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「低碳經濟」是以低能耗低污染為基礎的經濟。在全球氣候變化的背景下,「低碳經濟」、「低碳技術」日益受到世界各國的關注。低碳技術涉及電力、交通、建築、冶金、化工、石化等部門以及在可再生能源及新能源、煤的清潔高效利用、油氣資源和煤層氣的勘探開發、二氧化碳捕獲與埋存等領域開發的有效控制溫室氣體排放的新技術。

1技術概念

低碳技術是指涉及電力、交通、建築、冶金、化工、石化等部門以及在可再生能源及新能源、煤的乾淨高效應用、油氣資源和煤層氣的勘察開發、二氧化碳捕獲與埋存等範疇開發的有效掌握溫室氣體排放的新技術。
低碳化技術(CCS和CCUS)
為保證全球能夠繼續使用化石燃料發電,在未來數十年內必須大幅降低發電廠等主要二氧化碳排放源的排放量中國城市低碳經濟網一方面,需要進一步提高熱力效率改善成本效益,合理地採用熱電聯產和廢熱利用等途徑;另一方面,必須對煤炭和天然氣電廠及其他大規模的二氧化碳排放源(如水泥廠等)採用碳捕獲和封存技術(CCS)。
CCS是指通過碳捕捉技術,將工業和某些能源產業所生產的二氧化碳分離出來,再通過碳儲存手段,將其輸送並封存到海底或地下等與大氣隔絕的地方。碳捕獲和封存分為三個階段:捕獲階段,從電力生產、工業生產和燃料處理過程中分離、收集二氧化碳,並將其凈化和壓縮。採用的方法是燃燒后捕獲、燃燒前捕獲和富氧燃燒捕獲;運輸階段,將收集到的二氧化碳通過管道和船隻等運輸到封存地;封存階段,主要採用地質封存、海洋封存和化學封存三種方式。
CCS技術仍處於試驗階段,因其成本過高而難以大規模推廣。據麥肯錫諮詢公司估計,捕獲和處理二氧化碳的成本大約為每噸75到115美元,與開發風能、太陽能等可再生能源的成本相比並不具備競爭優勢。此外,由於被捕獲的二氧化碳缺乏良好的工業應用,封存是碳捕捉的最終路徑。CCS技術的普及與二氧化碳的排放價格也密切相關,當二氧化碳價格為每噸25到30美元時,CCS技術的推廣速度將會加快。2012年5月,由歐盟資助的目前世界最大的碳捕獲和封存示範工程在挪威建成,其總投資為10億美元,設計能力為年捕獲二氧化碳10萬噸。
如果利用CCS技術將現有煤焚電廠進行技術改造,可以捕獲其二氧化碳排放量的90%,但所需費用相當於重新建造一座電廠。此外,發電廠生產的電力將有20%到40%被用於二氧化碳的分離、壓縮和輸送。因此,只有那些最具有超臨界或超超臨界機組的發電廠採用這種技術才比較合算。全球知名的埃森哲諮詢公司曾對配備碳捕獲和封存設備的發電場的成本進行預估,結果顯示到2020年,將現有電廠翻新配備碳捕獲設備並將捕獲的碳加以封存,將使每度電的成本增加約3美分,使其成本增加為8美分左右,接近於2015年風力發電和2050年太陽能發電的預估價格。由於碳捕獲和封存的成本仍高於國際上的碳交易價格,而配備碳捕獲與封存設備將使燃煤發電廠的成本提高,因此除非政府提供補助,或開徵高額碳稅以增加廠商的經濟誘因,否則碳捕獲與封存尚難以產生具有利潤的商業模式。
基於此,開發碳捕獲、利用和封存技術(CCUS),探索利用二氧化碳進行油氣增產和地熱增產的相關技術途徑,將成為一個具有吸引力的方向。研究人員可以利用高清晰模擬模擬技術來研究先進的CCS和CCUS,以減少小規模示範性工程向大型實用化系統轉化過程中的風險,加快工業界採用這些技術的進程。

