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在實現“雙碳”目標進程中，應如何看待碳中和科技尤其是能源科技的價值，現有碳中和技術發(fā)展現狀如何?哪些領域最有潛力?

本刊日前就此采訪了中國工程院院士、清華大學碳中和研究院院長賀克斌。他表示，技術創(chuàng)新是實現“雙碳”目標的關鍵支撐，目前碳中和所需的技術中，進入商業(yè)化應用的尚不足一半，要加快綠色低碳科技革命，深挖技術潛力，激發(fā)綠色發(fā)展新動能。

碳中和是科技創(chuàng)新的競爭

《能源評論》：您曾表示，實現碳中和是科技創(chuàng)新的競爭，應推動社會經濟發(fā)展從資源依賴型走向技術依賴型。對于能源科技和產業(yè)發(fā)展您有何期待？

賀克斌：實現碳中和將是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，也將導致價值重估、產業(yè)重構等，進一步推動技術創(chuàng)新。有專家認為，碳中和目標和能源科技驅動的綠色轉型將引領構建全新的零碳產業(yè)體系，引發(fā)數百萬億元級的投資與產業(yè)機遇。

技術創(chuàng)新是實現“雙碳”目標的關鍵支撐。從能源行業(yè)來看，全球風、光資源分布相對傳統能源更均勻。誰能夠更好地掌握、抓取風、光資源，開發(fā)并大規(guī)模應用風電、光伏發(fā)電的領先技術，誰便能提升經濟長期高質量發(fā)展的能力。

在凈零排放和碳中和目標驅動下，我國太陽能光伏、風力發(fā)電占比與裝機容量將迅速提升。目前以風、光為代表的新能源呈現出從裝機、技術到產業(yè)鏈整體都在高速大規(guī)模發(fā)展的態(tài)勢，推動了電力系統清潔化、低碳化的轉變。研究認為，2024～2030年，是我國實現碳達峰的關鍵時期，也是電力結構變革的關鍵時期。預計2030 年我國風、光發(fā)電裝機規(guī)模有望達到 2200 吉瓦至 2400 吉瓦。

《能源評論》：具體而言，實現“雙碳”目標的突破點有哪些，該如何發(fā)力？

賀克斌：最核心的突破點是以科技創(chuàng)新為引領，大力發(fā)展新質生產力，特別是以“新三樣”（電動汽車、鋰電池、光伏產品）為代表的新能源產業(yè)。

與歐美發(fā)達國家相比，我國風、光裝備生產具備成本較低、產業(yè)鏈較為完善的優(yōu)勢。為促進新能源領域培育新質生產力發(fā)展，建議如下：

一是加快風、光技術研發(fā)，推進光熱商業(yè)化，提高效率并快速降低成本。全面推動風、光制造業(yè)及電子芯片研發(fā)，實現關鍵零部件技術上的突破，平衡陸上風電、光伏與海上風電、分布式光伏的發(fā)展。

二是著力發(fā)展“風、光+”儲能、制氫、短期預報等配套技術及平臺， 并展開風電、光伏與光熱等多能源協同發(fā)展示范。推進跨區(qū)域電力傳輸和電網建設。制定智能短期風、光發(fā)電預報技術和平臺，通過增強地球系統建模、數據共享與資源投入，智能化處理風、光發(fā)電波動性。

三是廣泛開展風、光發(fā)展對生態(tài)影響的研究，加速環(huán)境友好的新工藝、新材料研發(fā)，建立生態(tài)友好型風、光利用技術。加強管理細則以降低集中式風、光電站對生態(tài)環(huán)境的影響。提升風、光材料回收技術，形成符合標準和規(guī)范的回收產業(yè)鏈。

《能源評論》：您多年來一直從事大氣污染防治方面的研究工作，您認為如何將碳減排技術和大氣污染防治技術融合形成合力？

賀克斌：大氣污染物防治技術和二氧化碳減排技術同根同源。調整能源結構本身就既減污也降碳，比如，現在的煙氣捕集技術可以同時捕集二氧化硫、氮氧化物以及二氧化碳。

所以在減污降碳的技術體系上，一種是結構性的，比如電源結構的調整；另外一種是裝備性的，比如電動汽車的研發(fā)推廣。減碳的技術體系要產生效果需要時間和空間的累積，也需要相互間的搭配組合，比如，在發(fā)展電動汽車的同時，發(fā)展風電、光電，將清潔電源結構比例逐漸提升，并根據兩者發(fā)展進程進行匹配，科學安排產業(yè)規(guī)劃。

