2021-12-05-前瞻产业研究院-碳中和背景下的清洁能源科技创新机遇_50页_10mb

碳中和背景下清洁能源科技创新机遇总结

一、碳中和目标背景与挑战

1. 全球气候变暖背景下，碳中和成为解决温室气体排放问题的核心目标，我国承诺2060年实现碳中和。
2. 主要挑战：
   • 中国年二氧化碳排放量占全球30%，达峰后资金缺口扩大；
   • 经济发展依赖能源消耗，尤其是第二产业；
   • 能源结构以煤炭为主，占比约67%；
   • 工、交、建筑等行业排放占60%-70%，减排压力大；
   • 电力热力、工业部门排放占比高。

二、碳中和核心科技路径

技术路径聚焦于 **“供给侧减碳”+ “需求侧转型”+ “零碳/负碳技术”**三大方向：

1. 化石能源改造

• 化石能源效率提升+用能结构优化：
  • 钢铁行业：节能降耗（废钢利用、富氧炼铁）、CCUS技术、氢能炼钢；
  • 交通领域：新能源车普及、公共交通电气化；
  • 建筑领域：超低能耗建筑推广、装配式建筑节能技术。

2. 清洁能源供给

• 可再生能源比例提升：2035年非化石能源占比40%↑，重点发展风/光发电技术。
• 完善能源互联网与智能电网系统：
  • 能源互联网：多能互补、智能调控；
  • 储能技术：电力系统需配套抽水蓄能、锂电池、液态空气储能等，支撑新能源消纳。

3. 氢能与零碳非电能源

• 制氢：绿氢（可再生能源制氢）是研发重点，成本目标到2030年降至15元/公斤；
• 储运：加大固态储氢、有机物储氢、氨储运研究；
• 应用场景：替代工业燃料、交通燃料、发电（燃料电池）。

3.3 负碳技术

• 生态碳汇：森林/耕地固碳；
• 工程固碳：
  • CCUS：从点源捕集、地质封存，正在推进工业示范；
  • 人工捕集/光合作用：涉及空气直接捕集二氧化碳（DAC）、人工光合作用制燃料等前沿技术。

四、技术路线与政策建议

1. 短期（2020-2030） ：发展节能改造、高碳行业减量、化石能源CCUS、新能源规模化利用。
2. 中期（2031-2040） ：绿氢、储能-综合能源系统、推动零碳技术融合。
3. 深层减排（2041-2060）：负碳技术补足剩余碳排放，实现净“零”。

五、未来技术展望

• 关键技术前沿攻关方向：
  • DAC、人工光合作用制能源；
  • 碳-氢能、盐穴压缩储能；
  • 工业流程重塑（电解炼钢、生物燃料合成燃料）。
• 同步提升技术成熟度与成本~降低目标：
  • 实现CCUS/绿氢成本 15-20元/公斤；
  • 到2050年固定储能调峰成本降为传统能源的30%以下。

专家建议：

1. 加大公共资金引导+金融支持绿色技术创新；
2. 扩大示范项目刺激技术迭代；
3. 构建绿色技术标准体系与市场机制。

注：以上内容基于提供的详细报告整理，保留了关键信息点并提升结构性清晰，删除了重复的子标题（如1.1.1）和图表标签。