天津大学化工学院院长马新宾 “双碳”是一场深刻的能源替代行动

编辑/王懿霖 摄影/袁丽

全球目前以碳基能源为主体，使用后会排放二氧化碳等温室气体，而温室效应会导致全球升温。据预测，如果按照过去30年的发展趋势，到本世纪末，碳排放会使全球平均升温3℃，这将带来气候灾难甚至物种灭绝。国家主席习近平先后7次在国际重要场合谈到碳达峰碳中和承诺——中国2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。这体现了我国负责任大国的态度，同时也意味着我国将用全球历史上最短的时间完成全球碳排放最高强度降幅。我国如何实现“双碳”目标？为此，本刊专访了天津大学化工学院院长马新宾。

记者：您认为中国“双碳”目标的意义是什么？

马新宾：习近平总书记提出的“双碳”目标，对我国实现高质量发展和中华民族伟大复兴都有着十分深远的意义。

第一，中国的“双碳”目标，是彰显大国责任担当和实现可持续发展的重要体现。“双碳”是一场深刻的能源替代行动，而全球共同的气候行动，是我国加强国际对话、提升国际话语权的良好契机。

第二，可降低我国化石能源的对外依赖程度。我国石油的进口量位居全球首位，2020年对外的依赖程度攀升至 73%。在我国工业化进程不断加快的前提下，未来对于能源的需求还将有增无减。但事实上，我国可再生能源非常丰富，资源禀赋远远超过化石能源。大力发展可再生能源，提高清洁能源的消纳比例，能够降低对煤炭、石油等化石能源的依赖度，摆脱高能耗传统能源结构，提高我国能源的自给率，保障我国能源安全，推动能源高质量发展。

第三，作为全球制造业大国，我国要在未来国际市场中拥有低碳竞争优势，才能在产业链分工中聚焦高附加值的环节。这些新的价值视角与监管要求必然会催生新的竞争优势，改变现有产业链内各方的议价能力，进而引发产业链在全球范围内分工格局重构。

第四，能够推动产业技术升级。我国目前的能源结构仍以煤炭、石油等传统化石能源为主，可再生能源在能源供给中的贡献率较小，经济发展与碳排放尚未完全脱钩，因此，在考虑减少碳排放的同时，还要兼顾经济的持续发展。高耗能、高排放行业对于我国的经济发展尤为重要，这就要求企业在保持发展的前提下，必须以先进技术为依托。技术研发与技术突破是实现净零排放的关键，必然带动相关产业和基础设施的绿色升级。

第五，有利于创造新型的就业机会。碳中和带动了新型业务、新型企业、新型行业的蓬勃发展，随之而来的是新职业、新岗位、新的就业机会。据预测，2020年—2050年，将有70 万亿元左右的基础设施投资因此被撬动，伴随各类新型业务在可持续发展方面为经济和工业发展创造新的机会，这意味着大量的从业人员和即将就业的人，将由传统的高碳行业转向低碳行业谋求发展，仅在零碳电力、可再生、氢能等新兴领域，就将创造超过3000 万个就业机会。

第六，有利于推动循环经济转型。构建绿色低碳循环发展体系，需要生产体系、流动体系、消费体系的协同转型。碳中和将促进生产方式、消费方式和商业模式与碳排放脱钩，促进低碳可持续产业的发展和进步，有效降低资源消耗强度，减少垃圾污染物，减少各类温室气体排放。依托循环经济实现经济效益、社会效益、生态效益的平衡，构建实现经济发展与环境和谐有机融合的经济发展模式。

记者：请从您的专业角度，谈一谈实现“双碳”目标的努力方向。

马新宾：我们都知道，“双碳”工作的重点是节能增效，减少能源消耗。在这个目标下，各行各业对今后如何实现经济发展会有疑问或者压力，同时也都在积极思考如何去做。

我从“十三五”时期就开始参与煤炭清洁高效利用的国家科技规划工作。“十三五”时期最重要的目标是要高效发电、提高效率。例如，超超临界发电技术、天津滨海新区的华能IGCC示范电站，都是为了高效发电去做的探索和尝试。“十四五”规划则作了调整，非常重视二氧化碳捕集利用与封存（CCUS 技术）。这里面会涉及很多技术研发，例如，二氧化碳的低能耗捕集技术、实现碳中和必不可少的二氧化碳利用技术等。可以说，CCUS 技术是我国实现碳达峰、碳中和的兜底技术，

是一个需要重点关注的方向。

记者：大家对CCUS 技术还不太了解，您能详细介绍一下吗？

马新宾：CCUS 技术（Carbon Capture，Utilization and Storage）就是碳捕集、利用与封存技术。该技术长期以来受到国际、国内的高度重视，近几年，我国一直在布局相关技术的研发。

