金涌院士谈碳达峰：要完成目标需寄托于颠覆性创新

　　在中国提出“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”目标后，各行各业蓄势待发。国际上，甚至有气候变化问题专家评价“这是过去十年里最大的气候新闻”。

　　要实现低碳转型目标，无疑是一场硬仗。中国工程院院士、清华大学化学工程系教授金涌在接受中新经纬客户端专访时指出，中国要从全球最大的碳排放国一下降到0，任务很重。其次，从碳达峰到碳中和的过渡期仅有30年，时间很紧。“现有的技术很难做到，我们要超前，就要寄托于创新，特别是颠覆性创新。”

　　金涌多年来致力于循环经济与低碳经济的研究，积极推动相关工程科学的学科基础建设，主持和指导了多项国家发改委、环境保护部的工业生态园区和循环经济规划建设。

　　通过对未来40年绿色低碳循环发展路径的系统性展望，金涌认为，要实现2060年碳中和目标，中国经济发展也将面临挑战。既要实现目标，又要保持经济的健康稳定发展，首要任务是降低万元GDP能耗。“十四五”作为碳达峰的关键期，下一步该如何做?

　　以下是中新经纬视频访谈栏目《全宝对话》之“全局观”实录

碳排放目标时间紧、任务重

　　中新经纬：中国提出，碳排放力争于2030年前达峰，努力争取2060年前实现碳中和。对于这个目标您是如何看待的?有哪些挑战?

　　金涌：碳排放对中国来讲是一个很重大的课题。中央很早就提出来说我们面临着世界百年未遇之大变局，国家之间的经济实力、国防实力、软实力等都发生了巨大的变化。

　　去年9月在联合国大会上，约有100个国家承诺到2050年实现碳中和。通俗来说，碳中和就是没有二氧化碳排放了，一有二氧化碳排放就要回收。中国提出“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的目标，在承诺下来以后，我们就要思考以中国的条件怎么来实现，这就是当下最受关注的问题。

　　在我看来，要实现碳排放的目标有三个方面的困难。

　　首先，中国的二氧化碳排放量在前几年已经达到了60亿吨，是全球最大的碳排放国，现在一下要降到0，这是第一个困难。

　　第二个困难就是时间，我们要在2060年从碳排放最高变成0，速度非常快。

　　第三个困难，中国经济还处在发展阶段，人均GDP是1万美元，而到了2050年，人均GDP要达到4万美元。以此测算，到了2060年，按照2%的增速，届时人均将突破5万美元大关。那时，我们的经济发展要较现在提高5倍，碳排放方面也会面临压力。

　　中新经纬：要实现尽早达峰，这些困难要如何解决?

　　金涌：首先，我们必须要有一些基本的指导思想。第一是要从人文角度出发。我们既然承诺了人类命运共同体，那就一定要呼应。这也是一个负责任大国的表态。这是从人文角度出发的。

　　第二，我们做这个事必须是科学正确的。第三，在技术上一定要可行。现有的技术很难做到，我们要超前，就要寄托于创新，特别是颠覆性创新。我们要畅想未来，在几十年内技术发展的可能性。第四，考虑我们经济上能承受的范围。中国经济结构很多东西要改变，比如在投资上有些产业要退出，那么在经济上能不能做到?能不能承受在经济上的负担?这四点是我们必须要考虑的。

　要把万元GDP能耗降下来

　　中新经纬：碳排放如果压降过快、过急，势必会对经济产生剧烈冲击。能源系统应该怎样逐步调整，产业如何逐步转型，以适应经济发展的节奏?

　　金涌：如果以上的问题都考虑到了，那么我们的首要就是要解决能耗问题。中国处在一个后工业化社会时代，与发达国家相比，差异的表现就在能耗上。每创造1万元GDP，会消耗多少能源?算下来是大概是0.5吨煤，同期主流发达国家的万元GDP能耗一般维持在0.1-0.2吨标准煤。

　　中国如果不把万元GDP能耗降下来，那么(在碳排放的目标下)我们的GDP要提高5倍，也绝对是做不到的。因此，我们一定要首先把社会转型排到未来40年的计划之内，要从一个后工业社会进入到一个智能化、信息化社会。这个是全民的事，做不到这点去谈碳排放，我想是没有希望的。

　　我们还可以来算一算，虽然美国人均耗电量是中国的3倍，但中国总体的电量比美国更多。从整个国家经济结构转型的角度来看，为什么我们的耗电量比人家多，是由经济结构决定的，我们大量生产的都是工业的初级产品。

　　比如，中国钢材产量10亿吨，占到全球的半壁江山，美国只有1亿吨。中国水泥产量近20亿吨，以近六成的占比成为全球最大的水泥生产国家。诸如此类的初级产品，具有产值低、耗能大的特点。而到了将来的30年、40年以后，我们还需要这么多的钢铁和水泥吗?我想肯定不需要了。

　　所以，我们要把这些初级产品慢慢地退出市场，去发展产值高、信息化价值高的产业。中国经济结构转型还得靠实体经济，实现从制造业到高端制造业的转变。这样的话，我们也可以实现万元GDP能耗的降低。

　　经济结构转型还是要依靠科技进步来解决。其实同样进行一项工业活动，中国的耗能量只比国外差10%至30%，也就是每件技术都落后10%至30%。但是，从总体上来看，由于我们的经济结构不畅，整体的耗能就落后了两三倍，甚至三倍以上。

　　假如我们把万元GDP能耗平衡好，降到0.2吨煤，甚至是降到0.1吨煤，这都是可能的。这样的话，40年后，即使我们的能耗就跟现在的能耗差不多，但是我们经济增长了5倍，万元GDP能耗也下降了。就这么个逻辑，维持现在的能耗，也可以支撑我们经济实现5倍的增长。

提倡把80%以上的原油做成材料

　　中新经纬：在推进碳达峰、碳中和过程中，作为碳排放“元凶”的化石能源的发展趋势将会是怎样的?

