统计数据显示，在2019年全球温室气体排放中，与能源相关的二氧化碳排放占到67%。目前全球已有100多个国家提出“碳中和”目标或愿景。但在实现净零排放的关键技术中，有50%目前尚未成熟，迫切需要科技创新，这是能源领域碳减排所面临的一大考验。
对于我国而言，减碳的技术需求更为迫切。一方面，我国能源消费和碳排放增速虽在放缓，但仍处于增长期。另一方面，从碳达峰到碳中和的时间跨度，发达国家有60-70年，我国只有30年，减排的速度和力度更甚。对此，我们需要哪些技术支持？这些技术创新进展如何？未来还有哪些新的突破口？中国工程院院士、中国矿业大学（北京）教授彭苏萍，中国工程院院士、国家能源集团科技委常务副主任顾大钊，在日前举行的“煤矿总工程师论坛”上，分别从行业、企业层面给出自己的建议。
资源禀赋与技术优势差异，决定各国转型路径
两位院士一致指出，“相对富煤、油气不足”的资源禀赋，煤、油、气和非化石能源“一大三小”的能源生产结构，决定着我国能源消费以高碳能源为主，能源行业成为碳排放主要来源。
“2000-2020年，我国化石能源消费占比由92.7%降至84.1%，但仍占绝对主导地位。与世界其他化石能源占比类似的国家相比，我国使用更多的是煤炭，其单位热量所排放的二氧化碳比石油、天然气更高，这是我们实现碳中和更难的地方，压力非常大。”以国家能源集团为例，顾大钊坦言，煤电、化工、煤炭生产和运输是碳排放主要板块，同时又是重要的利润来源。“2019年，集团80.5%的盈利来自上述产业。怎么解决这个矛盾？”
技术创新被视为重要突破口。顾大钊透露，国家能源集团正在聚焦新兴低碳、负碳技术攻关，力争使研发水平处于行业并行或领先地位。彭苏萍也称，国际能源署报告显示，在各成员国2019年能源技术投入经费中，氢能和燃料电池、可再生能源领域的增幅排在前两位，多国纷纷加速能源科技创新。
“世界各国能源绿色低碳转型路径与方式各有不同，主要由资源禀赋与技术优势差异所决定。例如，欧盟煤油气资源匮乏，高消费、低产量，高度依赖进口，因此他们大力发展非化石能源。日本的化石能源和可再生能源均匮乏，节能提效是主要举措。”彭苏萍表示，基于差异性和特殊性，我国无可供复制的先例可循，“必须走中国特色的能源转型道路”。
“能源没有新旧之分，只有技术先进程度的差异”
相比其他产业，能源领域投资大、周期长，能源技术应用的惯性强。“既要考虑成本、效率，也要考虑技术的先进性和创新性，能源科技发展战略规划应进行不同定位、区别对待。”彭苏萍进一步称。
那么，哪些技术可为我们所用？两位院士均表示，能源新技术不仅涉及可再生能源和核能，也包含非常规油气、化石能源的清洁高效转化与利用、能源传输以及终端用能等多方面的具有突破性或颠覆性的开发利用技术。“当前，我国能源结构仍以化石能源为主，可再生能源自身效率有待提高。未来30年，仅靠可再生能源完成减碳目标是不可能的。可再生能源规模化利用与化石能源清洁高效利用，需要同步推进。但目前我们忽视了化石能源新技术的颠覆性作用。”彭苏萍表示。
顾大钊也称，由于煤炭仍将起到基础、兜底作用，与之相匹配的技术不可或缺，碳捕捉、封存与利用（CCUS）就是其一。“我国二氧化碳理论封存容量在2.4万亿吨左右，技术一旦实现商业化，煤是可以继续使用的。现阶段，一代捕捉技术已能进行大规模示范，二代技术的能耗和成本比一代降低30%以上。CCUS产业预计2030年迎来拐点，可作为大力发展的方向。”
新能源产业也要重视技术的先进性问题。“能源没有新旧之分，只有技术先进程度的差异。”彭苏萍认为，传统意义上的“新能源产业”定位过于狭窄，统计范围不能体现能源新技术发展所带来的能源转型与产业变革。“‘新能源’一词不能充分反映智能电网、蓄能、分布式能源和微电网等内涵。划分的局限性，在一定程度上阻碍了能源新技术的集成与不同能源产业的协同发展。”
化石能源和非化石能源新技术应受到同等重视
针对我国能源新技术及产业发展思路，彭苏萍建议，把化石能源清洁高效利用、可再生能源规模化、分布式能源和智能电网、先进安全核能作为优先方向。其中，应同等重视化石能源和非化石能源新技术的颠覆性作用。
彭苏萍提出，煤的气化、液化，天然气水合物与页岩油气的勘探开发等，都可视为对传统化石能源的颠覆，也是先进、可行的低碳发展方向。为解决现存的技术产业化等问题，需要从基础研究、先进材料、关键工艺设备等方面实现关键性突破。在可再生能源领域，智能风机、太阳能燃料、量子光电池、干热岩等均属于颠覆性技术领域。对此，应从可再生能源基本原理、关键材料、产业化模式等方面实现突破，与大数据、云计算、能源互联网、储能技术等深度融合。
干热岩也是顾大钊重点关注的技术方向。“同为可再生能源，风电、光伏存在波动性，但干热岩是稳定的，我国陆域可采资源量高达17万亿吨标煤。这是一种地热资源，开采方式与煤炭有相似之处，但其开发安全，不会引起爆炸等事故；几乎零排放，可维持对环境最低水平的影响；热能连续性好，不受季节、气候、昼夜等条件影响。在我国，相关研究勘探刚刚起步。”
此外，与其他领域的交叉技术也是新方向。彭苏萍举例说，随着云计算、大数据、物联网等技术发展，能源生产、运输、存储、消费等环节正在发生变革。“能源开发利用数字化是大势所趋。应发展数字能源、利用数字技术，引导能量有序流动，构筑更高效、更清洁、更经济、更安全的现代能源体系，最终实现能源革命与数字革命同频共振。”
