中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：朱漢雄1 王 一1 茹 加2 曹大泉2 任曉光1 何京東2 陳海生2 蔡 睿1 劉中民1*
1 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
2 中國(guó)科學(xué)院 重大科技任務(wù)局
1、“雙碳”能源技術(shù)區(qū)域綜合示范的意義
“雙碳”能源技術(shù)區(qū)域綜合示范是指針對(duì)典型區(qū)域資源和產(chǎn)業(yè)特征及發(fā)展所面臨的問(wèn)題，專門(mén)制定系統(tǒng)性技術(shù)方案和產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，通過(guò)“技術(shù)集成示范”探索典型區(qū)域低碳化高質(zhì)量發(fā)展新途徑，為促進(jìn)全國(guó)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)和思路。技術(shù)集成示范和區(qū)域綜合示范是“雙碳”能源技術(shù)區(qū)域綜合示范的 2 個(gè)基本特征。
促進(jìn)“雙碳”能源技術(shù)的集成示范
1、“割裂”的能源系統(tǒng)亟待變革
長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)能源體系中，如煤炭、石油、天然氣、水電、核電、電網(wǎng)等基于各自的管理體系形成了相對(duì)獨(dú)立的分系統(tǒng)。在能源發(fā)展基礎(chǔ)較弱的背景下，各分系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行能夠保障各系統(tǒng)運(yùn)行的專業(yè)性，從能源供應(yīng)端保障了能源供應(yīng)。但隨著我國(guó)發(fā)展進(jìn)入新階段，能源發(fā)展也進(jìn)入了新時(shí)代，能源需求及能源的生態(tài)環(huán)境外部效應(yīng)對(duì)能源供應(yīng)系統(tǒng)提出了更高要求，能源各分系統(tǒng)的獨(dú)立優(yōu)化運(yùn)行已經(jīng)難以滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)能源系統(tǒng)“清潔低碳、安全高效”的整體要求。因而，需要對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行變革，開(kāi)展“能源革命”。理論上，從能源需求的角度，各能源系統(tǒng)提供的能源服務(wù)比較一致，無(wú)外乎電力、熱力、動(dòng)力和化學(xué)品。既然能源服務(wù)的目標(biāo)相同，從系統(tǒng)的角度就存在“合并同類項(xiàng)”的優(yōu)化空間，如通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，可推動(dòng)各能源分系統(tǒng)相對(duì)優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)融合，對(duì)沖消除各能源種類的劣勢(shì)，從而提升系統(tǒng)整體效能，這具有巨大的技術(shù)創(chuàng)新空間。實(shí)際上，由于煤、油、氣、風(fēng)、光、水、核等各分系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，存在系統(tǒng)壁壘，難以“合并同類項(xiàng)”，導(dǎo)致能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性矛盾突出，整體效率不高，這已經(jīng)成為制約我國(guó)能源高質(zhì)量發(fā)展的核心問(wèn)題。能源系統(tǒng)條塊割裂的原因除了管理體系、政策體系的歷史沿革外，更為根本的原因在于缺乏能聯(lián)系不同能源種類、打破系統(tǒng)壁壘、促進(jìn)多能互補(bǔ)融合的關(guān)鍵技術(shù)。因此，必須將能源技術(shù)革命放在能源革命的核心位置，以能源技術(shù)革命推動(dòng)能源革命。
2、多能融合是解決能源系統(tǒng)條塊割裂的有效理念
以中國(guó)科學(xué)院為代表的一批國(guó)內(nèi)能源領(lǐng)域的科研機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)多年研究，針對(duì)現(xiàn)有能源系統(tǒng)中系統(tǒng)割裂的問(wèn)題，提出通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)多種能源之間互補(bǔ)融合的多能融合理念，布局并積累了一批多能融合技術(shù)。多能融合是指綜合考慮能源資源在加工利用過(guò)程中的能源屬性和物質(zhì)（原料/材料）屬性，通過(guò)新技術(shù)、新模式破除各能源種類之間條塊分割、互相獨(dú)立的技術(shù)和體制壁壘，促進(jìn)化石能源與非化石能源、各能源分系統(tǒng)之間、各能源資源加工利用不同過(guò)程之間的能量流、物質(zhì)流和信息流的互補(bǔ)融合，實(shí)現(xiàn)能源資源利用的能量效率、物質(zhì)效率、環(huán)境效益、生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益等多目標(biāo)的優(yōu)化。
3、多能融合技術(shù)是實(shí)現(xiàn)多能融合理念的根本途徑
