2022年11月23日，由中国环境科学学会和自然资源保护协会主办、生态环境部环境规划院协办的“2022绿色转型与高质量发展国际研讨会”在京举行。会上，中国工程院院士、原副院长杜祥琬指出，必须重新认识我国资源能源禀赋，先立后破实现能源绿色低碳转型；必须坚定实现“双碳目标”的战略定力，因为“双碳”目标的实现，不仅仅是里程碑，更将引领中国走向未来。清华大学能源环境经济研究所副所长滕飞说，实现“碳中和目标”可以大大减少气候变化带来的巨大损失，引领我国实现经济社会高质量发展。研讨会上，作为高耗能高排放的钢铁、水泥行业相关负责人冶金工业经济发展研究中心主任冯超、中国水泥协会副秘书长范永斌对行业践行“双碳”目标的举措做了介绍；实现绿色低碳转型，离不开储能行业的发展，中关村储能技术联盟常务副理事长俞振华对行业发展的情况进行讲解。

杜祥琬：重新认识能源禀赋 坚定实现“双碳”目标战略定力

杜祥琬的发言从欧洲能源供给动荡短缺是否会对我国能源领域产生影响开始。杜祥琬认为，中国能源的基本面不会受大的影响。一是我国节能提能效方针不变，二是合理用好煤炭、稳油增气方针不变，但是进口的油气可能会受到欧洲形势的影响，价格可能会有点儿变化。三是发展非化石能源，先立后破，这是一个坚定不移的战略方向。这样的发展使我们的能源会更安全、更独立、更智能，也更低碳。

“尽管欧洲为应对能源短缺，采取了很多措施，求助于包括煤炭、核电、柴火等等各种能源，增加很多天然气，但从长期来说，欧洲的能源战略还是清楚的，那就是大力发展非化石能源，特别是可再生能源和储能技术。”杜祥琬说。

01
必须重新认识我国的能源资源禀赋

“一说起我国能源资源禀赋，通常会听到六个字：富煤、缺油、少气。这个说法我认为至少是不准确的。如果我们视野当中的能源只是化石能源的话，这个认识也并没有错，但是现在的情况已经不同了。”杜祥琬说，一个世纪前，世界一次能源结构中煤炭的占比高达70%，经过几十年演变，油气的占比超过一半，我国和世界的差别是，“我们的煤炭至今仍然高达近60%，油和气占比比较低，对外依存度比较高。现在经济社会发展需求可再生能源快速发展，而实际上，我国开发利用可再生自然资源技术能力在不断增强，成本不断下降，这些都在支撑着可再生能源的快速发展，可再生能源已经从本世纪初的微不足道，发展到目前能够举足轻重，再下一步它会担当大任。”

杜祥琬认为，可再生能源的可持续性、可再生性，伴随着太阳的存在而存在，量值大小与技术开发能力有关，“比如说100米以上的风能资源就比七八十米的风能明显增多”。杜祥琬同时举例讲到：“天津大学和华北电力大学两个专家组分别做了计算，东部自己发一千瓦时的电成本是多少，西电东送到东部成本又是多少。两家分别做计算，结果是一样的：东部自发电成本比西电东送的成本要低。”杜祥琬的意思即中东部可以发展分布式能源，提高能源自给率，解决部分能源需求，“中东部能源需求要身边来和远方来相结合，首先是身边来，要从自己的身边自发电，能够解决好相当多的问题，实在不够再从远方来。”

“就是说我国除了富煤、缺油、少气之外，还有丰富的非化石能源资源，特别是可再生能源是我国能源资源禀赋的重要组成部分。现在我国已经开发的可再生能源不到技术可开发资源量的1/10。”杜祥琬认为，我国能源低碳转型的基础丰厚。对能源禀赋认识的局限性会出现现实问题。杜祥琬举例说：“一些能源负荷很重的地区，比如东部有的省份觉得自己负荷很重，需要很多能源电力，但是资源很缺，没有煤、油、气，而没有认识到自己身边有丰富的可再生能源资源可以开发，这样就形成了对外电、外煤的依赖。”