2產品類型

低碳技術可分為3個類型:第一類是減碳技術,是指高能耗、高排放領域的節能減排技術,煤的清潔高效利用、油氣資源和煤層氣的勘探開發技術等。第二類是無碳技術,比如核能、太陽能、風能、生物質能等可再生能源技術。在過去10年裡,世界太陽能電池產量年均增長38%,超過IT產業。全球風電裝機容量2008年在金融危機中逆勢增長28.8%。第三類就是去碳技術,典型的是二氧化碳捕獲與埋存(CCS)。

3能源利用

低碳技術能引領能源利用方式的轉變。發展低碳經濟,就是要徹底改變以化石能源為主的全球能源利用的結構,而低碳技術則是實現低碳化發展的關鍵手段。當今低碳技術的開發應用,將顛覆以化石能源為基石的工業文明發展模式,帶來能源利用方式的全新革命,這便是核能和可再生能源逐步應用並最終取代化石能源的新時代。

4各國投入

世界主要發達國家都在致力於新能源技術和清潔能源技術的開發利用,以期搶佔低碳經濟發展的制高點。到2013年為止,歐盟計劃投資1050億歐元用於綠色經濟;美國能源部投資31億美元用於碳捕獲及封存技術研發;英國2009年7月公布了《低碳產業戰略》。中國科技部、教育部、基金委、中科院和許多省市已經部署了發展低碳技術的計劃,中科院2009年啟動了《太陽能行動計劃》。
有報告稱,2050年中國可再生能源的消費量將接近甚至超過50%,屆時一個真正的低碳社會就會到來。同國外發達國家相比,中國能源利用效率還有較大差距,應重點實現低碳能源技術突破,建立低碳經濟發展模式和低碳社會消費模式。發展低碳經濟,科學決策是前提,技術創新是關鍵,資金投入是保障,全員參與是核心。為此,中國應整合社會各種資源,調動各方面積極性,建立激勵和約束機制,加快發展低碳技術的腳步。

5中國技術

領域分類
如果分領域來看,電力行業中煤電的整體煤氣化聯合循環技術(IGCC)、高參數超超臨界機組技術、熱電多聯產技術等,中國已經初步掌握,而且這兩年進步很快,但仍不太成熟,產業化還有一定問題。
交通領域
在交通領域,例如汽車的燃油經濟性問題、混合動力汽車的相關技術等,我們雖然掌握一些,但短時間無法達到產業化的水平。對於冶金、化工、建築等領域的節能和提高能效技術,我們在系統控制方面,還無法達到發達國家的水平。
專家觀點
鄒驥告訴記者,對於如此大規模的基礎設施建設,如果只使用當前的非低碳技術,對於環境的傷害是不可逆轉的。「我們的技術,從目前來看還達不到發達國家的先進水平,而我們的基礎設施建設又停不下來,那麼用落後技術建成的固定資產不可能在短期內推掉重建。這就將形成一個能源基礎設施在其生命周期內的資金和技術鎖定效應,因此造成的高排放問題將很難解決。我們一定要儘力避免這種情況的發生。」
對於一直研究氣候變化和環境問題並參與氣候談判的專家,鄒驥更希望通過氣候變化這場國際博弈,在為中國爭取更多的發展空間的同時,促進提高中國的核心競爭力和綜合實力。「評價一個國家的經濟競爭力、綜合實力的時候,如果是一個污染型的經濟,這表明它沒有競爭力,不合世界發展潮流。如果真能通過這場國際博弈,讓中國經濟在二三十年後變成一個更清潔的低碳經濟,掌握更多的低碳技術,到那時中國的經濟就達到了一個新的高度。中國真正富強了,應該是一種積善成德、施惠於人的力量!」