中國(guó)科學(xué)院根據(jù)已有研究，提出“四主線、四平臺(tái)”的多能融合技術(shù)體系。“四主線”即4條技術(shù)主線，分別為：
1. 化石能源清潔高效利用與耦合替代；
2. 非化石能源多能互補(bǔ)與規(guī)模應(yīng)用；
3. 工業(yè)低碳/零碳流程再造；
4. 數(shù)字化/智能化集成優(yōu)化。
“四平臺(tái)”即在多能融合技術(shù)主線中發(fā)揮“紐帶”作用的平臺(tái)性技術(shù)，分別為：合成氣/甲醇、儲(chǔ)能、氫能、二氧化碳。以上 4 條主線重點(diǎn)依托 4 個(gè)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)多能融合（圖 1）。
圖1 “四主線、四平臺(tái)”的多能融合技術(shù)體系
4、中國(guó)科學(xué)院在開(kāi)展多能融合關(guān)鍵核心技術(shù)突破行動(dòng)的基礎(chǔ)上更強(qiáng)調(diào)技術(shù)集成示范
隨著“雙碳”行動(dòng)計(jì)劃開(kāi)展，中國(guó)科學(xué)院整合集結(jié)精銳力量，圍繞多能融合“四主線、四平臺(tái)”體系，在能源領(lǐng)域?qū)嵤┝嘶茉锤咝鍧嵗?、可再生能源、先進(jìn)核能、儲(chǔ)能與多能融合 4 個(gè)方面的關(guān)鍵核心技術(shù)突破行動(dòng)，預(yù)期將產(chǎn)生一大批旨在解決“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)面臨的關(guān)鍵核心問(wèn)題的技術(shù)和裝備。但是，我們也認(rèn)識(shí)到，僅有單項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)的突破還難以支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革。這也造成了長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)原始創(chuàng)新成果與產(chǎn)業(yè)技術(shù)、區(qū)域發(fā)展需求存在脫節(jié)現(xiàn)象。為此，本文提出通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，推動(dòng)多種技術(shù)的集成示范，研究跨技術(shù)、跨系統(tǒng)、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的優(yōu)化組合，最終形成適用不用場(chǎng)景綠色低碳發(fā)展的系統(tǒng)方案，支撐不同場(chǎng)景下“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
促進(jìn)典型區(qū)域“雙碳”能源技術(shù)的綜合示范
我國(guó)幅員遼闊，能源生產(chǎn)地與消費(fèi)地，以及東、中、西部各地的能源狀況、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平不同且極不均衡。因此，難以用一套技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)全國(guó)所有地區(qū)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，必須因地制宜、分類施策。國(guó)務(wù)院《2030 年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》指出，“各地區(qū)要準(zhǔn)確把握自身發(fā)展定位，結(jié)合本地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展實(shí)際和資源環(huán)境稟賦，堅(jiān)持分類施策、因地制宜、上下聯(lián)動(dòng)，梯次有序推進(jìn)碳達(dá)峰”，并根據(jù)產(chǎn)業(yè)、能源、碳排放情況初步區(qū)分了 4 類地區(qū)，分別為碳排放已經(jīng)基本穩(wěn)定的地區(qū)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較輕、能源結(jié)構(gòu)較優(yōu)的地區(qū)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重、能源結(jié)構(gòu)偏煤的地區(qū)，以及資源型地區(qū)?！半p碳”行動(dòng)計(jì)劃將基于中國(guó)科學(xué)院已有院地合作基礎(chǔ)，在各類地區(qū)中選擇一批典型的區(qū)域，通過(guò)具體區(qū)域場(chǎng)景的分析，組合集聚一批科研力量和技術(shù)，通過(guò)試驗(yàn)示范形成一批適用不同區(qū)域的系統(tǒng)解決方案，并以點(diǎn)帶面，帶動(dòng)全國(guó)整體“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成。此外，各系統(tǒng)解決方案中針對(duì)具體問(wèn)題形成的單項(xiàng)技術(shù)也能運(yùn)用到其他地區(qū)，形成“分能解決具體問(wèn)題，合能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化”的技術(shù)體系。
2、多能融合技術(shù)綜合示范典型案例思考
