“当绿氢的比例达到70%时，可能会使工业耗煤量减少一半。”中国工程院院士、中国工程院环境与轻纺工程学部主任、清华大学碳中和研究院院长贺克斌在题为《碳中和背景下可再生能源倍增式发展：机遇与挑战》的报告中，深入阐述了可再生能源高速发展的前景以及其面临的机遇和挑战。“目前，全球电子废弃物的回收率只有17%，如果保持同样的回收率，到2050年太阳能光伏废弃物将超过2019年全球电子废弃物的10倍—15倍。”
“面对这些挑战既需要有新的科学探索，多视角全面为风光资源画像，又需要产业技术与生态创新。”中国工程院院士，中国工程院环境与轻纺工程学部副主任，浙江省科协副主席李家彪说。
在日前举行的2023绿色低碳创新大会上，多位院士专家以“聚焦绿色低碳创新、共建全球生态文明”为主题发表演讲，结合各自实际分享研究成果和实践经验，共同探讨推动生态文明与可持续发展的新理念与新举措，探索如何建立经济发展与生态环境保护之间的平衡点。
将生态与产业结合，推动污染治理
会上，中国工程院院士，全国政协常委、人口资源环境委员会副主任，生态环境部环境规划院院长王金南详细介绍了培育生态产品第四产业的重要意义和相关研究进展。“生态产品价值实现就是践行‘绿水青山就是金山银山’理念的关键路径和物质载体。”
“生态产品第四产业强调的生态产品是以生态资源为核心，是结合人造资本、人力资本、劳动等社会资本投入所创造出的终端产品和服务。”王金南说。
在王金南看来，浙江省湖州市安吉县做好了“生态+产业”和“生态+科技”两篇文章，探索出了许多生态产业化的路径。
安吉县的生态产品主要是以竹产业、白茶产业、山水经济为主题，以生态资源资产经营管理、绿色金融、品牌认证推广、科技创新等为保障，以生态产品供给、消费、交易、分配政策为推动。2012年—2022年，安吉县国内生产总值从253亿元增长到582亿元，农民人均可支配收入从1.58万元增加到4.2万元。
王金南总结认为，以生态产品为核心的第四产业，正在成为湖州经济实现绿色高质量发展的重要新动能，其经验在于以“在湖州看见美丽中国”实干争先主题实践为总载体、总抓手，聚焦构建支撑绿色低碳创新的制度体系，聚力探索生态产品价值实现、低碳技术创新应用、产业发展方式变革、环境治理社会协同、生态品牌共建共享“五大机制”，推动绿水青山就是金山银山实践再创新再突破。
“围绕可持续发展，三峡集团也在积极探索生态产品实现价值和实现机制。”中国长江三峡集团有限公司董事长党组书记雷鸣山说。
“近年来，三峡集团聚焦共抓长江大保护，深入推进环境污染防治。”雷鸣山表示，“目前，三峡集团的城镇污水处理规模已经达到了426万立方米/天，建设运营的管网长度达到1.9万公里。九江的十里河、芜湖的江东湿地、岳阳的东风湖、宜昌的长江岸线等重点区域，重现水清岸绿。”
针对长江生态环保治理主体多元、涉水资产分散的现状，三峡集团按照系统观念创新推出了“城市智慧水管家”模式，对城市涉水设施进行统一规划、建设、调度、运营，促进城市水环境治理由过去的“碎片化”向“系统化”转变。“我们在六安市实施了这一模式后，污水处理能力提升了124%，生活污水的集中收集率和城区污水处理量均提升了40%以上，淠河的水质从劣Ⅴ类提升至Ⅱ类。”雷鸣山说。
“在流域治理领域，中交集团作为战略投资人，与京津冀晋四省市协同推进永定河流域综合治理，得到社会各界的高度肯定，树立了永定河样板。”中国交通建设集团有限公司党委书记、董事长王彤宙介绍说。
多视角看待可再生能源
据国际能源署预测，到2050年，可再生能源将占全球能源消费的50%以上，成为全球主要的能源来源。大力发展可再生能源已经成为实现“双碳”目标、推动高质量发展的关键。
“中国未来实现碳中和有4种技术途径，包括资源增效减碳、能源结构降碳、地质空间存碳、生态系统固碳，还有一个市场机制融碳。”贺克斌说，“最核心的是能源结构的对调，从现在占总量70%-80%左右的化石能源，经过几十年的演变，到2060年左右实现对调，达到70%-80%是可再生能源、新能源。”
雷鸣山介绍说，截至2022年年底，三峡集团可再生能源装机已经突破1.2亿千瓦。“整个三峡集团在长江经济带上建成的水电站年发电量超过3000亿千瓦时，相当于每年减少二氧化碳近2.5亿吨。其中，三峡水电站2020年的发电量超过1118亿千瓦时，打破了巴西伊泰普水电站创造的世界纪录。”
贺克斌介绍说，根据国家发改委能源署做出的分析，与2020年相比，2050年的全球发展风电光伏发电等可再生能源的装机增长幅度，将在10倍—20倍左右。