“对我国的能源资源禀赋的认识是否到位会影响能源政策和能源战略。”杜祥琬强调说。杜祥琬建议：“中东部要发展分布式的低碳能源网络，培育一批产销者，单位、企业甚至家庭，不仅是能源的消费者，而且是能成为能源的生产者。比如说屋顶光伏就可以自发自用，寓电于民，也可以和集中式电网互动。”“低碳转型和能源安全是并行不悖的，我们低碳转型是做加法，是做好可再生能源发展，因为可再生能源是自己可以掌控的，它不依赖国际地缘政治的变幻。发展可再生能源有利于能源体系的独立性和安全性，这样的转型使能源更安全。所以重新认识我们国家的能源资源禀赋是正确认识本国国情的要素，这对于确保国家长远的能源安全、引导能源转型具有方向性、战略性的意义。在相当长的时间内，我们国家的化石能源与非化石能源要协调互补，先立后破，构建韧性的能源体系，这一点非常重要。”杜祥琬说。

02
对“双碳”目标的几点认识

杜祥琬在发言中讲了他对“双碳目标”的几点认识。

第一，我国提出“双碳目标”，这是适应绿色发展的时代潮流、推动经济社会发展高质量发展的必由之路。积极应对气候变化已经成为全球共识，正在深刻影响着全球的价值体系，就像习总书记所讲，“应对气候变化是我们自己要做，不是别人要我们做”。以碳达峰碳中和来驱动我国实现技术创新和发展转型，这是经济社会高质量发展的内在要求，是生态环境高水平保护的必然要求，也是缩小和主要发达国家发展水平差距的历史机遇。同时，作为世界上最大的发展中国家和最大的温室气体排放国，我们这样做，是对保护地球家园做出重要贡献。所以，对于实现“双碳目标”要保持战略定力。

第二，我国实现“双碳目标”面临的困难和挑战主要是减排幅度大、转型任务重、时间窗口紧。以2020年的数据来说。我国的温室气体排放总量大约是139亿吨二氧化碳当量，占到全球的27%，二氧化碳排放总量大约是116亿吨，其中能源活动排放的二氧化碳是101亿吨，占全球能源活动排放的30%左右。我国目前还在达峰过程当中，以2020年数据来说，我们人均温室气体排放已经超过10吨，是全球人均水平的1.5倍，而人均二氧化碳排放量已经超过7吨，是全球人均水平的1.7倍，也超过了英、法等发达国家。我们突出的问题是产业结构偏重，能源结构偏煤，综合效率偏低，而且我国从实现碳达峰到碳中和预留了三十年左右的时间，明显短于发达国家的五十年到七十年，所以我们国家的经济社会发展和能源转型、绿色低碳转型要加速难度更大，挑战也更为艰巨。

第三，尽管有困难，通过积极探索、主动作为，加快推动技术进步和发展转型，可以如期实现高质量碳达峰碳中和。碳达峰要坚持行业和地区梯次有序达峰的原则，鼓励已经达峰的地区不再增长，鼓励可再生能源比较丰富的地区尽早达峰，已经趋于饱和的产业像钢铁、水泥等要率先达峰。在此基础上，继续采取降碳、脱碳、碳移除措施，加快结构转型和技术进步，推动发展模式实现根本转变。

第四，实现“双碳目标”是一个复杂的系统工程，是一个长达几十年的科学转型过程，需要深度的管理创新、科技创新、金融支持和企业参与。政策性很强，需要把握好节奏，积极而又稳妥地推动这件事。要避免两种倾向，一是要防止一刀切、简单化，二是防止转型不力带来落后和无效投资。总之要先立后破，把好事办好，深度推动经济社会的变革和进步。

第五，实现“双碳目标”要大力科技创新，比如构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统。通过新型电力系统的建设把新能源、智能电网、储能结合起来，解决新能源灵活性、间歇性、波动性问题，使系统具备柔性和平衡功能，最终实现优质平稳的电力输出。

实现碳中和是一个重要的里程碑，但它也只是一个里程碑，它不是终点，2060年的中国和世界都还要继续发展，走向未来。未来社会要靠未来的能源来支撑，从未来能源的角度我们可以更好地理解“双碳目标”的意义和历史地位。因而我们对于实现“双碳目标”必须保持战略定力。