多能融合理念和4條技術(shù)主線，不僅涉及眾多關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，還需要選取典型區(qū)域應(yīng)用場(chǎng)景，推進(jìn)多種技術(shù)的集成優(yōu)化，提高技術(shù)方案的問(wèn)題導(dǎo)向和目標(biāo)導(dǎo)向。本文圍繞多能融合理念與技術(shù)主線，基于中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡(jiǎn)稱“大連化物所”）近年來(lái)的院地合作工作和研究布局，對(duì)陜北、遼寧、山東 3 個(gè)典型區(qū)域綜合示范的背景、目標(biāo)和技術(shù)路徑進(jìn)行闡述。
陜北高碳資源地區(qū)低碳化發(fā)展的減碳示范
示范區(qū)建設(shè)基礎(chǔ)與定位
“雙碳”目標(biāo)下，以陜北榆林為代表的化石能源資源富集區(qū)綠色低碳轉(zhuǎn)型要求迫切。陜北榆林是我國(guó)能源“金三角”的重要組成部分，被賦予了多項(xiàng)國(guó)家能源安全保障任務(wù)，是我國(guó)“西煤東運(yùn)”“西氣東輸”“西電東送”的重要基地，是國(guó)家現(xiàn)代煤化工示范基地。但是，該區(qū)域資源富集與生態(tài)環(huán)境脆弱并存，人均水資源量低于全國(guó)水平，開(kāi)發(fā)和保護(hù)矛盾突出；能源化工產(chǎn)業(yè)水平整體處于中低端，科技創(chuàng)新力度亟待提升；能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以煤及煤加工為主，能耗、污染物和碳排放等要素制約凸顯。根據(jù)估算，2020 年榆林全市碳排放量約 1.6 億噸二氧化碳，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）碳排放近 4 噸/萬(wàn)元（約為全國(guó)平均水平的 4 倍），人均碳排放達(dá)到 45 噸/人（約為全國(guó)平均水平的 6.3 倍），低碳轉(zhuǎn)型要求尤其迫切。
榆林具有獨(dú)特的資源優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，具備開(kāi)展多能融合示范的基礎(chǔ)和條件。
1. 榆林煤、油、氣、風(fēng)、光等能源資源富集，是國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)的多種能源資源富集區(qū)，這為多能融合技術(shù)與產(chǎn)業(yè)示范提供了資源條件。
2. 榆林已建成以煤、油、氣開(kāi)發(fā)為基礎(chǔ)，電力、化工、載能工業(yè)為主導(dǎo)的能源工業(yè)體系和產(chǎn)業(yè)集群，為多能融合技術(shù)示范提供了豐富場(chǎng)景。
3. 榆林已經(jīng)是國(guó)內(nèi)能源技術(shù)創(chuàng)新的重要試驗(yàn)和推廣區(qū)。已經(jīng)承接和完成了多項(xiàng)國(guó)家級(jí)工業(yè)示范項(xiàng)目，形成了多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)煤化工核心技術(shù)，在研在試在建多個(gè)國(guó)際國(guó)內(nèi)首臺(tái)（套）設(shè)施設(shè)備，并集聚了中國(guó)科學(xué)院在內(nèi)的眾多科研機(jī)構(gòu)、高校和能源企業(yè)；初步形成了以大型能源企業(yè)為主體，重大項(xiàng)目為龍頭，協(xié)同推進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)、試驗(yàn)、工業(yè)化示范和產(chǎn)業(yè)化推廣的技術(shù)研發(fā)體系，人才集聚效應(yīng)逐步顯現(xiàn)，可為示范區(qū)建設(shè)提供關(guān)鍵的科技支撐。
4. 以榆林為代表的西部資源富集地區(qū)，是我國(guó)未來(lái)能源安全保障、區(qū)域發(fā)展和“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)矛盾最為尖銳的地區(qū)，可能是“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的最困難區(qū)域，具有重大示范意義。
示范區(qū)建設(shè)思路
基于榆林地區(qū)基礎(chǔ)和綠色低碳發(fā)展需求，作者提出集結(jié)中國(guó)科學(xué)院優(yōu)勢(shì)力量，圍繞化石能源清潔高效開(kāi)發(fā)利用與耦合替代、可再生能源多能互補(bǔ)與規(guī)模應(yīng)用、低碳化智能化多能融合與區(qū)域示范 3 個(gè)方面，創(chuàng)建以多能融合為特征、以能源技術(shù)革命為引領(lǐng)，協(xié)同推進(jìn)能源生產(chǎn)、消費(fèi)和體制革命的能源革命創(chuàng)新示范區(qū)。