二氧化碳捕集和利用技术在我国化工领域运用较多，比如合成氨（农业化肥常用）、合成甲醇，都涉及二氧化碳的减排，经常用的碳捕集方式就是吸收法，在这方面，天津大学的化学工程联合国家重点实验室做了很多工作。目前，天津渤海化工也在进行二氧化碳捕集和纯化，用到食品加工工业，客观来讲其市场的用途与用量需要进一步拓展。目前，工业上最大使用量是用来生产尿素，每年约7000 万吨。现在钢铁行业排放二氧化碳也很大，钢铁企业也在研讨如何将二氧化碳排放和尿素生产结合起来。我的体会是，在新形势下，各行各业未来在应用CCUS 技术方面会有很多交集。当然，二氧化碳排放与我们石化行业更相关，如天津石化在乙烯生产环氧乙烷的过程中会排放大量二氧化碳，可利用环氧乙烷与二氧化碳反应，生产附加值高的碳酸乙烯酯，进一步与甲醇酯交换反应产生碳酸二甲酯，也可与可再生氢结合生产甲醇，拓展产品工艺路线，提升市场竞争力。举这些例子就是想说明，二氧化碳的利用是有出路的。

记者：您刚刚提到了天津的一些相关项目及科研工作，能否简单介绍一下？

马新宾：刚才提到的是天大化工学院的国家重点实验室、天津渤海化工的二氧化碳捕集项目，当然，还有很多。其实，天津市一直在积极推动CCUS 技术的研发。“十三五”期间，天津市科技局通过天津市重大科技专项支持CCUS 技术的研发，天津大学承担了相关任务。对于二氧化碳捕集，除传统吸收法外，天津大学的王志教授团队和天津工业大学相关团队在膜分离技术方面也有很多新技术研发。二氧化碳的系列转化利用技术也在开展，除天津大学外，天津理工大学等相关团队也在做。

最近，天津大学金东寒校长领衔成立了碳中和联合体，将化工与材料学科、机械学科、内燃机重点实验室联合起来开展合作交叉研究，最终要把二氧化碳的碳源与可再生能源的氢源结合生产甲醇，甲醇作为氢能的载体，在内燃机中高效燃烧，形成二氧化碳正循环。这个路径也是天大化学工程联合国家重点实验室和内燃机燃烧学两个国家重点实验室可以相互结合的优势。

记者：在“双碳”目标背景下，我们如何应对挑战、抓住机遇？

马新宾：我认为，未来在关键技术方面的创新是至关重要的。比如，通过技术和产品的优先开发，发挥各大科研机构和高校的优势，培养和引进相关人才资源，形成创新优势，对天津未来的发展十分重要。

关于“双碳”目标的实现，我认为要做好四个方面。

一是技术可行。大力发展可复制、可推广的低碳技术是实现“双碳”目标的根本路径。为了提高我国在全球多技术领域内的竞争力与领导地位，我国相关行业，特别是在电力系统、工业制造、交通电气化等领域，必须主动发力，开展从基础研究到技术应用多层次的探索，解决关键技术“卡脖子”问题，建立更有主导能力的技术标准，不仅能确保我国在世界各行业的发展中抢占先机，而且能从更深层级激发高质量发展的潜力。

二是成本可控。“双碳”目标的实现需考虑低碳与市场发展的平衡，在技术可行的前提下做到成本可控，这样才能实现可持续发展。零碳经济将彻底重构产业链，这也意味着价值链的全面转型。从几大高耗能、高排放的行业来看，绿色低碳转型将大幅提高能源供给与节能减排的成本。短期来看，脱碳行动带来的“绿色成本”必然会给企业发展带来竞争劣势。对于某些难脱碳的行业领域，如钢铁行业，脱碳会使每吨钢的成本上升20%，这对钢铁企业来说影响巨大。因此，碳价和相关制度的保障对全面推动脱碳进程至关重要。

三是政策引导。政府需要完善行业排放标准、建立碳税征收机制、建立健全碳排放权交易市场以及构建绿色金融体系等，实施一系列碳减排政策，为企业发展碳减排新技术提供政策上的支持与引导，助力企业尽早开展低碳转型的尝试，帮助企业降低转型成本和融资难度，降低企业应用碳减排技术的风险，从而让企业以最低的成本和风险实现低碳转型。

四是多边共赢。要实现“双碳”目标，一方面需要国际间的合作与交流，另一方面还需要产业链上下游利益共同体的协同努力，从而实现互惠互利、合作共赢。