2020年9月22日，在第七十五屆聯(lián)合國大會上，中國向世界鄭重承諾，力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。一時(shí)間，全世界將目光投向中國，想看看這個(gè)擁有14億人口的發(fā)展中大國拿什么兌現(xiàn)承諾。
幾天后，在位于北京三里河的中國科學(xué)院院部辦公樓，幾位科學(xué)家圍坐在一間小會議室里。會議發(fā)起者是中國科學(xué)院時(shí)任副院長丁仲禮，能源領(lǐng)域?qū)＜摇⒅袊茖W(xué)院時(shí)任副院長張濤坐在他身旁，與會者主要是來自能源、化學(xué)、生態(tài)、資源環(huán)境等研究領(lǐng)域的知名專家。
“我們首先要搞清楚一個(gè)問題：減排到什么程度才能達(dá)到碳中和？”有人說。
大家仔細(xì)一算，要實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，未來40年里我國要減排近80%，而我國的能源稟賦以煤炭為主，人均GDP剛跨過1萬美元大關(guān)，全社會還需要完成大量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。作為最大的發(fā)展中國家，我國實(shí)現(xiàn)這個(gè)宏偉目標(biāo)時(shí)間緊、壓力大、任務(wù)重。
面對減排與發(fā)展的均衡難題，2020年底，中國科學(xué)院學(xué)部經(jīng)過前期醞釀后，部署了由丁仲禮、張濤和高鴻鈞3位院士牽頭負(fù)責(zé)的“中國碳中和框架路線圖研究”重大咨詢項(xiàng)目（以下簡稱“碳中和”咨詢項(xiàng)目），目標(biāo)是繪制可落地的碳中和路線圖，使我國在展現(xiàn)大國擔(dān)當(dāng)?shù)耐瑫r(shí)保障自身發(fā)展權(quán)益，解決政策制定背后的重大科學(xué)問題。
2021年5月30日，在中國科學(xué)院學(xué)部第七屆學(xué)術(shù)年會全體院士學(xué)術(shù)報(bào)告會上，丁仲禮的一場面向全網(wǎng)直播的報(bào)告，引發(fā)了國務(wù)院相關(guān)部門的關(guān)注。
報(bào)告中，丁仲禮介紹了中國科學(xué)院學(xué)部重大咨詢項(xiàng)目——“碳中和”咨詢項(xiàng)目的背景、意義、關(guān)鍵科學(xué)問題、任務(wù)設(shè)計(jì)和已有的初步認(rèn)識，以及咨詢項(xiàng)目組對未來我國實(shí)現(xiàn)碳中和路徑的5點(diǎn)建議。
在張濤的印象中，從那時(shí)起，國務(wù)院各部門常來中國科學(xué)院調(diào)研交流，了解碳達(dá)峰碳中和建議報(bào)告的具體內(nèi)容。他本人也經(jīng)常接到來自各行業(yè)部門的報(bào)告邀約，去科普碳中和技術(shù)體系。
綜合考慮各方意見和建議后，2021年9月22日，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》發(fā)布。緊接著，2021年10月26日，國務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動方案》，并逐漸形成了碳達(dá)峰碳中和“1+N”的政策體系，以全方位推動中國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。
2021年11月，“碳中和”咨詢項(xiàng)目建議報(bào)告最終定稿。報(bào)告不僅細(xì)致回答了我國要如何分步實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，還給出實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的具體技術(shù)路徑。此時(shí)，距離我國向世界作出“實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)”承諾剛過一年。
為了滿足各層級碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略決策的需求，讓更多人了解“碳中和”咨詢項(xiàng)目的成果，咨詢項(xiàng)目組在服務(wù)部委和省級行政區(qū)的決策和行動之時(shí)，還著力對咨詢研究成果進(jìn)行科普。2022年9月，基于“碳中和”咨詢項(xiàng)目研究成果，咨詢項(xiàng)目組出版了專著《碳中和：邏輯體系與技術(shù)需求》（以下簡稱《碳中和》），該書入選中宣部2022年主題出版重點(diǎn)出版物，為政府工作人員、相關(guān)行業(yè)從業(yè)者和科研工作者提供了一份重要的參考讀本。
有一次，張濤在一場會議期間偶遇一位金融投資界的企業(yè)家。那位企業(yè)家捧著50萬字的《碳中和》找到張濤，激動地翻開書說：“原來您就是這本書的一位作者啊！您看我畫了多少紅道道！”
“自那之后我發(fā)現(xiàn)，原來有很多非科技界人士在讀這本書，想了解碳中和是什么、如何實(shí)現(xiàn)碳中和，以及全球的態(tài)勢和中國的舉措。”張濤回憶。
《碳中和》能夠“火出圈”，與“碳中和”咨詢項(xiàng)目的專業(yè)性、前瞻性和高質(zhì)量有關(guān)。參與過不少咨詢項(xiàng)目并且曾經(jīng)分管過中國科學(xué)院學(xué)部工作的張濤感慨：“這是我經(jīng)歷過的規(guī)模最大的咨詢項(xiàng)目。”
時(shí)間回到2021年春天，在中國科學(xué)院學(xué)部明確要做“碳中和”咨詢項(xiàng)目之后，一場覆蓋中國科學(xué)院5個(gè)專業(yè)學(xué)部、上百位院士專家的“科學(xué)會戰(zhàn)”啟動了。