滕飞：努力实现碳中和目标 大幅降低气候风险

“很多人认为，在实现碳达峰碳中和过程中，中国要进行大量的投资，短期可能会对经济产生负面的影响。但实际上气候变化已经对经济产生了巨大的直接影响，未来如果不实现碳中和的低碳转型，气候变化对经济的影响在未来会进一步放大。在COP27会议上，气候变化所造成的损失和损害问题成为焦点议题之一，就是因为气候变化对自然生态系统和人类社会系统已经造成了肉眼可见的经济损失。未来迫切需要碳中和转型以避免这些经济损失。”滕飞说。

01气候变化已造成巨大损失

滕飞认为，即使不包括间接的、非灾害性的损失，气候变化也已经给我国和世界带来了巨大损失。他说：“目前我国已经对气候灾害的直接经济损失进行了一些统计。统计数据表明，气候灾害对中国经济造成的年直接损失约是500亿美元的规模，基本上占到我国GDP的0.4%左右，但是这没有包括气候变化对经济造成的间接损失以及非灾害损失，因而是一个保守的估计，是气候变化经济损失估计的下限。”

据其介绍，所谓灾害损失是暴雨、洪涝、干旱、风雹、雪灾等极端天气引起的经济损失。而非灾害损失则是由温度上升、海平面上升等缓发事件引起，并造成能源消费、劳动生产率和近海的资产淹没方面的重大损失。而非灾害损失并没有包括在灾害损失的统计口径之内。“此外现有统计也没有包括气候变化对经济造成的间接损失，也即直接损失通过社会经济系统进一步放大后的损失，比如资产损失之后当地群众失业，收入减少，造成经济进一步萎缩等。”滕飞说。

“因此，气候变化对我国经济造成的真实影响可能要远远高于我们目前估计的500亿美元。例如目前由于全球的热事件，造成的全球每年工作时间的损失已经达到3000亿小时，而2020年因新冠疫情造成全球工作时间的损失是6000亿小时。也就是说，仅仅由于温升造成的全球工作时间的损失已经相当于每两年一次的新冠疫情。从这一数字的对比可以看到，气候变化极端天气事件、缓发事件、间接损失对于全国经济的影响是巨大的。”滕飞说。

02研究表明实现碳中和可以大幅减少损失

“我们主要考虑了未来不同的情景来研究碳中和目标会避免多少经济损失。我们考虑了三个不同的情景来代表未来三种不同的可能。一个情景假设不去应对气候变化，完全按照现有的方式发展经济使用能源，称之为基准情景。另外一个是NDC情景，即按照各国目前已经承诺的气候变化的行动，该情景下未来的温升可能达到3℃左右。第三个是全球实现1.5℃目标的情景，对应我国实现碳中和的情景。我们用这样三种情景来估计在碳中和目标下，我国可以避免气候变化的损失。”滕飞说。滕飞分项予以阐明。

一是对能源需求的影响。我们发现随着温升增加会导致未来我国对于空调制冷的能源需求大幅增加。如果这部分能源需求是由化石能源提供的，又会进一步产生二氧化碳排放，形成自然和社会系统之间的正反馈，可能加剧气候变化。在高排放情景下，我们这一部分能源需求可能增加一倍以上，对我国能源安全造成重大挑战。如果我们能够实现碳中和，则可以把这部分能源需求增量控制在20%之内，对于我国未来保障能源安全起到非常重要的影响。

二是对于劳动生产率下降的影响。未来气候变化导致的热事件会进一步影响我国各行业的劳动生产率和有效的工作时间。综合各种暴露度的劳动生产率的影响，高排放情景下中国总的劳动生产率影响可以达到6%。如果能实现碳中和目标，则可以将对劳动生产率的综合影响控制在1%以下。

三是对于粮食减产和对粮食安全的影响。模拟发现未来气候变化引致的持续高温和干旱使得我国一些主粮和关键农产品产量大幅下降，进一步威胁我们国家的粮食安全。在高排放的情景下，我国农业减产的影响可以达到33%。而如果能实现碳中和，这一损失可以降低到8%之内。这对于未来保障我国的粮食安全和经济安全是一个非常重要的贡献。

四是对于海平面上升以及相应的土地淹没损失和资产损失的影响。研究发现，在基准情景下，未来中国由于海平面上升造成的淹没损失可能高达6万亿美元以上，而造成的淹没土地损失会占到国土面积的0.25%以上。而如果能实现碳中和目标，土地淹没损失和资产损失都将大幅降低，相对基准情景要降低50%左右。

