产经

减排降碳多管齐下探新路 新技术助力能源更清洁更低碳

减排降碳多管齐下探新路

新技术助力能源更清洁更低碳(科技创新助力“双碳”②)

碳中和,是指人类活动排放的二氧化碳被人为作用和自然过程所吸收。研究显示,当前全球每年排放约400亿吨二氧化碳,其中14%来自土地利用,86%源于化石燃料利用。这意味着,实现碳中和,必须变革以化石能源为主导的能源体系,构建以风、光、水、核等为主体的非碳能源新结构。

碳中和硬约束下,并非摒弃化石能源。为降低化石能源使用过程中的碳排放,科研人员正在探索清洁化利用技术。同时,在交通、工业等领域,研究用氢能、电能等替代化石能源,多管齐下,支撑减排降碳。

化石能源清洁利用

既获得化学品,又尽量少排放二氧化碳

据统计,我国一次能源消费中,非碳能源只占15%,另外85%主要是煤、油、气。其中,煤炭在一次能源消费中占比接近60%。

近年来,煤炭占我国一次能源消费的比重持续下降,但未来一段时间内,煤炭在能源结构中依旧重要。在此情况下,有必要研究煤炭清洁利用,减少二氧化碳排放,煤化工被认为是一条路径。

中科院院士、中国科技大学校长包信和介绍,现阶段,我国煤炭有两种主流利用方式,一是大量作为能源,直接燃烧发电;二是作为原料,通过煤化工等手段,制备化学品。我国对化学品需求量很大,又不可能像国外一样,完全依赖石油化工来生产,因此,利用煤炭转化制备化学品比较现实、可靠。

以煤为原料制备化学品,离不开碳、氢、氧三个元素的反应变换。因此,煤的结构及反应过程,决定其燃烧一定会产生二氧化碳。据测算,燃烧1吨煤大约排放3吨二氧化碳,且煤化工项目往往又是用水大户,煤气化、合成及后续产品纯化、分离等环节,均离不开水。

有没有一种方法,既能实现煤转化的目的,又不用排放大量二氧化碳?朝着这个方向,科学家正在探索新的化学反应方式。

包信和解释,石油化工通过催化、蒸馏、裂解等方式,把大分子变成小分子,从而得到烯烃、芳烃等产品。这一过程就不需要很多水,也不会过多排放二氧化碳,即可将油分子“吃干榨净”。从分子式结构来看,煤和油的差别不大,区别主要在反应过程。如果能换一种方式实现煤转化,即将煤中的大分子像石油炼制一样直接“剪开”,也可以在少用水、少排放碳的同时,拿到所需的产品。

化石能源对一个国家来说,是珍贵的资源,但直接燃烧,二氧化碳的排放量比较大。科学家正在努力,把化石能源更多当原材料来利用,从而加工成产品。

比如,“吃干榨净”石油,科研人员创新了比较精准的炼油方法,一些“分子炼油”技术大大提高了石油资源的利用效率。有专家设想,未来80%的原油可以变成烯烃、芳烃,进而生产合成塑料、橡胶、纤维等材料,作为工业生产化学原料,减少石油的直接燃烧。

推动氢能规模应用

研究高效、便利、低成本获取“绿氢”的途径

“精准剪接”煤分子,完成煤炭清洁利用,实现这一构想离不开先进、高效的催化剂,同时还要摒弃传统的氧助气化过程,有“绿氢”的帮助才能做到。

氢气在自然界不存在,需要人工获取,还要储存、转换和应用。所谓“绿氢”,是指通过风能、光能等可再生能源发电,再用清洁的电力分解水制备出的氢气。这被认为是未来获取氢能的主要方式。但电解水制氢的成本比较高,全球每年消耗的5000万吨左右氢气中,仅有4%来自电解水,而且所用电能也非全部来自可再生能源。大多数氢气来自化石能源,其中又以煤制氢价格最便宜。但以煤制氢,又免不了排放二氧化碳。

科研人员正在开发高效、便利、低成本获取“绿氢”的途径。比如,发展大规模、低能耗、高稳定性的电解水制氢新技术,通过材料和过程的创新降低能耗和成本等。专家认为,如果人们能够比较经济地获得“绿氢”,未来就能形成一条比较完善的氢能产业链,推动氢能在各个行业的应用,最终甚至会形成一套独立于石油天然气和电力的新体系。

氢气的价值远不止助力煤炭清洁利用。包信和认为,氢能利用效率高、无污染,还能与多种能源耦合,可以说是实现碳中和目标的关键。当今能源体系是由化石能源产生电力、液体燃料,再到达最终用户。在未来能源构架中,氢能将与电力一起居于核心位置,为终端用户供能。