早在國家提出碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)之前，中國科學(xué)院就有多家研究院所自發(fā)開展了與碳排放相關(guān)的研究。目標(biāo)提出后，分散在各個(gè)研究所里的科技力量被組織起來。
這場“會戰(zhàn)”以最樸素的方式開始——張濤手機(jī)里存著很多國內(nèi)相關(guān)頂尖科學(xué)家的聯(lián)系方式，他第一通電話撥給了中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡稱大連化物所）所長、中國工程院院士劉中民。
“學(xué)部啟動了‘碳中和’咨詢項(xiàng)目，希望你能參與其中。”張濤說。
電話那頭，劉中民立刻答應(yīng)下來。他意識到過去積累了很長時(shí)間的技術(shù)和數(shù)據(jù)，終于可以派上更大的用場。
和劉中民的反應(yīng)一樣，接到張濤電話的每一位科學(xué)家都作出了積極回應(yīng)。“參與咨詢工作要花很長時(shí)間，大家只要被點(diǎn)到名，都很積極，再忙都愿意參加，我覺得挺感動的。”張濤回憶。
很快，來自地學(xué)部、生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)學(xué)部、技術(shù)科學(xué)部、數(shù)學(xué)物理學(xué)部、化學(xué)部的院士專家及其團(tuán)隊(duì)組成了一個(gè)100多人的咨詢項(xiàng)目組。他們從天南海北趕赴北京，共商咨詢之策。
咨詢項(xiàng)目組首先明確了一條原則——先立后破。“碳達(dá)峰碳中和的目標(biāo)，我們是一定要實(shí)現(xiàn)的，但是不能夠以犧牲老百姓的生活質(zhì)量和國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展為代價(jià)。”張濤說。
他們決定從科學(xué)出發(fā)，辯證把握“立”與“破”的關(guān)系，讓碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的達(dá)成過程更符合中國實(shí)際。
在丁仲禮的領(lǐng)導(dǎo)下，大家經(jīng)過熱烈討論，很快確定了技術(shù)體系的大致框架。核心專家團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)碳中和需要建立一個(gè)“三端共同發(fā)力”體系。其中，“發(fā)電端”用風(fēng)、光、水、核等非碳能源替代煤、油、氣；“消費(fèi)端”通過工業(yè)過程、工藝流程重構(gòu)，用電力、氫能、地?zé)岬忍娲骸⒂汀猓?ldquo;固碳端”用生態(tài)建設(shè)、碳捕集-利用-封存等碳固存技術(shù)，將二氧化碳人為固定在地表、產(chǎn)品或地層中。
在此基礎(chǔ)上，咨詢項(xiàng)目組從排放、固碳、政策三大方面，設(shè)立了9個(gè)研究專題，聚焦技術(shù)清單和政策需求，涵蓋了電力供應(yīng)系統(tǒng)、能源消費(fèi)領(lǐng)域、生態(tài)和人為固碳領(lǐng)域的技術(shù)需求清單研究，以及碳排放歷史趨勢與現(xiàn)狀評估。
此外，項(xiàng)目組還按照2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)倒推，將接下來的40年劃分為控碳階段、減碳階段、低碳階段和中和階段4個(gè)發(fā)展階段。
框架搭好之后，上百位院士專家憑借專業(yè)所長，各自負(fù)責(zé)或參與相應(yīng)的專題研究任務(wù)。
劉中民及其團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)研究的是“能源消費(fèi)領(lǐng)域的技術(shù)需求清單”，為的是找出一條面向碳中和目標(biāo)的能源技術(shù)發(fā)展路線。
“我們要分析對比上千種技術(shù)路線，選擇合理的技術(shù)方向，最終形成系統(tǒng)的技術(shù)路線圖。”在劉中民看來，做戰(zhàn)略研究的最大難點(diǎn)正在于此。“社會各界積極性很高，提出很多技術(shù)路線，有些是近期的，有些是長遠(yuǎn)的，很多技術(shù)之間甚至是互相矛盾的。既要立足現(xiàn)實(shí)，又要兼顧長遠(yuǎn)；既要減排效果，又要經(jīng)濟(jì)可行；既要考慮技術(shù)的成熟度，又要為未來技術(shù)和顛覆性技術(shù)留出空間。變數(shù)很多，但是減排的根本目的是為了更好發(fā)展，這是硬道理。技術(shù)大方向是不能搞錯(cuò)的，觀點(diǎn)一旦提出來就要經(jīng)得起歷史的檢驗(yàn)。”
幸而，此前劉中民團(tuán)隊(duì)在做中國科學(xué)院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“變革性潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”項(xiàng)目時(shí)，就認(rèn)識到戰(zhàn)略研究的必要性，并專門在大連化物所成立了能源戰(zhàn)略研究中心。“得益于該中心積累的大量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，我才敢承擔(dān)這項(xiàng)任務(wù)。我一個(gè)人是沒有這么大能力的，還是要靠團(tuán)隊(duì)的積累和研究。”劉中民說。
劉中民團(tuán)隊(duì)在能源戰(zhàn)略研究中心搭建起智能化模型，很快找到“最快的、最切合實(shí)際的‘坐標(biāo)’”，厘清技術(shù)發(fā)展的優(yōu)先順序。
