,针对公共服务领域购车进行一定的补贴,在北京、上海等13个城市进行试点示范。2009年8月,财政部、科技部、国家能源局启动实施旨在鼓励太阳能规模应用的“金太阳工程”。

2.3 我国低碳经济存在的问题

总体来看,我国低碳经济尚未成型,低碳技术研发水平相对落后。低碳经济产能较大而核心技术欠缺。我国太阳能电池产量世界第一,占世界1/3,生产技术都是引进的。但存在技术和市场两头在外的问题,如我国目前的LED中的芯片绝大多数依靠进口。虽然我国企业也生产了一些,但国外产品LED每瓦能达100～150流明,我国生产只有70流明左右。我国低碳经济的产业化道路还在探索和尝试之中,低碳经济既要有经济领域加快政型、全社会节约能源的理念,但更需要技术的进步,特别是在低碳重大核心技术领域。未来低碳经济的发展道路,科技支撑的力量不容小觑,能源科技和减排技术的创新是迈向真正低碳之路的核心。未来的能源体系正面临着向低碳、高效、环保的能源供应体系迅速转变的大势,向可持续发展的能源体系过渡,需要科技创新,建立低碳能源技术支撑体系。优质和高效地利用传统能源,加强科技攻关,从源头上减少碳排放,仍是未来可持续发展的一段很长的必经之路。

3 构筑低碳经济技术支撑体系的建议

3.1 加快节能低碳技术研发和推广

重视节能低碳技术研究开发。加快对燃煤高效发电技术、工业节能技术、半导体照明技术、建筑节能技术、二氧化碳捕获与封存、脱碳与去碳等技术研发,力争在关键技术和关键工艺上有重大突破,形成技术储备,为低碳转型和增长方式转变提供强有力的支撑。

1)高效清洁燃烧技术。加快研究煤的高效洁净燃烧技术,工业炉窑蓄热式高温空气燃烧技术,分布式能源、能源梯度利用和多联产技术等。开发推广循环流化床锅炉、工业余热锅炉、生物质发电锅炉等新型锅炉。通过采用高效燃烧技术和应用新型锅炉,大幅提高工业领域的燃煤效率。

2)工业节能技术。加强余热余压回收利用、大功率变频调速等工业节能核心技术研发,以及在化工、冶金、建材、造纸等行业的应用,降低工业单位产出能耗。加强IGCC工程师范及相关燃气轮机、气化炉、电站系统集成等开发。

3)半导体照明技术。积极培育芯片设计-器件封装-灯具制造的半导体照明产品链,加快功率型LED芯片制造、器件封装关键技术与产业化。结合国家“十城万盏”示范项目实施,大力推广LED道路照明示范工程。

4)建筑节能技术。加快既有公共建筑节能改造专用材料、应用技术、运行管理、能效测评等关键节能技术和集成示范;推动新建建筑与建筑物同寿命的新型保温隔热材料、体系、配套产品、设计、施工和验收标准体系的关键技术和集成示范。

3.2 大力推动新能源的开发和利用

针对我国一次性能源资源水平低,而可再生能源丰富的特点,围绕风能、太阳能、生物质能和地热能等领域,通过产学研联合攻关,以调整和优化能源结构,解决可再生能源利用领域中的关键共性技术问题,并开展示范推广。

当前,首先要加快太阳能产业发展。我国太阳能光伏产业已初具规模,未来将成为我国主导产业集群之一。紧紧抓住国家对太阳能光电产业的扶持政策,依靠科技进步全力做大做强光伏产业,并不断拉长产业链,最终形成较为完整的太阳能光伏发电系统产业链。积极实施“金太阳示范工程”,推进光伏发电的规模化示范应用。在城市推广普及太阳能集中供热水工程,建设太阳能采暖和制冷示范工程,在农村和城镇推广户用太阳能热水器、太阳房和太阳灶等。其次,加快风电开发和建设,努力在风电建设领域取得新的突破;大力推进兆瓦级大功率风力发电装备的研发和产业化,提升我国大型风力发电装置的核心竞争力。第三,加快生物质发电焦油控制、农作物秸秆成型等关键技术研究开发。加快推广秸杆气化发电、垃圾焚烧发电、农村沼气、有机污泥焚烧发电、填埋气发电、生物柴油等生物质能利用技术。

3.3 加强减排技术开发与推广

1)工业清洁生产技术。着眼于工业污染源头控制,加强重点行业的清洁生产工艺开发与推广应用。在化工行业重点加强新型高效催化技术、新型高效提取分离技术及过程强化等技术的开发,加快印染等行业中水回用等技术的研发等。

2)工业废水处理技术。加快工业废水、城镇污水高效处理技术,废水的综合利用和再生回用技术,直流水循环利用技术等的研究。水质水量优化配置技术。建立水资源综合利用和水环境安全预警体系。提高水污染防治技术水平,提升关键工艺设计和工程化成套设备制造能力,保障用水安全和水资源可持续利用。

3)烟气控制与处理技术。加强钢铁、发电、水泥等行业烟气处理技术的消化吸收和再创新,研究开发推广具有自主知识产权的脱硫、脱硝技术及装备。开发推广脉冲袋式除尘等新一代除尘技术及装备。

4)固废物资源化技术用。加强工业废弃物、污水污泥资源化处置关键技术,城镇生活垃圾和特种垃圾的综合处置技术,畜禽养殖废弃物和农作物秸秆的综合利用技术。提高固体废物综合利用率和城镇生活垃圾处理率,从源头上控制和减少固体废物的产生。

3.4 加快低碳技术的引进和国际合作

1)积极参与国际碳市场减排合作。国际碳市场是减排的有效机制,未来需积极参与并不断完善。国际碳市场的建立,很大程度上促进了发达国家和发展中国家在碳减排方面的合作。积极通过清洁发展机制CDM项目,引进发达国家先进的低碳技术,鼓励企业依靠商业渠道引进技术,鼓励企业通过CDM项目在联合国CDM执行理事会注册,以获得更多的资金及技术支持。

2)加强技术层面的国家合作。提升国际科技合作的层次和水平,积极参与低碳技术关键领域的国际科技合作计划,提高低碳技术研究水平和自主创新能力。鼓励和支持高校、科研机构和企业发起和参与低碳技术领域国际和区域科学研究计划与技术开发计划,充分利用全球资源,分享国际前沿科技成果。促进低碳相关的技术创新。

3.5 加强低碳技术支撑体系建设

1)人才建设。通过人才引进、团队建设等途径,培养低碳经济技术和高层管理人才,建立一支高水平的低碳研究队伍,大力吸引节能低碳领域的国内外高层次人才,为低碳转型和发展方式转变,提供强有力的人才和技术支撑。

2)服务能力建设。服务能力建设是提高企业技术创新能力的基础,包括:技术标准、技术信息、技术数据、设备仪器、计算软件、技术咨询、产品认证、技术培训等。能力建设要由企业、科研机构、高等院校,包括国家重点实验室,国家工程技术研究中心等在内,联合起来,共同对资源进行整合、共享、完善和提高。通过建立共享机制和管理程序,逐步做到资源有效利用,并在此基础上建立低碳公共技术服务平台等。