在能量释放效率上,氢燃料电池技术比内燃机更高,氢气有潜力取代汽油,在交通领域有广阔的应用前景。又如,传统的炼钢方式,主要通过焦炭燃烧提供还原反应所需要的热量,并产生还原剂一氧化碳,将铁矿石还原得到铁,再把铁炼成钢,整个过程会产生大量的二氧化碳;氢能炼钢则利用氢气替代一氧化碳做还原剂,其还原产物为水,从而极大降低炼钢的二氧化碳排放。“以氢代煤”有望引领钢铁行业绿色转型。

氢能要想大规模使用,除了需降低制备成本外,储存和输运也是必须克服的难题。针对这一痛点,我国科研人员探索“液态阳光甲醇”技术路线,即将“绿氢”与二氧化碳结合制成液态甲醇。将太阳能等可再生能源储存在甲醇中,提供了一条可再生能源储存和输运的新模式。这样不仅可以解决氢气储运问题,还能中和二氧化碳。此外,甲醇使用后分解得到的二氧化碳和水,又是下一轮循环的载体。

中科院院士、中国科学院大连化学物理研究所太阳能研究部部长李灿介绍,经过多年攻关,我国完成了全球首套直接利用太阳能“液态阳光甲醇”合成技术的规模化示范工程,正在推广10万吨级“液态阳光甲醇”合成技术的工业化应用。

支撑可再生能源并网

探索大容量、安全、稳定的储能技术

我国太阳能资源十分丰富。据专家测算,在我国有条件的农村屋顶都装上光伏,初步估计将有20亿千瓦的安装容量。这意味着一年能发电3万亿千瓦时,占到未来全国总电力需求的20%左右。

实现碳中和,必须构建以风、光、水等为主体的非碳能源新结构。然而,风、光等为代表的可再生能源,有发电波动性和间歇性等短板,如果规模化并网,会影响电网稳定运行。为支撑大规模并网,可再生能源必须与有效的储能结合起来。作为能源存储转换的关键,储能系统能够提高多元能源系统的安全性、灵活性和可调性。

专家介绍,在电源侧,储能技术可联合火电机组调峰调频、平抑新能源出力波动;在电网侧,储能技术可支撑电网调峰调频,在系统发生故障或异常时,保障电网运行安全;在用户侧,储能技术可实现用户冷热电气等方面综合供应。

目前,大规模储能技术也存在一些缺陷。除了成本比较高之外,安全也是储能产业的瓶颈。针对这些痛点,科技界和产业界正在探索大容量、安全、稳定的储能技术。比如,在储能材料上,朝着低成本、高储能密度、高循环稳定性、长周期存储的方向发展;在储能装置上,正从关注单体设备效率、成本,转向满足差异性需求的高品质供能、储用协调方向。

业内专家表示,近年来,各种新型储能技术不断有突破,且尝试了一些场景实现示范应用,包括氢储能技术、电磁储能和飞轮储能等等。储能技术路线不同,适合的场景也不一样,未来还需进一步研究,综合考虑技术成熟度与场景匹配度。

中国工程院院士杜祥琬表示,从碳达峰走向碳中和,发达国家一般要用45年至70年,我国仅预留了30年时间,困难更大,富有挑战性,但也是一个发展的机遇。

“‘碳中和’将是一次经济社会的大转型,是一场涉及广泛领域的大变革,谁在技术上走在前面,谁将在未来国际竞争中取得优势。”中科院院士丁仲礼表示,我国需要积极研究与谋划,谋定而动,系统布局,力争以技术上的先进性获得产业上的主导权。(记者 喻思南 吴月辉)


【责任编辑:欧阳雪】

住建部部长倪虹:四维发力,擘画城市更新高质量发展新蓝图

11月21日,安徽芜湖——在全国城市更新工作推进会上,住房城乡建设部部长倪虹掷地有声地指出:“城市更新是推动城市高质量发展的综合性、系统性战略行动,必须从规划、资金、运营、治理四方面精准发力,因地制宜探索创新路径,以‘绣花功夫’激活城市存量价值。”这场由住建部主导的全国性会议,为“十五五”期间城市更新行动定下基调,释放出以存量变革引领增量突破的强烈信号。规划引领:从“体

益阳市多措并举推进污染防治攻坚战 生态环境质量显著提升

锚定目标任务,压实各方责任,统筹抓好秸秆禁烧与综合利用、移动污染源和扬尘污染防治、黑臭水体和畜禽粪污治理等各项工作,持续深入打好污染防治攻坚战。在秸秆禁烧与综合利用方面,益阳市通过引进新型农机、推广秸秆还田和综