1. 推動(dòng)化石能源清潔高效開(kāi)發(fā)利用與耦合替代示范。立足榆林“富油煤”資源優(yōu)勢(shì)和國(guó)家級(jí)煤制油氣戰(zhàn)略基地定位要求，在煤炭綠色開(kāi)采、煤炭轉(zhuǎn)化利用、高效燃燒發(fā)電與供熱、大宗廢棄物處理與利用 4 個(gè)領(lǐng)域推進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)升級(jí)示范和跨產(chǎn)業(yè)融合示范，重點(diǎn)推進(jìn)如煤炭高效開(kāi)采及智能礦山建設(shè)、煤提取焦油與制合成氣一體化計(jì)劃、煤油共煉技術(shù)、新一代甲醇制烯烴技術(shù)、甲醇制乙醇技術(shù)、煤基合成氣一步法制烯烴技術(shù)、煤炭超臨界水氣化制氫發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、煤基固廢協(xié)同活化制備生態(tài)環(huán)保材料技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的示范。
2. 推動(dòng)可再生能源多能互補(bǔ)與規(guī)模應(yīng)用示范。立足構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，加速研究可再生能源高效利用和多能互補(bǔ)技術(shù)的研發(fā)示范，攻克更高效、更低成本太陽(yáng)能電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用、光伏直流升壓并網(wǎng)、不同類型風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行優(yōu)化及運(yùn)維、大功率風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)優(yōu)化與電氣控制、煤礦井下分散式抽水蓄能和太陽(yáng)能集熱儲(chǔ)熱多能互補(bǔ)零碳供熱等技術(shù)，推動(dòng)可再生能源大規(guī)模、高比例應(yīng)用。
3.推動(dòng)低碳化智能化多能融合與區(qū)域示范。借助綠氫、綠電、綠氧等可再生能源為基礎(chǔ)的低碳能源載體，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、第五代移動(dòng)通信（5G）等智能化技術(shù)，加速多能融合過(guò)程；提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能，促進(jìn)煤炭原料化利用和二氧化碳資源化利用，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排和負(fù)排。例如，在園區(qū)級(jí)化石能源與可再生能源的低碳融合示范方面，打造面向碳中和目標(biāo)的高值低碳含氧化合物產(chǎn)業(yè)園區(qū)，開(kāi)展園區(qū)級(jí)化石能源與可再生能源的低碳融合示范，先行先試，為煤化工產(chǎn)業(yè)走出一條兼顧經(jīng)濟(jì)性、創(chuàng)新性及可持續(xù)性的新路。
遼寧高碳產(chǎn)業(yè)地區(qū)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的控碳示范
示范區(qū)建設(shè)基礎(chǔ)與定位
“雙碳”目標(biāo)下，遼寧面臨著發(fā)展與減排的問(wèn)題，急需貫徹新發(fā)展理念、積極調(diào)整經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，有效擴(kuò)大內(nèi)需、持續(xù)增強(qiáng)創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)綠色低碳轉(zhuǎn)型，為全國(guó)高碳產(chǎn)業(yè)地區(qū)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的控碳示范作出遼寧貢獻(xiàn)。遼寧是我國(guó)重要的工業(yè)基地、裝備制造基地、石化基地和鋼鐵生產(chǎn)基地，長(zhǎng)期以來(lái)，承擔(dān)著維護(hù)國(guó)防安全、糧食安全、生態(tài)安全、能源安全、產(chǎn)業(yè)安全的重任。但是，遼寧也面臨著能源消費(fèi)偏煤、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重的問(wèn)題。根據(jù)初步估算，2018 年遼寧全省碳排放約 5.4 億噸，約占國(guó)內(nèi)碳排放總量的 5.4%，在全國(guó) 31 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）中居第 6 位；每萬(wàn)元 GDP 碳排放量為 2.3 噸二氧化碳，位居全國(guó)倒數(shù)第 6 位。
基于遼寧科技、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)，建議遼寧把握戰(zhàn)略機(jī)遇，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，打造高碳產(chǎn)業(yè)地區(qū)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的控碳示范。科技創(chuàng)新方面，依托大連化物所、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所等中國(guó)科學(xué)院在遼科研機(jī)構(gòu)和大連理工大學(xué)、東北大學(xué)等高等院校，打造面向“雙碳”目標(biāo)的科技創(chuàng)新策源地；產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)方面，依托核電、化工、鋼鐵等產(chǎn)業(yè)集聚優(yōu)勢(shì)和沿海區(qū)域優(yōu)勢(shì)，打造科技支撐引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)示范。