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36氪 08-18

科技部等九部门印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案》

作者丨邱晓芬、编辑丨苏建勋

8 月 18 日,科技部等九部门发布《科技支撑谈达峰碳中和实施方案(2022-2030 年)》(下称《方案》)。

《方案》中提到,目标是到 2025 年实现重点行业和领域的低碳关键核心技术重大突破,支撑国内生产总值二氧化碳排放比 2020 年下降 18%,单位 GDP 能源消耗比 2020 年下降 13.5%;到 2030 年,要进一步研究突破一批碳中和前沿和颠覆性技术,支撑单位 GDP 二氧化碳排放比 2005 年下降 65% 以上。

《方案》中提到了十项重点任务。首先,要立足于以国内以煤炭为主体的资源禀赋,在抓好煤炭的高效清洁利用的前提下,保障国家能源安全并且降低碳排放,比如发展智能电网、更高效的新能源发电、储能、氢能等支撑技术。

工业、交通、建筑是国内的碳排放大户,《方案》这次也对这三项提出了具体的技术方向建议。比如,在部分高碳排放工业上,《方案》提出要通过原料燃料替代、低碳技术集成耦合优化等方式,带动工业流程的低碳化改造;在交通和建筑方面,则提出了要以围绕交通和建筑行业绿色低碳转型目标,以脱碳减排和节能增效为重点,大力推进低碳零碳技术研发与推广应用。

此外,《方案》中还提到要推进负碳技术、二氧化碳气体检测、前沿技术的创新。在技术之外,《方案》中建议,要推进低碳零碳技术示范行动、管理决策支撑行动、建立双碳基地、绿色企业的培育、加强国际合作等等。

以下为《方案》重点技术方向摘编

能源绿色低碳转型支撑技术

煤炭清洁高效利用。加强煤炭先进、高效、低碳、灵活智能利用的基础性、原创性、颠覆性技术研究。实现工业清洁高效用煤和煤炭清洁转化,攻克近零排放的煤制清洁燃料和化学品技术;研发低能耗的百万吨级二氧化碳捕集利用与封存全流程成套工艺和关键技术。研发重型燃气轮机和高效燃气发动机等关键装备。研究掺氢天然气、掺烧生物质等高效低碳工业锅炉技术、装备及检测评价技术。

新能源发电。研发高效硅基光伏电池、高效稳定钙钛矿电池等技术,研发碳纤维风机叶片、超大型海上风电机组整机设计制造与安装试验技术、抗台风型海上漂浮式风电机组、漂浮式光伏系统。研发高可靠性、低成本太阳能热发电与热电联产技术,突破高温吸热传热储热关键材料与装备。研发具有高安全性的多用途小型模块式反应堆和超高温气冷堆等技术。开展地热发电、海洋能发电与生物质发电技术研发。

智能电网。以数字化、智能化带动能源结构转型升级,研发大规模可再生能源并网及电网安全高效运行技术,重点研发高精度可再生能源发电功率预测、可再生能源电力并网主动支撑、煤电与大规模新能源发电协同规划与综合调节技术、柔性直流输电、低惯量电网运行与控制等技术。

储能技术。研发压缩空气储能、飞轮储能、液态和固态锂离子电池储能、钠离子电池储能、液流电池储能等高效储能技术;研发梯级电站大型储能等新型储能应用技术以及相关储能安全技术。

可再生能源非电利用。研发太阳能采暖及供热技术、地热能综合利用技术,探索干热岩开发与利用技术等。研发推广生物航空煤油、生物柴油、纤维素乙醇、生物天然气、生物质热解等生物燃料制备技术,研发生物质基材料及高附加值化学品制备技术、低热值生物质燃料的高效燃烧关键技术。

氢能技术。研发可再生能源高效低成本制氢技术、大规模物理储氢和化学储氢技术、大规模及长距离管道输氢技术、氢能安全技术等;探索研发新型制氢和储氢技术。

节能技术。在资源开采、加工,能源转换、运输和使用过程中,以电力输配和工业、交通、建筑等终端用能环节为重点,研发和推广高效电能转换及能效提升技术;发展数据中心节能降耗技术,推进数据中心优化升级;研发高效换热技术、装备及能效检测评价技术。

低碳与零碳工业流程再造技术突破行动

低碳零碳钢铁。研发全废钢电炉流程集成优化技术、富氢或纯氢气体冶炼技术、钢 - 化一体化联产技术、高品质生态钢铁材料制备技术。

低碳零碳水泥。研发低钙高胶凝性水泥熟料技术、水泥窑燃料替代技术、少熟料水泥生产技术及水泥窑富氧燃烧关键技术等。 低碳零碳化工。针对石油化工、煤化工等高碳排放化工生产流程,研发可再生能源规模化制氢技术、原油炼制短流程技术、多能耦合过程技术,研发绿色生物化工技术以及智能化低碳升级改造技术。