6怎樣獲得

既然我們的低碳技術與先進水平有著不小的差距,要在短時間內提高水平,我們能否依靠國外的技術轉讓呢?
官方觀點
科技部全球環境辦公室副主任呂學都給記者作了詳細的解釋:「通俗地講,就是發達國家幫助發展中國家每減少一噸二氧化碳排放,其在國內就可相應多排放一噸二氧化碳,即多獲得一噸二氧化碳排放權。由於在發達國家減排二氧化碳的成本,平均要比發展中國家高出5倍至20倍,一些發達國家及其企業在強制減排的壓力下,更願意利用相對低成本的資金和技術,幫助發展中國家減排而獲得相應的排放指標。」
作為《京都議定書》清潔發展機制執行理事會委員,呂學都對這一機制的制定和執行情況非常熟悉:「當初設置清潔發展機制時,一個重要目標就是要促進發達國家向發展中國家轉讓低碳技術。但從這幾年實施的情況看,更多的是資金的轉讓,也可以說是單純的二氧化碳排放權的買賣,技術的輸出轉讓很少。」

學者觀點

楊曉東對此深有體會,他告訴記者,由於能效項目與風電、水電、垃圾發電等能源項目相比,產生的減排量比較少,而對減排量的核准認證又相對困難,所以這類CDM項目就少得多。「其實,像干熄焦這類餘熱回收利用技術和設備,對提高鋼鐵行業的能源利用效率以及節能減排有很大的促進作用,中國現有技術和設備與國際先進水平有不小的差距,非常適合通過CDM項目引進,但由於各種因素影響,目前項目進展並不順利。」楊曉東無可奈何地笑笑。