“以化石能源為主的能源生產(chǎn)和消費(fèi)過程排放了大量二氧化碳，主要集中在火電、鋼鐵、化工、有色金屬、水泥等工業(yè)領(lǐng)域以及交通、建筑等行業(yè)。要實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)的低碳化，一方面需要采用非碳能源替代化石能源發(fā)電，并應(yīng)用于能源消費(fèi)端各領(lǐng)域和行業(yè)；另一方面要推動各行業(yè)內(nèi)在的技術(shù)變革及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，從技術(shù)原理上設(shè)計(jì)不排放二氧化碳的新工藝流程，才能達(dá)到大幅度減排目標(biāo)。這是一項(xiàng)涉及能源革命、工業(yè)革命和科技革命的極其復(fù)雜的系統(tǒng)性工作，同時(shí)需要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，考慮多能融合、多行業(yè)聯(lián)動的載體（如儲能、氫能）和關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)等諸多問題。”劉中民說。
最終，劉中民團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院過程工程研究所、中國科學(xué)院電工研究所等團(tuán)隊(duì)合作，給出了“能源消費(fèi)領(lǐng)域的技術(shù)需求清單”，不僅提出工業(yè)、交通、建筑部門若干擬重點(diǎn)發(fā)展的先進(jìn)低碳技術(shù)，還凝練出需要解決的關(guān)鍵科技問題，以及實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)端低碳化的策略及技術(shù)發(fā)展路線。
在“碳中和”咨詢項(xiàng)目中，和劉中民團(tuán)隊(duì)一樣以“經(jīng)得起歷史的檢驗(yàn)”為目標(biāo)參與研究的團(tuán)隊(duì)有很多。例如，來自中國科學(xué)院電工研究所等單位的院士專家，從風(fēng)光熱發(fā)電技術(shù)、穩(wěn)定電源、多能互補(bǔ)、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施等多方面入手，給出“新型電力供應(yīng)系統(tǒng)的技術(shù)需求清單”。
來自中國科學(xué)院青藏高原研究所、中國科學(xué)院植物研究所、中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所、中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所等單位的院士專家，探索生態(tài)固碳、碳捕集、封存與利用等主要負(fù)排放技術(shù)，并給出“固碳領(lǐng)域的技術(shù)需求清單”。
來自北京理工大學(xué)、中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院等單位的院士專家和中國科學(xué)院全院政策研究與戰(zhàn)略情報(bào)研究力量，對碳排放的歷史趨勢與現(xiàn)狀進(jìn)行國際對比，并對我國碳排放的來源進(jìn)行行業(yè)層面的比較。
“及時(shí)地、實(shí)事求是地為國家提供戰(zhàn)略咨詢建議是中國科學(xué)院學(xué)部的重要責(zé)任。在‘碳中和’咨詢項(xiàng)目中，我們完成了碳達(dá)峰碳中和技術(shù)的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，交出了科技界的答卷，讓碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)能夠更加有舉措、有內(nèi)容、有步驟，做得更實(shí)。”張濤說。
完成“碳中和”咨詢項(xiàng)目后，科學(xué)家的工作仍在繼續(xù)。2022年3月2日，中國科學(xué)院發(fā)布“科技支撐碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略行動計(jì)劃”（以下簡稱“行動計(jì)劃”），面向碳達(dá)峰碳中和的戰(zhàn)略重大科技需求，具體部署實(shí)施了18項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。曾經(jīng)因?yàn)閼?zhàn)略咨詢?nèi)蝿?wù)集結(jié)到一起的各個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，又回到各自實(shí)驗(yàn)室，為滿足戰(zhàn)略重大科技需求大力攻關(guān)。
“我們希望通過‘行動計(jì)劃’的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)‘四個(gè)一’，即拿出一張技術(shù)路線圖，解決碳達(dá)峰碳中和的實(shí)現(xiàn)路徑問題；提出一批新概念理論，解決降碳固碳的原理問題；突破一批新技術(shù)，解決減排增匯的工藝和裝備問題；算好一本收支賬，解決碳源碳匯的監(jiān)測核算問題。”
面向未來，張濤信心滿滿，“相較于發(fā)達(dá)國家，中國正在用二三十年的時(shí)間去完成發(fā)達(dá)國家用了100年才完成的事。中國是一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國，我們正在扎扎實(shí)實(shí)、分步實(shí)施、穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和行動，為全球應(yīng)對氣候變化注入強(qiáng)勁動力。”
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