低碳零碳有色。研发新型连续阳极电解槽、惰性阳极铝电解新技术、输出端节能等余热利用技术,金属和合金再生料高效提纯及保级利用技术,连续铜冶炼技术,生物冶金和湿法冶金新流程技术。

资源循环利用与再制造。研发废旧物资高质循环利用、含碳固废高值材料化与低碳能源化利用、多源废物协同处理与生产生活系统循环链接、重型装备智能再制造等技术。

城乡建设与交通低碳零碳技术攻关行动

光储直柔供配电。研究光储直柔供配电关键设备与柔性化技术,建筑光伏一体化技术体系,区域 - 建筑能源系统源网荷储用技术及装备。

建筑高效电气化。研究面向不同类型建筑需求的蒸汽、生活热水和炊事高效电气化替代技术和设备,研发夏热冬冷地区新型高效分布式供暖制冷技术和设备,以及建筑环境零碳控制系统,不断扩大新能源在建筑电气化中的使用。

热电协同。研究利用新能源、火电与工业余热区域联网、长距离集中供热技术,发展针对北方沿海核电余热利用的水热同产、水热同供和跨季节水热同储新技术。

低碳建筑材料与规划设计。研发天然固碳建材和竹木、高性能建筑用钢、纤维复材、气凝胶等新型建筑材料与结构体系;研发与建筑同寿命的外围护结构高效保温体系;研发建材循环利用技术及装备;研究各种新建零碳建筑规划、设计、运行技术和既有建筑的低碳改造成套技术。

新能源载运装备。研发高性能电动、氢能等低碳能源驱动载运装备技术,突破重型陆路载运装备混合动力技术以及水运载运装备应用清洁能源动力技术、航空器非碳基能源动力技术、高效牵引变流及电控系统技术。

绿色智慧交通。研发交通能源自洽及多能变换、交通自洽能源系统高效能与高弹性等技术,研究轨道交通、民航、水运和道路交通系统绿色化、数字化、智能化等技术,建设绿色智慧交通体系。

负碳及非二氧化碳温室气体减排技术能力提升行动

CCUS 技术。研究 CCUS 与工业流程耦合技术及示范、应用于船舶等移动源的 CCUS 技术、新型碳捕集材料与新型低能耗低成本碳捕集技术、与生物质结合的负碳技术(BECCS),开展区域封存潜力评估及海洋咸水封存技术研究与示范。

碳汇核算与监测技术。研究碳汇核算中基线判定技术与标准、基于大气二氧化碳浓度反演的碳汇核算关键技术,研发基于卫星实地观测的生态系统碳汇关键参数确定和计量技术、基于大数据融合的碳汇模拟技术,建立碳汇核算与监测技术及其标准体系。

生态系统固碳增汇技术。开发森林、草原、湿地、农田、冻土等陆地生态系统和红树林、海草床和盐沼等海洋生态系统固碳增汇技术,评估现有自然碳汇能力和人工干预增强碳汇潜力,重点研发生物炭土壤固碳技术、秸秆可控腐熟快速还田技术、微藻肥技术、生物固氮增汇肥料技术、岩溶生态系统固碳增汇技术、黑土固碳增汇技术、生态系统可持续经营管理技术等。研究盐藻 / 蓝藻固碳增强技术、海洋微生物碳泵增汇技术等。

非二氧化碳温室气体减排与替代技术。研究非二氧化碳温室气体监测与核算技术,研发煤矿乏风瓦斯蓄热及分布式热电联供、甲烷重整及制氢等能源及废弃物领域甲烷回收利用技术,研发氧化亚氮热破坏等工业氧化亚氮及含氟气体的替代、减量和回收技术,研发反刍动物低甲烷排放调控技术等农业非二气体减排技术。

前沿颠覆性低碳技术创新行动

新型高效光伏电池技术。研究可突破单结光伏电池理论效率极限的光电转换新原理,研究高效薄膜电池、叠层电池等基于新材料和新结构的光伏电池新技术。

新型核能发电技术。研究四代堆、核聚变反应堆等新型核能发电技术。

新型绿色氢能技术。研究基于合成生物学、太阳能直接制氢等绿氢制备技术。前沿储能技术。研究固态锂离子、钠离子电池等更低成本、更安全、更长寿命、更高能量效率、不受资源约束的前沿储能技术。

电力多元高效转换技术。研究将电力转换成热能、光能,以及利用电力合成燃料和化学品技术,实现可再生能源电力的转化储存和多元化高效利用。

二氧化碳高值化转化利用技术。研究基于生物制造的二氧化碳转化技术,构建光—酶与电—酶协同催化、细菌 / 酶和无机 / 有机材料复合体系二氧化碳转化系统,制备淀粉、乳酸、乙二醇等化学品;研究以水、二氧化碳和氮气等为原料直接高效合成甲醇等绿色可再生燃料的技术。