综合以上对气候变化损失的模拟，研究发现在基准情景下，2050~2060年，气候变化损失将达到中国GDP的4.3%，到本世纪末甚至高达GDP的9%。而在碳中和目标下，2050年气候变化损失占中国GDP的比重可以控制在2%以下， 2100年进一步下降到中国GDP的0.8%。由此可见实现碳中和目标，对于大幅降低气候变化对于中国经济未来的损失是发挥了非常重大的作用。

“由于缺少数据，本估计没有包含一些可能十分重要的损失，比如气候变化对于脆弱和易感人群的健康影响，以及由于气候系统存在重要的翻转点未来可能造成的巨灾损失，所以我们的估计结果是气候损失的下限。实现碳中和目标可以避免的气候损失可能远远大于我们的估计。因此，推动我国经济向碳中和的全面转型是保证我们未来绿色发展和经济安全的一个重要的战略措施。”滕飞补充说。

行业在行动

 钢铁行业、水泥行业是传统的耗能大户、排放大户。他们降耗、减排做得如何，不仅关系到自身行业能否如期实现“双碳”目标，而且对我国整体“双碳”目标的实现也是举足轻重。能源绿色低碳转型离不开储能的发展。研讨会上，钢铁行业、水泥行业、储能行业负责人对各自行业的发展情况做了介绍。本文予以节录介绍。

01冯超：基于氢冶金和能源颠覆性冶炼技术是钢铁行业未来大方向

冯超在其“钢铁行业氢冶金技术创新的研发和产业化进展的情况”演讲汇报中说，基于氢冶金和能源颠覆性冶炼技术是钢铁行业未来大方向，因为氢冶金和能源颠覆性冶炼技术可以使钢铁行业大幅度降碳。

“钢铁行业作为工业行业耗能大户，钢铁行业低碳转型发展对我们国家的‘双碳’目标进展、对于氢冶金技术的进展发挥很重要的作用。”冯超介绍，钢铁行业碳排放总量大，在工业行业排放总量中占到18%~20%，降碳的难度也非常高。之所以高是因为现在钢铁工业生产90%以上是长流程的高炉转炉流程生产的。国外发达国家一般用短流程，把废钢在电炉里融合还原以后生成钢铁，这就有巨大的区别。我们国家主要的头部企业应该都在1.9左右，甚至生产一些特殊品种碳排放强度更高，而电炉钢生产在0.4~0.6碳排放量，所以我国钢铁行业降碳难度非常高。另一个原因是行业集中度处于较低水平，企业太多，导致行业脱碳困难。

冯超说，实现钢铁工业快速减碳，取决于重大冶炼工艺的突破。目前而言，对现有高炉和转炉长流程进行工艺改进，进行氢冶金和技术的改进是现实的选择。另一方面，等我国的废钢蓄积量达到可以运行短流程时，再加以氢冶炼技术，将可以实现钢铁行业碳排放的大幅降低甚至零排放。“政府各个部委都对氢冶金提出了明确目标，把氢冶金技术研发和示范应用提到了很高的位置上。”冯超说，“现在用的氢绝大部分是灰氢——通过化石能源生产或煤化工生产过程中产生的氢。国内的宣钢和宝钢都已经开展了氢冶炼示范利用项目，且宝钢是百万吨级的氢基竖炉，已经开始动工了。其他集团也在开展相关技术研究。”

“我们现阶段应该使用焦炉副产品生产灰氢+高炉富氢工艺，这在近中期是最经济最有效的氢冶金路径，预计2030年左右将具备技术成熟度。高炉-转炉长流程工艺通过富氢喷吹、极致能耗管理、提高废钢加入比例等手段，能够实现碳排放强度的大幅下降，在较长时间内仍然具有强大竞争力。如果上游能源化工行业能够生产更廉价、更安全、更清洁的氢气，且能解决储运、规模化的问题，将对下游钢铁行业是一个颠覆性的进展。”冯超说。

02范永斌：水泥行业技术创新取得显著成效

水泥行业和钢铁行业一样都是耗能大户、排放大户。如今的水泥行业通过技术创新正在重塑自我形象。范永斌对水泥行业技术创新和实现行业碳中和采取的措施做了介绍。

范永斌介绍，截止2021年底，全国共有水泥企业数为3403家，粉磨站企业数2193个，熟料水泥生产企业数1210个，其中纯熟料生产线86个，特种水泥企业255个（含生产普通+特种）。2021年实现水泥产量23.8亿吨，占世界产量约57%。水泥行业技术创新取得显著成效体现在如下几方面：