广东茂名“农文旅体+”激活县域经济

荔枝林变身体育赛场,废弃矿坑成网红民宿,罗非鱼游上文旅餐桌,茂名正以一场深刻的产业融合革命唤醒县域经济新动能。在广东茂名高州市根子镇,一场别开生面的篮球赛在万亩荔枝林边开打。全省21支“村BA”冠军队在此上演巅峰对决,吸引数万游客驻足观看。赛场外,荔枝冰淇淋、罗非鱼烧烤等特色小吃供不应求,柏桥服务区开业首月吸引超143万人次游客,形成“高速流量”转化为“消费增量

吉林黑土地崛起“绿色粮仓”,亩均增收500元的生态密码

秸秆覆盖的土地宛若一层厚被,稻蟹共生的水田里鱼儿游动,这些绿色生产场景正成为吉林粮食增产的新奥秘。今年秋收时节,吉林省产粮区的农民们迎来了一场丰收。在梨树县国家百万亩绿色食品原料标准化生产基地里,玉米收割机在覆盖着秸秆的土地上穿梭。种粮大户杨青魁抓起一把黑土用力一攥,土壤松软油润:“有了这层‘秸秆被’,土壤能多蓄水40毫米,相当于额外下了一场透雨。”吉林保护性耕作面

河北省启动人力资源服务业与制造业融合发展试点建设

发布河北省制造业人才需求目录和民营企业人才需求目录,开展人力资源服务机构加力促就业专场招聘活动,并签署京津冀共建北京通州、天津武清、河北雄安人力资源服务产业园协议。为加快促进高质量充分

“小巨人”企业激增至1.76万家!我国中小企业总量突破6000万,创新能力跃居全球前列

工业和信息化部11月14日最新数据显示,“十四五”期间我国专精特新中小企业从不足4万家猛增至14万家以上,“小巨人”企业从5000余家突破至1.76万家,中小企业总量超6000万家,占全国企业总数的99.9%,成为经济高质量发展核心引擎。规模爆发式增长,产业链支撑作用凸显“十四五”期间,专精特新中小企业数量增长超350%,“小巨人”企业增幅达252%。超六成“小巨

「农垦享购」亮相第22届农产品交易会——“科技成果转化+线上线下智慧服务”助力健康中国

2025年10月17日至19日,第22届中国国际农产品交易会在天津举办。农垦享购作为聚焦银发群体的营养滋补品团购超市受邀,在中国农垦展区系统展示了“农业科技成果转化+线上线下智慧服务”双轮驱动的创新模式。展会期间,农垦享购展位备受全国农产品采购商的关注,所展现的实践路径为推动健康中国建设提供了有益参考。

黑龙江“十五五”规划蓝图揭晓:锚定“五转变一迈进”战略 部署十二项振兴任务

擘画未来五年高质量振兴发展路径。作为黑龙江重振雄风关键期的战略指引,该《建议》以“五转变一迈进”为核心战略框架,系统部署十二项重点任务,为全面建设社会主义现代化强省提供行动纲领。《建议》创新提出“五个转变”发展路径:推动发展方式从资源驱动向创新引领转变、产业层级

邵东药膳香溢廉桥:以膳为媒 共探中医药产业新未来

一批遵循古法、原汁原味的传统经典药膳,还有融合现代创意、契合多元口味的新式养生佳肴供嘉宾、现场观众参观品鉴。玉竹三丝、玉竹黄精坛香肉、玉竹西芹炒虾仁,一道道廉桥玉竹为食材的膳食色香味俱全

福建低空经济:山海联动创新局 产业融合绘新篇

以“应用需求牵引、科技创新驱动、产业生态共赢”为核心理念,在低空经济领域实现突破性进展,成为全国低空经济高质量发展的标杆。据福建省发改委最新数据,全省低空经济产业链已集聚企业703家,2024年市场规模突破150亿元,预计2025年将突破千亿大关。政策先行筑牢发展根基福建在全国率先构建“1+N”政策体系,以《福建省低空经济发展实施方案》为统领,福州、厦门、漳

新能源汽车购置税政策调整,全免进入倒计时!