空气中二氧化碳直接捕集技术。加强空气中直接捕集二氧化碳技术理论创新,研发高效、低成本的空气中二氧化碳直接捕集技术。

低碳零碳技术示范行动

先进低碳零碳技术示范工程:

(1)零碳 / 低碳能源示范工程:建设大规模高效光伏、漂浮式海上风电示范工程;在可再生能源分布集中区域建设 " 风光互补 " 等示范工程;建立一批适用于分布式能源的 " 源 - 网 - 荷 - 储 - 数 " 综合虚拟电厂;强化氢的制 - 储 - 输 - 用全链条技术研究,组织实施 " 氢进万家 " 科技示范工程;在煤炭资源富集地区建设煤炭清洁高效利用、燃煤机组灵活调峰、煤炭制备化学品等示范工程。

(2)低碳 / 零碳工业流程再造示范工程:在钢铁、水泥、化工、有色等重点行业建设规模富氢气体冶炼、生物质燃料 / 氢 / 可再生能源电力替代、可再生能源生产化学品、高性能惰性阳极和全新流程再造等集成示范工程。

(3)绿色智慧交通示范工程:开展场景驱动的交通自洽能源系统技术示范,实施低碳智慧道路、航道、港口和枢纽示范工程。

(4)低碳零碳建筑示范工程:建设规模化的光储直柔新型建筑供配电示范工程,长距离工业余热低碳集中供热示范工程,在北方沿海地区建设核电余热水热同输供热示范工程,在典型气候区组织实施一批高性能绿色建筑科技示范工程。

(5)CCUS 技术示范工程:建设大型油气田 CCUS 技术全流程示范工程,推动 CCUS 与工业流程耦合应用、二氧化碳高值利用示范。

低碳技术创新综合区域示范:

支持地方集成各类创新要素,实施低碳技术重大项目和重点示范工程,探索低碳技术和管理政策协同创新,打造低碳技术创新驱动低碳发展典范。

支持国家高新区等重点园区实施循环化、低碳化改造,开展跨行业绿色低碳技术耦合优化与集成应用;以数据中心电源、电动车充电设施等应用场景为重点,开展 " 百城亿芯 " 应用示范工程,建设绿色低碳工业园区。

支持基础条件好的地级市在规划区域内围绕绿色低碳建筑、绿色智能交通、城市废物循环利用等方面开展跨行业跨领域集成示范;在有条件的地方开展零碳社区示范。在典型农业县域内结合自身特点,综合开展光伏农业、光储直柔建筑、农林废物清洁能源转化利用、分布式能源等技术集成示范。

低碳技术成果转移转化:建立低碳科技成果转化数据库,形成登记、查询、公布、应用一体化的信息交汇系统。结合国家绿色技术推广目录和国家绿色技术交易中心等目录或网络平台,加快推进低碳技术、工艺、装备等大规模应用。

低碳零碳负碳技术标准:加快推动强制性能效、能耗标准制(修)订工作,完善新能源和可再生能源、绿色低碳工业、建筑、交通、CCUS、储能等前沿低碳零碳负碳技术标准,加快构建低碳零碳负碳技术标准体系

碳达峰碳中和管理决策支撑行动

二氧化碳排放监测计量核查系统。提升单点碳排放监测和大气本底站监测能力,充分发挥碳卫星优势,构建空天地立体监测网络,开展动态实时全覆盖的二氧化碳排放智能监测和排放量反演。构建支撑二氧化碳排放核查与监管技术体系,研究二氧化碳排放计量评估技术,碳储量调查监测和管理决策技术,开发基于区块链技术和智能合约的数字监测、报告、核查流程,支撑监测数据质量不断提升。

二氧化碳排放核算技术。加强科技创新对健全二氧化碳排放核算方法体系的支撑保障,加强高精度温室气体排放因子研究与标准参考数据库建设,加强先进碳排放测量和计量方法应用,开发企业、园区、城市和重点行业等层面碳排放核算和测量技术,研究直接排放、间接排放和全生命周期排放的标准与适用范围。

低碳发展研究与决策支持平台。研究与国家经济社会发展需求相协调,与生态文明建设目标协同的气候治理策略和路径,研究《联合国气候变化框架公约》及其《巴黎协定》履约中的关键问题,研究国家碳排放清单计量反演技术,实现碳数据的国际互认。开发基于新兴信息技术的碳达峰碳中和综合决策支撑模型,评估相关技术大规模应用的社会经济影响与潜在风险。

达峰碳中和科技发展评估报告。在开展碳达峰碳中和进展评估与趋势预判基础上,评估科技创新对实现碳达峰碳中和的支撑引领作用,动态评估国内外碳中和科技发展对社会经济和全球治理的影响。