一是新型干法水泥技术装备实现系列化、大型化发展。新型干法生产工艺覆盖1000～12000吨/天全系列生产线技术与装备，主要设备全面实现国产化，技术经济指标达到世界先进水平。中国拥有日产10000万吨规模以上熟料生产线数量占50%以上。

二是“二代水泥”标准的技术装备，集成创新取得重大突破，50%的技术成果达到世界领先水平；成果已在行业推广应用。

三是水泥窑协同处置生活垃圾、危险废弃物等固体废弃物成套技术装备获得国家科学技术进步二等奖，成果已推广应用。

四是氮氧化物深度治理SCR脱硝技术在水泥企业开始工业化推广应用，国内已建成和在建有百余台套SCR脱硝装置。

五是大型袋式除尘（颗粒物减排）技术、脱硫技术实现成熟应用。

六是信息化、数字化、智能化技术取得突破，现在很多大企业集团都建立了所谓智能生产线。如数字化矿山、无人驾驶新能源矿车、水泥生产线生产智能（优化）控制系统等；建立能效管控中心等。

“根据水泥生产的自身特点，水泥工业自身实现净零排放和碳中和，碳捕集、利用和封存技术即CCS/CCUS技术是实现水泥工业碳中和不可缺失的最佳可行技术。”范永斌说。他举例了两个最具代表性的例子，一个是海螺水泥白马山水泥厂建设首条中国水泥行业水泥窑窑尾烟气二氧化碳捕集纯化示范项目，采用了液体化学吸收法的工艺技术路线，生产规模为年产5万吨工业级、食品级二氧化碳 ；一个是华新水泥建设 “世界首条水泥窑尾气吸碳制砖生产线在华新水泥成功运行”。这条生产线由华新水泥与湖南大学联合研发，双方共同设计和制备了用水泥窑烟气二氧化碳养护水泥砖的中试生产线，经过多次的试验和改进，已经取得很好的效果，砖的质量完全符合标准的要求。

03俞振华：预测2025年累计电化学储能装机规模超过3吉瓦

能源的绿色低碳转型离不开储能的发展。俞振华介绍了目前主要的储能技术和产业现状。

一是电池储能。最具代表性的是锂电。因为高能量密度、长循环寿命、较高的冲放电倍率等性能，目前已经成为应用最为广泛的电化学储能技术。广泛地应用于电子产品、交通工具、航天航空、军工、电力等领域。优点是长寿命、高能量密度、宽温、编译性能好。缺点是比较多的安全问题，资源限制、回收问题。锂电因为现在已经成为行业标杆性的技术，未来的技术潜力应该说还是非常巨大的。现在还是在发展过程中。锂电是所有储能技术对标参照物。其他还有钠离子电池、液流电池等。

二是氢能储能。这是跨界技术，可用在交通、工业领域，其技术种类多，利用性强。在未来的可再生能源特别是跨月跨季节存储，目前来看还没有其他技术能够取代氢，大家对它是寄予厚望。缺点是全周期效率偏低，安全也是困扰它规模化发展的一个因素。来源现在主要依赖灰氢，物理电池氢技术还在发展过程中。

三是抽水蓄能。典型的物理储能技术。目前86%以上的储能是抽水蓄能。抽蓄技术相对成熟，每千瓦时电成本相对其他技术有优势，基本上0.2元或0.3元的使用成本，且还有进一步降低成本的潜力。

“储能技术的突破取决于高性能的储能材料、储能单元和储能系统的研究，是典型的涉及多学科、多尺度的有机融合的科学问题。”俞振华说。

俞振华介绍，产业链发展趋势目前是四个核心关键环节：关键材料、本体技术、储能小时、储能应用。目前整个产业链环节的短板更多是集中在下游应用，即形成在储能领域可持续发展的模式，应用体现储能的价值。他认为储能发展已经经历三个阶段，2011年之前国内储能发展是技术验证阶段；2011~2015年是示范应用阶段；2016~2020年是商业化初期，各种各样的模式探索。“现在是第四阶段，形成产业化的体系的阶段，预测2025年，预测累计电化学储能装机规模超过3吉瓦。”