“中国作为世界上最大的风电产品生产国，超过60%的关键零部件都是由中国生产的。中国自主研发的光伏电池的转化效率也曾经多次刷新世界纪录。”贺克斌指出，“任何事情都有它的两面性，可再生能源快速增长也存在一些挑战。”
贺克斌表示，首先是电力系统。目前的电力系统灵活性调节，电量渗透率在10%左右，当可再生能源进入中比例、高比例，甚至是达到80%以上的极高比例后，整个电力系统在稳定、控制、运行、规划等不同的尺度上面临多重的挑战。
第二，随着风光和可再生能源渗透率的提高，它的时间不平衡性将扩展到季节变动、年际变动的尺度，从而影响能源供应和它的可靠性、稳定性。“我们已经有了1+N的体系，如何合理利用政策杠杆和市场杠杆，是一个非常大的问题。”贺克斌说。
第三，极端天气的频率、强度和可变性也会影响可再生能源的关键基础设施。为了降低风险，可再生能源工程设计和基础设施的选址需要进一步优化。
第四，光伏发电装备的寿命期大部分在20年—30年左右。“随着可再生能源发电设备安装量的增加，废弃物也会大幅度增加，我们要考虑大宗的工业废弃物的处理问题。”贺克斌指出。
此外，还有就是关键矿产资源，尤其是对一些稀有金属、稀土元素的依赖性会更强，“这就增加了未来矿产资源供应链的压力。”贺克斌说。
解决这些问题的方法，贺克斌表示，从供能侧的方面，在空间上，区域风电的互补、光伏的互补、风和光之间的互补，提高可再生能源稳定性。
在用能侧方面，贺克斌举例说：“比如说可再生能源与交通的融合，当大规模的电动车加入电网系统，成为分布式储能的装置，协同运行，就可以实现有序充电和合理的反哺电，形成与交通之间的融合。”
“其次是建筑之间的融合，也就是光储直柔的新型建筑。与常规建筑相比，新型建筑电能利用效率会提高6%到8%，包括配套储能和柔性用电系统，建筑的电会有15%—30%的调节能力，这就将来的用能侧里面，交通和建筑有比较大的空间。”贺克斌说。
中国工程院院士、浙江工业大学校长、浙江大学碳中和研究院院长、白马湖实验室主任高翔介绍说：“通过研究，我们提出了构建绿色低碳的能源创新体系，希望加快可再生能源转化利用、氢能与规模化储能、能源清洁低碳利用等绿色低碳科技创新，打造多能互补融合的新型清洁低碳高效智慧能源体系，推动绿色发展，实现减污降碳协同增效。例如，在浙江省，我们将着力打造海陆协同的新型能源体系，包括海上绿色能源的高效转化、海上绿色燃料的安全储运、未来绿色燃料的低碳供应。”
工业减污降碳需要技术托底
“据国际世界气象组织，包括有记录以来的报道，今年7月气温创了历史的新高。”高翔在题为《绿色低碳创新的思考与实践》的报告中指出，“全球温升加剧了气候风险。”
高翔表示，气候变化造成的经济损失非常巨大，而且呈上升趋势。据统计相比于1980到1999年，2000年到2019年气候变化的灾害数量增加了74%，总经济损失增加了82%，包括干旱、地震、高温、洪水、风暴、火灾等。“能源的绿色低碳转型是我们应对气候变化、实现‘双碳’目标的重中之重。”
“新形势对工业减污降碳提出了新的需求，我们既要持续减少污染物的排放，还要实现工业的低碳甚至零碳排放。”高翔强调，“当然难度很大，这就需要我们加强科技创新，驱动绿色低碳转型发展。”
高翔表示，工业是支撑经济社会全面绿色低碳转型的关键，而工业园区作为工业企业集聚的重要单元，也是工业减污降碳的重要领域。高翔和他的团队提出了构建碳污治理利用、低碳综合供能和碳污监测监管的技术体系，并建立智慧系统平台，形成实现园区减污降碳协同增效的系统解决方案。“在这个园区里，既包含清洁低碳的电力能源供应，也包含储能设备、氢能源和碳污的资源化综合利用，最终目标是实现园区的绿色低碳发展。”
“比如，对有机废气的治理，目前在浙江省生态环境厅的推动下，目前已经形成了高效的工艺技术，也得到工程化应用，但是未来我们要开发典型污染物关键治理设备的状态诊断和运行调节的方法保证这些环保装备能够很好地发挥作用。”高翔举例说，比如，对园区的有机废液，我们和新安化工一起推动有机废液的定向高质转化、焚烧烟气的多污染物超低排放和系统智能优化控制关键技术研发，建立了高盐有机废液高质清洁利用的关键技术体系。
高翔说：“未来，可以通过科技创新，形成面向不同行业的零碳园区，包括多能耦合、储能、低碳生产技术协同的零碳园区，利用各种的零碳燃料/原料、新能源、储能等技术拓宽工业绿色低碳发展的路径。我们要加快绿色低碳科技创新与成果转化，通过建立低碳零碳电力、海上绿色能源、零碳工厂、零碳交通、零碳建筑、零碳社区、零碳园区等一批标志性的低碳/零碳技术示范工程，最终建设实现‘碳中和’的城市，推动绿色低碳转型和高质量发展，促进人与自然和谐共生。”