通過(guò)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)協(xié)同發(fā)展，推動(dòng)遼寧突破一批重大綠色產(chǎn)業(yè)核心關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)一批產(chǎn)業(yè)化示范基地，加快形成全面支撐我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的技術(shù)體系，推動(dòng)能源體系及工業(yè)結(jié)構(gòu)全面升級(jí)，實(shí)現(xiàn)率先振興。
示范區(qū)建設(shè)思路
基于遼寧產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)型升級(jí)需求，作者提出遼寧可重點(diǎn)圍繞化石能源清潔高效利用與耦合替代、非化石能源多能互補(bǔ)與規(guī)模應(yīng)用、工業(yè)低碳/零碳流程再造 3 個(gè)方面開(kāi)展多能融合綜合示范。
1.推動(dòng)化石能源清潔高效利用與耦合替代示范。可依托遼寧當(dāng)?shù)厥貎?yōu)勢(shì)和技術(shù)基礎(chǔ)，結(jié)合恒力石化股份有限公司的企業(yè)前期技術(shù)鋪墊和大連化物所的技術(shù)儲(chǔ)備，設(shè)立區(qū)域中試和產(chǎn)業(yè)化基地，開(kāi)展石油化工與煤化工多能融合試點(diǎn)，推進(jìn)石化行業(yè)精細(xì)化、高端化發(fā)展。
2.推動(dòng)非化石能源多能互補(bǔ)與規(guī)模應(yīng)用示范。可依托遼寧核電產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)核能非電綜合利用，如核能供熱、核能高溫蒸汽制氫等技術(shù)的示范和應(yīng)用。依托遼寧海上風(fēng)電資源優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)風(fēng)能大規(guī)模應(yīng)用，探索海上風(fēng)電制氫新模式。針對(duì)可再生能源大規(guī)模高比例發(fā)展要求，可依托大連化物所的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展以儲(chǔ)能為平臺(tái)的多能融合示范。例如，建設(shè)新一代百兆瓦級(jí)液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目，推進(jìn)儲(chǔ)能電池用關(guān)鍵材料、核心部件及電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化與集成應(yīng)用示范，探索大規(guī)模長(zhǎng)周期儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻作用。
3.推動(dòng)工業(yè)低碳/零碳流程再造示范?？梢劳羞|寧的大型鋼鐵企業(yè)和大連化物所在合成氣轉(zhuǎn)化方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)能源化工與鋼鐵行業(yè)融合發(fā)展。例如，積極推進(jìn) 20 萬(wàn)噸/年鋼廠尾氣制備無(wú)水乙醇技術(shù)工業(yè)示范。隨著系列先進(jìn)技術(shù)的試驗(yàn)示范，將有力推動(dòng)一批先進(jìn)技術(shù)的突破與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，推動(dòng)遼寧省創(chuàng)新示范基地的建設(shè)和東北老工業(yè)基地的振興。
山東新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換地區(qū)推進(jìn)綠色增長(zhǎng)的去碳示范
示范區(qū)建設(shè)基礎(chǔ)與定位
山東是我國(guó)能源消耗和碳排放量第一大省，其經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與全國(guó)相似度高，典型示范性強(qiáng)。根據(jù)山東省統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，山東化石能源消費(fèi)占一次能源消費(fèi)約 88%，其中煤炭消費(fèi)占比 67.3%，煤電占電力總裝機(jī)容量比重 66%，煤炭的消費(fèi)比重過(guò)高。根據(jù)初步估算，當(dāng)前山東每年二氧化碳排放總量約 10 億噸，占全國(guó)碳排放總量 10% 左右，人均排放量約 10 噸二氧化碳，高于全國(guó) 7 噸二氧化碳/人的平均水平。山東能源消費(fèi)碳排放在全國(guó)碳排放中的貢獻(xiàn)占比高，與其能源/產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理、能源及其相關(guān)的工業(yè)體系主要依賴化石資源有直接關(guān)系。
