核心阅读

    当前，碳减排成为全球共识，130多个国家或地区相继提出碳中和目标。中国已将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，提出力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，目前正抓紧编制2030年前碳排放达峰行动方案。

    中国是能源消费大国，“双碳”目标的提出，加速了能源转型进程。2016年12月，国家发改委、国家能源局印发《能源生产和消费革命战略（2016~2030）》，当时提出到2030年我国非化石能源消费总量在一次能源消费中的占比达到20%；过了不到5年，这一比重已调整到了25%；预计到2040年，非化石能源消费占比将达到42%。

    “双碳”目标也加快了我国石油、天然气消费达峰的步伐。据预计，我国石油消费将在2026年左右达峰，比全球提前约4年，峰值约8亿吨，石油消费将从目前的以燃料为主向以原料为主转变。天然气在能源转型中的桥梁作用凸显，未来20年将保持稳步增长，预计到2040年消费量达到6200亿立方米/年的峰值，在2050年前后成为我国第一大化石能源。

    油气行业作为我国国民经济的支柱产业，面临“双碳”目标新要求和能源转型大趋势，如何加快推进减排减碳、转型发展？9月16日，在以全球碳中和与能源变革为主题的清华五道口“碳中和经济”论坛上，来自政府部门、国际组织、大型能源企业和金融集团的众多专家提出真知灼见。

    中国工程院院士、中国石油化工集团公司总经理马永生的观点已于9月17日本报1版刊发。本版今日整理部分其他专家观点刊发，敬请关注。

    本版文字由本报记者 闫坪卉 整理

    中国工程院院士、清华大学化学科学与技术研究院院长金涌说，地球有四个大碳库，地质碳库（地下有很多碳酸盐岩，如大理石含碳，还有石油、天然气，是最大的碳库）、陆地生态系统碳库、大气碳库、海洋碳库。在碳循环过程中，由于人类介入，工业排出很多二氧化碳，碳中和就是要把二氧化碳回收、利用、埋藏。

    中国要在30年内从全球最大碳排放量降至净零排放，还要保持经济高质量发展，难度极大，最重要的手段就是创新，颠覆原有思维。

    实现碳中和会有四个时代变化

    金涌说，实现碳中和会有四个时代变化。一是从工业化后期时代转变成信息化、智能化、数字化时代，大力发展高端制造业。二是从化石能源时代进入可再生能源时代，未来如果核聚变能源投入使用，就会进入最理想的核能时代。三是化石燃料时代变为化石材料时代，碳储存到材料里，就不会排放出去。四是进入资源循环利用时代。

    资源循环利用时代，物质是不灭的，只要有能量，就可以把使用过的低品位资源重新变成高附加值资源，实现碳进到材料里循环利用，防止碳的外排。要实现这一点，化工领域要跨学科发展，与生物、物理、信息等专业结合，形成产业之间的融合，实现指数型发展，制造先进的材料。

    零碳电力供应完全可以实现

    光伏和风电资源是无限的，太阳给地球的能量是目前人类用能的3000多倍。光伏发电和风力发电的成本下降非常快，特别是光伏，发电成本已接近火电，甚至比火电还低。但光伏发电和风力发电不稳定，需要储能。可再生能源加上储电技术，就是人类未来能源的解决方案，这是全世界的共识。

    当前的最大问题是储电。可移动、最好的储电方式就是锂电池。锂电池发展非常快，我国企业宁德时代是该领域世界领军企业。随着碳纳米管、石墨烯等新材料研发应用，中国电池能够做到世界领先。

    零碳电力供应完全可以实现，那么石油、天然气和煤炭怎么办？还需要吗？

    金涌说，非常需要！因为人吃的是碳水化合物、用的是碳氢化合物，非常需要碳元素。碳元素从哪里来？化石能源，只有化石能源里含碳。因此，能源要转型，不烧化石能源，而是把碳留在材料里。

    原油的出路在哪里

    传统的炼化技术原油大概80%制成汽柴油，只有20%制成乙烯、丙烯、甲苯、二甲苯等材料。到2060年，电动汽车全面投用，汽柴油需求量将大幅下降，就要颠覆现有的产品结构，80%要制成材料，留20%制造燃料。目前，清华大学正在研究此方面的技术，可以产出接近70%的材料类产品。

    现在我国每年炼制6亿~7亿吨原油，但变成材料最主要的产品聚乙烯的产量只有3000万吨，每年我国聚乙烯进口量超过1000万吨，产品结构调整后，原油就可以变成材料，碳就不会排放，而是存在物质里。

    煤的出路在哪里

    目前，煤制油、煤制烯烃产能规模都达到千万吨级，但从“双碳”目标角度看，由于二氧化碳排放多、水耗大，利用方式不合理，已不可能再发展了，必须找到新的方式利用。

    煤的出路在于火电调峰。煤如果分质利用，碳变成半焦，半焦可用来蒸汽发电，碳氢化合物可利用燃气轮机发电，燃气轮机发电是可以随时停的，这样，一来可提高能源利用效率，二来可实现调峰。到2060年，中国可能还保存一部分火电用来调峰。

    碳本身也是还原剂，半焦加热到一定温度，就会把二氧化碳还原成一氧化碳，一氧化碳活泼，可用来制造很多化工产品。这样一来，半焦就变成碳汇，能够处理二氧化碳了，这就是颠覆性思维。

    中国非常需要乙醇，但没有那么多富余粮食用来制乙醇，可以通过一氧化碳与厌氧梭菌反应制乙醇，国内已建成两套4.5万吨/年的装置，而且副产5000吨/年的生物蛋白饲料，把无机碳变成了有机碳。

    乙醇脱水后就是乙烯，再聚合后就是丁二烯，可用来制造塑料、橡胶纤维。

    金涌说，未来40年，关于煤化工如何不烧煤，而是把煤变成材料，还会有很多新的技术出现。

    天然气的发展方向是什么

    目前，天然气主要作为居民燃料使用，但用天然气烧一壶开水热量利用率大概只有30%，而使用电热壶烧水基本可实现热量完全利用。

    天然气更适用于工业生产，天然气（主要是甲烷）中每有1个碳原子，就有4个氢原子，是最好的碳汇，可跟二氧化碳反应制氢，热化学转电化学是转型的重要方向。

    金涌说，如何安排氢元素和碳元素的自然代谢、工业代谢、社会代谢，重新规划两个元素的使用，任重道远。

    如何不让二氧化碳上天

    森林可吸收大量二氧化碳，但大量落叶掉到地上后腐烂，产生的甲烷气又变成碳源了，所以种树不是最终解决方案。

    从化工角度出发，目前在探索秸秆、农林废弃物等物质通过加工转化为生物碳，这类生物碳是最好的碳吸附剂，可以改善土壤。

    清华大学还在研发一种技术，利用地球上大量存在的硅酸盐，与氯化铵、二氧化碳通过一系列反应生成碳酸钙，从而把二氧化碳变成纳米级的石头，可用于造纸和塑料，气体变成石头就不会上天了。

    实现碳中和需要打开想象空间

    金涌说，实现碳中和需要打开想象空间。比如全世界都认同将来不烧煤了，都使用光伏发电，但它不稳定，且储电花钱太多，怎么减少投资？

    其实有个很简单的方法，欧亚大陆从白令海到伦敦12个时区，从白令海到美国东海岸8个时区，加起来20个时区，假如做一个跨洲的电网，20个小时都有太阳，这样就平衡了。

    金涌说，当然这是想象，我们不妨多开动脑筋，想一些现在认为不可能的事，在40年后也许就成为可能。