　　金涌：二氧化碳是化石能源燃烧造成的。因此，我们要协调解决碳排放的问题，首先是考虑怎么把这些化石燃料变成材料，将来可以不再烧它了。化石能源对一个国家的发展来说是永远需要的，我们不把它当成燃料烧掉，而是拿它当原材料，加工成产品。

　　过去的技术，每炼一吨原油，提炼出来的汽油、柴油占80%，烧了后就变成二氧化碳排放。剩下的20%才用来提炼烯烃、芳烃，而这才是可以进一步合成高分子材料的重要原料，可以制成塑料、橡胶纤维、涂料等等。可现状是，80%的原油都用来烧掉了。

　　因此，我们提倡将全部的或是80%以上的原油做成材料，而不是烧了后变成二氧化碳排放。那怎么实现呢?现在大家都在努力。这个事不是中国人独有的问题，全世界都有。最近全球最大的石油公司埃克森美孚也找到我们清华大学化工系的团队，希望能介入研究。现在，我们已经可以做到将80%的原油变成烯烃、芳烃，进而生产合成塑料、橡胶、纤维等材料。我们生活里用的绝大多数东西也都是这些材料可以做成的。

　未来智能电网及储能是关键

　　中新经纬：在您看来，中国能源结构需要经过哪些调整?哪类新能源的发展值得期待?需要在哪些方面投入更多努力?

　　金涌：比如说，石油不拿来开汽车了，就会有一个问题，汽车怎么办?汽车就要靠电池了，我们要发展燃料电池车，这也是清华大学化工系很重要一个方向。

　　将来电动汽车锂电池的生产量将是巨大的。先进的电动车，每个车都有一块电池。未来，买电动车也可以不买电池，而是租赁使用，开车到加油站换电池。换电池的好处是可以让电池统一在夜里充电、调峰。

　　为什么将来我们可以做到不用化石能源了?是因为我们现在风电、光电等可再生能源发电技术进步得非常快，而且全世界都已经做到了。就从发电的成本来看，火电的成本和风电、光电的成本都差不多。但我们在建设风电、光电时也有弱点，比如一块云彩飘过，风电、光电一下发电就少了，而且夜里也不能发电，所以它是不稳定的。

　　但是，生产工作需要稳定的电路供应，那就必须要有智能电网，有了智能电网，还必须要有储电的能力，能把天上不稳定的能量储存起来，再稳定地供应出来。

　　所以将来我们要支撑整个产业的全部用电量，就要靠风电、光电这些可再生的用电，然后再配上一个智能电网及其储电设备，比如发电车，我们大概现在有2.8亿辆车在运行。智能电网也就是分布式电网，即分布式储能、分布式发电，我们可以不用火电了。

　　我们再来看看煤。现在煤主要就是用来发电的，40年内我们就要不烧煤了，电厂就要退伍了。当风电等逐步取代火电时，替代过程中也需要智能电网。此外，是不是要把所有的火电都取消了?当然不是，我们可以留一部分火电，干嘛使?调峰用。现在的火电厂不能够想开就开，想关就关，因为它是烧煤的，是蒸汽发电。

　　那么现在新的发电技术IGCC(整体煤气化联合循环发电系统)，通过烧煤，净化后变为清洁的气体燃料，使锅炉产生蒸汽，让蒸汽去发电。通过燃气和蒸汽联合循环发电，燃气轮机就可以随时停，可以调峰，所以将来火电的趋势也应该是IGCC。

　　中新经纬：火电保留的比例有多大?未来的趋势是怎样的?

　　金涌：这个比例就很难说了，可能逐渐一点点替代。但现在有一个讨论的共识就是，就是火电厂不要再建了。德国提出去煤化，但我们还不敢这么说。通过逐渐关闭火电厂，慢慢改造变成调峰电厂，最后可能剩10%-20%。不过，现在谁也不能完全预料最终的比例。

　　现在发电主要是靠火电，但是靠火电二氧化碳排放多。我们现在的发电量到顶峰，是因为我们大量地烧煤。如果要转型，未来发电不再依靠煤了，而是光电、风电，就需要智能电网的结合使用。用不了的时候储存起来，使可再生的发电能够稳定的进入电网中。同样的，储电和调峰就依靠电池。

　　我认为，未来分布式能源与分布式储能的结合将成为解决人类能源问题的最终方案，以煤炭、天然气等化石燃料为燃料的火电厂仍将保有少量规模，以满足调峰与应急需求。