結(jié)合山東發(fā)展與碳減排突出矛盾，建議山東作為新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換典型地區(qū)推進(jìn)綠色增長(zhǎng)的去碳示范。以科技創(chuàng)新推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)共進(jìn)，為全國(guó)能源轉(zhuǎn)型先行先試、提供示范。
示范區(qū)建設(shè)思路
“雙碳”目標(biāo)下，山東將依托資源優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，重點(diǎn)圍繞非化石能源多能互補(bǔ)與規(guī)模應(yīng)用、工業(yè)低碳/零碳流程再造 2 個(gè)方面開(kāi)展多能融合綜合示范。
1. 推動(dòng)非化石能源多能互補(bǔ)與規(guī)模應(yīng)用示范。開(kāi)展以海上風(fēng)電、光伏發(fā)電為重點(diǎn)，以生物質(zhì)、地?zé)崮?、海洋能等為補(bǔ)充的可再生能源多能互補(bǔ)示范。重點(diǎn)推進(jìn)海上風(fēng)電綜合利用示范，建設(shè)千萬(wàn)千瓦級(jí)海上風(fēng)電基地，推動(dòng)海洋風(fēng)電+海洋牧場(chǎng)融合發(fā)展；建設(shè)百萬(wàn)千瓦級(jí)“光伏+”基地，推動(dòng)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)光儲(chǔ)輸一體化基地。因地制宜建設(shè)生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮芫C合利用示范，提升源清潔規(guī)?；盟??；诖笠?guī)模儲(chǔ)能平臺(tái)，開(kāi)展可再生能源+大規(guī)模儲(chǔ)能綜合示范，探索連接清潔電力和火電形成智能化供電系統(tǒng)的技術(shù)路徑和商業(yè)模式，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行效率。基于山東千萬(wàn)千瓦級(jí)核電基地建設(shè)基礎(chǔ)，開(kāi)展核能綜合利用示范，改變核能單一供電用途，發(fā)展核能供熱、制氫、海水淡化等多用途應(yīng)用。例如，開(kāi)展核能海水淡化+余熱供暖“水熱同產(chǎn)同送”的示范，拓展核能供暖和核能海水淡化新技術(shù)。
2.推動(dòng)工業(yè)低碳/零碳流程再造示范。充分利用山東大規(guī)模可再生能源、核能制氫能力和副產(chǎn)氫資源，推動(dòng)可再生能源、核能無(wú)碳化制綠氫，綠氫與石油化工、煤化工、鋼鐵等行業(yè)耦合發(fā)展的工業(yè)低碳/零碳流程再造示范，為化石能源與可再生能源體系融合、工業(yè)低碳/零碳流程再造提供探索。同時(shí)，基于氫能平臺(tái)，開(kāi)展制氫、儲(chǔ)（運(yùn)）氫、加氫、用氫的全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉?，推?dòng)副產(chǎn)氫純化、可再生能源制氫、管道輸氫、氫能交通、熱電聯(lián)供、氫能產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)監(jiān)控等氫能生產(chǎn)和利用技術(shù)的工程化示范，推進(jìn)氫能在交通、發(fā)電、供能等多領(lǐng)域全場(chǎng)景的示范推廣。
3、總結(jié)與展望
可以預(yù)見(jiàn)，隨著“雙碳”行動(dòng)計(jì)劃開(kāi)展，必然會(huì)在能源各領(lǐng)域中完成一大批關(guān)鍵核心技術(shù)的突破。但是，如何以關(guān)鍵技術(shù)的突破帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)、區(qū)域綠色低碳轉(zhuǎn)型，切實(shí)實(shí)現(xiàn)以科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，支撐國(guó)家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，仍然是“雙碳”行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施中面臨的難題，這需要隨著示范區(qū)建設(shè)進(jìn)程動(dòng)態(tài)評(píng)估和調(diào)整。本文提出以“雙碳”能源技術(shù)區(qū)域綜合示范帶動(dòng)技術(shù)集成，協(xié)同解決典型區(qū)域的重大問(wèn)題，形成適用不同區(qū)域條件的“一攬子”系統(tǒng)解決方案，是現(xiàn)階段科技研發(fā)布局必須考慮的問(wèn)題，將能有效加速技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的速度，提高“雙碳”目標(biāo)科技創(chuàng)新的問(wèn)題導(dǎo)向和目標(biāo)導(dǎo)向。需要指出的是，“雙碳”行動(dòng)計(jì)劃綜合示范是一個(gè)開(kāi)放、動(dòng)態(tài)的科技創(chuàng)新示范行動(dòng)，本文列舉的 3 個(gè)示范區(qū)還不能代表全國(guó)所有典型示范區(qū)，仍要發(fā)揮中國(guó)科學(xué)院全院力量甚至全國(guó)科技研發(fā)力量一起深入地區(qū)，推進(jìn)多個(gè)典型示范區(qū)的建設(shè)，為“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供不同場(chǎng)景的系統(tǒng)解決方案。