中国新能源汽车产业在政策护航下狂飙十余年后,即将迎来首个重大的财税政策转折点。工业和信息化部、财政部、税务总局三部门近日联合公告,明确2026年至2027年新能源汽车购置税减免政策技术要求。自2026年1月1日起,新能源汽车购置税将从目前的全部免征调整为减半征收,每辆新能源乘用车减税额不超过1.5万元。对购置日期在2024年1月1日至2025年12月31日期间的新能源汽车免

标准化引领新产业,四方面发力助推新型工业化

标准是新型工业化的基石,也是全球产业竞争的话语权。在上海举行的新产业标准化领航论坛上,工信部明确了强化标准引领的四大发力点。新产业标准化领航论坛“标准化是推进新型工业化、建设现代化产业体系的关键环节,”工业和信息化部副部长熊继军在日前于上海举行的新产业标准化领航论坛上表示。未来工信部将紧密围绕新型工业化这一关键任务,重点从四个方面主动发力,进一步强化标准的基础性

全球产业革命激荡中的中国破局之道

以科技创新驱动经济高质量发展新征程。在全球化深刻调整与新一轮科技革命交织的历史性关口,世界经济正经历百年未有之大变局。本文立足国际经济格局重构的时代背景,系统剖析发达国家"再工业化"战略的实质内核,揭示新兴经济体面临的转型挑战,重点阐述中国如何通过科技创新突破关键核心技术瓶颈、重构全球产业价值链的破局路径。一、全球产业变革的时代特征与战略博弈当前世界经济正处于深度转型调整期,国际经

2025厦门国际海洋周启幕:共筑蓝色经济新未来

11月6日,2025厦门国际海洋周在福建省厦门市开幕。本届海洋周以“打造蓝色发展新动能 共筑海洋命运共同体”为主题,汇聚了全球海洋领域的政府官员、专家学者、国际组织代表及企业精英,共同探讨海洋治理、经济发展与文化交流的新路径。高层领导致辞 共绘海洋发展蓝图自然资源部副部长、国家海洋局局长孙书贤,福建省人民政府副省长魏晓奎,福建省委常委、厦门市委书记崔永辉,以及联合国粮食

硬制造、软服务双轮驱动!天津现代服务业高质量发展孕育新动能

以创新为翼、以融合为舵,孕育出一批新业态、新模式与新路径,为经济转型升级注入强劲动能。据天津市统计局最新数据,2025年前三季度全市第三产业增加值增长5.2%,其中信息传输软件和信息技术服务业、租赁和商务服务业增速分别达21.8%和14.4%,成为拉动经济增长的核心引擎。中试平台激活创新链,科技成果加速“变现”在天津滨海新区,中石

全球首发潮涌!第八届进博会开幕引爆行业新风向

461项创新成果集中亮相,低空经济、AI医疗成焦点。11月5日,第八届中国国际进口博览会在上海国家会展中心盛大开幕。作为全球首个以进口为主题的国家级展会,本届进博会以“开放、创新、合作”为主题,汇聚155个国家、地区和国际组织参展,4108家境外企业集中展示461项全球首发、中国首展的创新产品与技术,展览面积超43万平方米,规模再创历史新

醴陵双骄登榜全国百强 陶瓷花炮铸就产业金名片

近年来,醴陵通过瓷博会、花炮博览会等国际平台提升品牌影响力,创新"捡瓷器玩烟花"文旅场景,推动"陶瓷+烟花+文旅"深度融合。两大传统产业不仅成为城市核心名片,更通过产业与旅游的双向赋能,实现高质量发展新突破。

大科技助力小茶果 攸县油茶香飘世界

10月26日,在油茶林最动人的丰收时节,第二届湖南省油茶节在攸县拉开盛大序幕,全国136户企业齐聚一堂,现场签约总金额达3.51亿元,攸县红土地孕育了800余年的“小油果”,在科技的助力下,正走向世界的大舞台。第二届湖南省油茶节开幕式现场“全国每10株油苗就有7株产自攸县。”现在的攸县油茶苗凭借其果皮薄、果实大、出籽率高的特点牢牢占据全国市场的70%。攸县税务局成立专项

上海试点“标地营造”土地开发新模式,复兴岛大吴淞率先启动

黄浦江畔,一场关于土地开发模式的深刻变革正在上海悄然展开,而复兴岛将成为这场变革的首要试验田。记者近日从“上海标地营造专家咨询会”上获悉,上海市规划和自然资源局率先推出了土地储备改革创新机制——“标地营造”,将在试点片区探索系统构建动态匹配、跨周期平衡、持续增值的城市建设运营新模式。这一改革将彻底改变以往局限于“通、平”要求的土地交付标准,转向更注重规划引领、空

德州市启动“小微工业企业进阶攀升计划”,3年培育300家规上标杆企业

营业收入、创新能力、数字化转型等多维度指标,成为德州市小微工业企业进阶攀升的导航图。近日,德州市在全省率先制定并启动“小微工业企业进阶攀升计划”,同时创新建立“小微工业企业进阶攀升重点培育库”。根据这一计划,德州将在三年内推动至少300家小微工业企业升级为质量领先、效益突出的规上标杆企业。该计划根据企业发展阶段,将入库企业科学划分为“启航期”“成长期”“跃升期”三个梯队,通过线上培训、
返回
顶部