《能源評論》：您對我國現有的碳中和技術的成熟度如何評價？

賀克斌：碳中和技術包括零碳電力能源技術、零碳非電力能源技術、燃料/原料與過程替代技術等，目前來看，30%的技術仍處于概念/研發(fā)階段，36%的技術處于中試/示范階段， 34%的技術處于商業(yè)應用階段。

未來，在碳中和路徑約束下，突破性的技術變革將促使社會經濟產業(yè)結構和人類活動發(fā)生巨變。特別是在儲能、氫能和智能等領域，未來還有很多新技術會出來，比如氨的利用就是一個大方向，氨是一個新的能源承載形式，但由它帶來的生態(tài)環(huán)境影響需要關注。

儲能要保底，需求側待突破

《能源評論》：要平衡大規(guī)模的風、光發(fā)電的波動性，有哪些技術路線值得期待？

賀克斌：為應對清潔能源的波動性，在儲能技術上需要盡快實現突破，這是目前面臨的較大挑戰(zhàn)。另外，全球共同合作，結合數字化智能化技術，促進風、光資源精準預報也是一個重要的技術方向。

需要明確的是，集中式儲能應該說是一個保底方案，電力平衡更應側重于需求管理，例如虛擬電廠。電動汽車也可以參與虛擬電廠，向電網賣電。假如天氣預報未來三天要下雨， 光伏電價就可能上漲，車主可以提前把電動車充滿電，如果用不完這些電，車主可以在電價高的時候賣出一部分電量獲得收益。

《能源評論》：虛擬電廠有哪些從需求側聚合資源的商業(yè)模式？

賀克斌：今年1月，清華大學碳中和研究院發(fā)布了《中國碳中和目標下的風光技術展望》，報告提出開展“風光+”技術發(fā)展模式的探討，比如風光熱一體化、風光+交通、風光+ 農業(yè)、風光+治沙等，從需求側來調動風、光發(fā)電的有效利用，進而平衡風、光出力的波動性。

仍以虛擬電廠為例，其與電動汽車的融合發(fā)展正在各地進行試點，并形成一個新型的供電模式，實現用能儲能一體化——通過實施分時電價等市場機制，引導電動汽車車主在風、光資源不足的時候向電網賣電。據測算，一個車主通過這種方式一年可能賺到4000元。這也是解決風、光等新能源發(fā)電波動問題的一個非常重要的方向。

《能源評論》：對于需求側使用新能源的價值和空間，您能否進行量化的分析？

賀克斌：2023年全國非化石能源消費占能源消費總量的比重，比上年提高了0.2個百分點。據測算，可再生能源消費占比每提高0.5個百分點，相當于30多萬噸標準煤的能耗被轉換成了清潔能源，更具體地說，大約相當于11萬北京人一年的用能消耗。

有分析稱，我國到2060年城市用電量相比現在會提高一倍，意味著未來40年我國的用電量仍會持續(xù)增長，但這個電網消納的電源結構是以風、光為代表的新能源。雖然目前我們的風、光裝機容量已占到總量的1/3，但它們的發(fā)電量還遠沒到這么高。風、光等可再生能源的大規(guī)模應用，仍面臨許多系統性挑戰(zhàn)，包括靈活高效安全可控的電力系統、制氫儲能的配套設施、生態(tài)友好型的新能源技術，以及更精細化的氣象預報系統等。

《能源評論》：您對需求側技術的未來發(fā)展前景如何評價？

賀克斌：應用需求側技術可以更多地體現韌性調節(jié)，未來會有非常大的潛力。比如有些公共建筑的空調關閉二三十分鐘，人們體感不會覺得很熱，有些家里的冰箱關20分鐘影響也不大。如果能通過優(yōu)化輪流用電的需求響應方式操作，就可以節(jié)約電力資源，平抑風、光發(fā)電的波動性。

再以建筑光伏一體化技術為例， 除了屋頂，建筑的側立面和窗戶的材料也可以開發(fā)出有發(fā)電功能的產品。我相信在迭代幾次以后，未來建筑光伏的發(fā)電量會大大增加。

所以對需求側未來發(fā)展的前景，我持樂觀態(tài)度，相信技術上會有解決方案的。

原標題：賀克斌院士：在儲能技術上需要盡快實現突破，這是目前面臨的較大挑戰(zhàn)