碳达峰碳中和创新项目、基地、人才协同增效行动

碳达峰碳中和科技创新项目支持体系:采取 " 揭榜挂帅 " 等机制,设立专门针对碳达峰碳中和科技创新的重大项目;国家重点研发计划在可再生能源、新能源汽车、循环经济、绿色建筑、地球系统与全球变化等方向实施一批重点专项,充分加大低碳科技创新的支持力度;国家自然科学基金实施 " 面向国家碳中和的重大基础科学问题与对策 " 专项项目。

碳达峰碳中和技术实验室体系:在可再生能源、规模化储能、新能源汽车等绿色低碳领域加强全国重点实验室建设。 碳达峰碳中和国家技术创新中心。在工业节能与清洁生产、绿色智能建筑与交通、CCUS 等方向建设国家技术创新中心。

碳达峰碳中和技术新型研发机构:鼓励地方政府与高等院校、科研机构、科技企业合作建立低碳技术新型研发机构,面向中小企业提供高质量的低碳技术和科技服务。

碳达峰碳中和战略科学家、科技领军和创业人才培养。在国家重大科研项目组织、实施和管理过程中发现和培养一批战略科学家、科技领军人才和创新团队;依托国家双创基地、科技企业孵化器等培养一批高层次科技创新创业人才。

碳达峰碳中和青年科技人才培养储备。在人才计划中,加大对碳达峰碳中和青年科技人才的支持力度,在国家重点研发计划、国家自然科学基金等科研计划中设立专门的青年项目,加大对碳达峰碳中和领域的倾斜,培养一批聚焦前沿颠覆性技术创新的青年科技人才。

绿色低碳科技企业培育与服务行动

绿色低碳科技企业孵化平台。支持地方建立一批专注于绿色低碳技术的科技企业孵化器、众创空间等公共服务平台和创新载体,做大绿色科技服务业,深度孵化一批掌握绿色低碳前沿技术的 " 硬科技 " 企业。

遴选发布绿色低碳科技企业。从国家高新技术企业、科技型中小企业、全国技术合同登记企业中,按照 " 低碳 "" 零碳 "" 负碳 " 分类筛选和发布绿色低碳科技企业,促进技术、金融等要素市场对接,引导各类创新要素向绿色低碳科技企业集聚。

培育绿色低碳科技领军企业。支持绿色低碳领域创新基础好的各类企业,逐步发展成为科技领军企业,支持其牵头组建创新联合体承担国家重大科技项目。

绿色低碳企业专业赛事。在中国创新创业大赛、中国创新挑战赛、科技成果直通车等活动中,设立绿色低碳技术专场赛,搭建核心技术攻关交流平台,为绿色低碳科技企业对接各类创新资源。

绿色低碳科技金融。通过国家科技成果转化引导基金支持碳中和科技成果转移转化,引导贷款、债券、天使投资、创业投资企业等支持低碳技术创新成果转化。

低碳技术知识产权服务。建设低碳技术知识产权专题数据库,不断提升低碳科技企业知识产权信息检索分析利用能力。支持建设一批低碳技术专利导航服务基地和产业知识产权运营中心。

低碳技术验证服务平台。支持龙头企业、科研院所搭建低碳技术验证服务平台,开放技术资源,为行业提供产品设计仿真、技术转化加工、产品样机制造、模拟试、计量测试检测、评估评价、审定核查等技术验证服务。

碳达峰碳中和科技创新国际合作行动

多双边低碳零碳负碳科技创新合作。深度参与清洁能源部长级会议、创新使命部长级会议等多边机制下的创新合作,深化与有关国家面向碳中和目标的技术创新交流与合作。积极参与国际热核聚变实验堆计划等国际大科学工程。加大国家科技计划对碳中和领域的支持和对外开放力度,组织实施碳中和国际科技创新合作计划,探索发起碳中和相关国际大科学计划。

低碳零碳负碳技术国际合作平台。与有关国家探索联合建立碳中和技术联合研究中心和跨国技术转移机构。依托南南合作技术转移中心、中国 - 上海合作组织技术转移中心等技术转移平台,汇聚优势力量构建 " 一带一路 " 净零碳排放技术创新与转移联盟。

碳中和科技创新国际论坛。围绕可再生能源、储能、氢能、低碳工业流程再造、二氧化碳捕集利用与封存等推动设立碳中和科技创新国际论坛。深度参与第四代核能系统等国际论坛,宣传交流我国碳中和技术进展。

低碳零碳负碳创新国际组织。在国际能源署、金砖国家、国际热核聚变实验堆计划等合作框架下拓展低碳国际科技合作。围绕亚太、东盟等区域低碳技术创新需求,支持区域性绿色低碳科技合作国际组织建设。

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