7技術轉讓

「既然世界各國都強調,先進技術的研究、開發和應用是解決氣候變化的最終手段。《氣候變化框架公約》和《京都議定書》也都特彆強調,向發展中國家轉讓先進技術,是幫助發展中國家參與國際社會共同應對氣候變化的重要手段。為什麼技術轉讓這麼難呢?」
「這些技術關乎發達國家的相關企業,甚至整個國家在低碳經濟時代的核心競爭力,怎麼可能輕易地轉讓出去呢?」作為長期參與中國氣候變化談判的專家,清華大學能源環境經濟研究院的劉濱對此有深刻的認識。
呂學都也認為,發達國家擔心轉讓先進技術會影響其國內產業和產品的國際競爭力,10多年的氣候談判中,雖然在相關的公約和協議中都聲稱轉讓技術,但總是以各種借口拖延這項義務的履行。雖然締約方會議已經就技術轉讓問題作出過大量決定,但真正實現發達國家向發展中國家轉讓先進技術以減排溫室氣體的案例,還沒有在締約方會議上展示過。
「在每一次的締約方會議上,發展中國家都要求發達國家切實履行轉讓先進技術的義務,談了10多年,絲毫沒有進展。」由於在氣候變化談判中負責技術轉讓這一部分,中國人民大學環境學院的鄒驥教授,一談到這個「不老」的議題就顯得特別沮喪。
「從這裡也可以看出,技術確實是未來發展的競爭手段。發達國家雖然在政治上承諾了,但是在行動上卻拖了10多年都不付諸實質性行動,到現在也沒有任何跡象會改變這種狀況。而對於那些具有很好經濟效益的技術,要發達國家轉讓就會更加困難了。」
呂學都告訴記者,2005年7月,中國、美國、日本、印度、澳大利亞和韓國六國發表了《亞太清潔發展和氣候新夥伴計劃意向宣言》,這實際上是個聯合技術研究和開發協定;2005年9月,中國和歐盟發表了《中國和歐盟氣候變化聯合宣言》,確定中歐將在低碳技術的開發、應用和轉讓方面加強務實合作,尤其是在提高能源效率、促進可再生能源開發方面加強合作,促進低碳經濟發展。但這些宣言是否能夠得到真正實施,還需時日檢驗。從到目前為止的進展看,還不能夠說讓人滿意,至少中國方面對此寄予很高期望,但到目前為止,並沒有出現先進技術的合作和轉讓。
我們自己的技術水平不高,自主研發缺乏資金和相應的技術積累,發達國家又不積極行動轉讓先進技術,這道難題真的無解么?
2013年7月13日,家發改委能源所姜克雋研究員步出機艙,抬頭看看灰濛濛的天空,無奈地嘆了口氣。他剛剛從歐洲飛回北京,僅僅十來個小時的航程,卻分開了兩種截然不同的空氣環境。
「北京現在的人均GDP已經突破5000美元,如果按照購買力平價來計算,已經達到或接近發達國家水平。可是我們的環境質量、生活質量呢?能達到發達國家的水平么?這種經濟增長模式不改不行了。我們怎麼就不能投入些資金搞低碳技術,提高競爭力?」姜克雋的觀點不無道理。「國際上對我們的減排壓力,也許正是一次機遇,可以使我們更好地應對氣候變化,提升產業結構,提高國家的核心競爭力。」
姜克雋告訴記者,據他了解,美國布希政府退出《京都議定書》,雖然沒有了減排壓力,但相應的,低碳技術研發的動力也就小了許多,在某些領域,美國的領先地位已經逐漸被歐洲和日本取代。「壓力有時也可以變成動力的!」
姜克雋給記者舉了個例子。由於中國的能源結構是以煤為主,因此對「煤的清潔高效開發利用技術」的需求就很大,超臨界機組和超超臨界機組,一直以來我們都沒能很好地掌握,但這兩年卻有了飛躍發展,已經接近了世界先進水平,並且開始向其他國家出口設備了。
「其實,只要國家有硬性要求,又有相應的政策支持,再加上市場這隻手的調控,中國人的創造力將是驚人的!」
雖然有專家不太認同姜克雋的觀點,認為他把問題想得太樂觀了,但大都認為應儘快找到應對辦法,提高我們的研究技術水平,調整產業結構,發展低碳經濟。
從另一個角度看,如果我們錯失良機,將來就會陷入被動。中國社會科學院可持續發展研究中心潘家華研究員說:「一般企業都是按50年的規模投資的,所以現在就要有所準備。」
潘家華擔心,一些發達國家會把碳密集產業和高能耗項目向中國轉移。未來數年,日本的一些鋼鐵產業就可能轉向中國。而這些投資規模很大的項目,50年內很難搬走。「這些產業大規模轉移進來,我們在第一個、第二個承諾期可以不履行《京都議定書》,但第三個承諾期到來時,我們卻可能被投資套牢,如果把這些產業再轉移出去,對就業、再就業和經濟發展將有很大的衝擊。」潘家華說。面對這道難解的題,我們已經無路可退!

8技術創新

在《科技管理研究》2011年第20期撰文認為,技術創新障礙是指阻礙技術創新成功實施或者降低技術創新成功效率的內外因素的總和。市場、技術和政府政策在驅動低碳技術創新的過程中,面臨著一系列的動力障礙。
1、技術風險障礙。中國的低碳技術積累和技術水平與國外多年的差距是短期內無法彌補的。這使得中國低碳技術創新面臨的技術不確定性風險遠高於其他產業的技術創新。
2、市場失靈障礙。低碳技術創新之所以面臨市場失靈,是因為技術成果的公共性與技術知識的外部性效應。
3、路徑依賴障礙。技術的路徑依賴和鎖定兒童文學說明,市場對能源領域的技術選擇可能是無效的,先進的低碳技術在市場上會輸給落後的能源技術,而居於支配地位的技術和解決方案並非是環境有益的。
4、國際低碳技術轉讓障礙。在發達國家向中國轉讓先進低碳技術的問題上,技術轉讓方和技術接收方均存在阻礙技術轉讓的障礙。技術轉讓方,即發達國家方面,基於國家戰略利益的考慮,發達國家缺乏向發展中國家轉讓先進低碳技術的政治意願;掌握先進低碳技術的企業缺乏轉讓技術的經濟動力。

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