面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康。
5月25日（周三）14:30，由企业绿色发展研究院策划的《大家讲科学 第一季》直播讲座《“双碳”背景下能源环保领域的系统创新》落下帷幕。本场直播讲座由企业绿色发展研究院院长吴乐斌担纲主持，中国工程院院士陈勇担任主讲人。陈勇是中国科技界知名的能源与环境工程领域的专家，陈勇院士现任广东省科协主席、广州能源研究所研究员。陈勇院士主要从事有机固体废物能源化与资源化利用技术，生物质能利用技术研究与开发，热化学转化、化学转化、生化转化等以一系列技术为手段，实现生活垃圾、储蓄粪便废物的能源化与资源化高效利用。1.大家可能忽视了总书记宣布这两个目标时有两个词非常重要，一个是力争于，一个是努力争取。这就意味着实现“双碳”目标并不是一件简单的事情，我们需要付出很大的代价才能实现。2.实现“双碳”战略目标是长期而艰巨的事业，不可一蹴而就，“双碳”不能只是口号，不能为做“双碳”而做“双碳”。要坚持全国一盘棋，纠正“运动式”减碳。3.走中国特色、安全、高效、清洁、低碳的能源发展道路，如果能源安全没有保障，那其他高效、清洁、低碳都不成立。4.要做到能源科技自立自强，第一是要保证能源安全供应，第二是要保证不被“卡脖子”，第三是要做好系统性创新。
5.如何做创新？总书记给我们指明了方向，就是要需求牵引、问题导向，这是创新的基本原则。6.我们的地热资源开发，它的温度是90℃左右，有的甚至超过100℃。这些地热资源，如果就简简单单地用于洗温泉，这是对资源的一种极大浪费。7.从供给侧来讲，农村是可再生能源的供给区域。从需求端来讲，农村在乡村振兴的过程中，也需要优化能源结构，解决环保问题。所以，乡村振兴是实现“双碳”目标的重要路径。8.制造电池的很多材料有很多都是稀有金属，我现在担心的是这些原材料供应上能不能有所保障。9.南方一棵树的生长周期是20年，但要来种草的话，一年可以收割3-4次，碳汇能力超过了树的一倍。习总书记讲当今世界正处于百年未有之大变局，面对这样的变局，中央提出“逐步形成以国内大循环为主体，国内国际双循环相互促进的新发展格局。”就是讲我们不管世界如何动荡、如何变化，我们首先要做好自己的事，做好国内大循环的事。下面我想从三个方面，向大家做个汇报，一个是要科学理性实施双碳战略；第二个是要实现能源科技自立自强；第三个就是能源如何清洁低碳发展。在联合国大会上，习总书记宣布中国二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值，努力争取在2060年前实现碳中和。并且，他还多次强调我们将说到做到，“双碳”这个词现在已经是家喻户晓，而且我们谈论很多问题时，都会跟“双碳”挂钩。但大家可能忽视了总书记宣布这两个目标时有两个词非常重要，一个是力争于，一个是努力争取。这就意味着实现“双碳”目标并不是一件简单的事情，我们需要付出很大的代价才能实现。“双碳”目标，首先是碳达峰，是指某个地区或行业年度二氧化碳的排放量达到了历史的峰值，然后经历平台期，之后持续下降的过程。也就是说二氧化碳排放量由增转降，到了历史拐点，标志着碳排放与经济发展实现脱钩。碳中和就是指某一个地区和行业，在一定时间内，人为活动直接和间接排放的二氧化碳。通过植树造林、植被恢复、二氧化碳利用等措施吸收二氧化碳实现相互抵消，这就是碳中和。我认为实施“双碳”战略可以促进能源结构优化，促进生态环境建设，促进产业结构调整，促进生产生活方式转变，教育方式转变、政府政策科学制定等等。另外，科学技术创新也会得到大力推进。那么讲到产业结构调整，我举一个例子，最近我刚去了一些比较著名的汽车公司，现在汽车行业的变化是非常大的。过去主要是生产化石能源的汽车，现在新能源汽车的发展非常迅速，不管从技术创新方面还是产量都有很大的变化。另外教育方式，你必须也要转变。就拿汽车行业为例，过去我们用的都是化石能源的车，它的原理和新能源汽车的原理完全不相同。在这样的转型过程中，人才就是一个很大的问题。传统的教育内容和教育方式是围绕化石能源汽车，很多年轻人他们懂得如何去造化石能源的车。但现在变成新能源汽车，他们对新能源不一定很懂。而我们的教育内容实际上是两者割裂的，学新能源的不一定懂汽车，学汽车的不一定懂新能源。所以说，教育方式和教育内容也要进行调整和转变。随着“双碳”目标的实施，碳交易、碳汇包括智能化这些内容，可能将来都会进入我们的生活。比如说现在用的电表、水表有没有可能，将来都会以碳来作为计量，把电表、水表变成了碳表。这样也可以看出究竟用的电是绿电、灰电还是蓝电，所以说可能用碳表对实施“双碳”目标来讲，在将来更科学一点。那么，实现“双碳”战略目标是长期而艰巨的事业，不可一蹴而就，“双碳”不能只是口号，不能为做“双碳”而做“双碳”。要根据国情、地情、事情做好“双碳”战略的顶层设计，找准抓手。要统筹考虑发展阶段、经济利益、环境效益和人民福祉，如果脱离了发展阶段而盲目去实施“双碳”战略，就有可能影响到我们的经济利益、环境效益和人民福祉。实际上，现在社会也出现了一些空喊口号、蹭热度，还有些地方有过度行动的表现。中央也意识到了这个问题，去年730政治局会议提出要统筹有序做好碳达峰、碳中和工作，要坚持全国一盘棋，纠正“运动式”减碳。尤其在最近，中共中央国务院发布《关于加快建设全国统一大市场的意见》，这个意见里有这么一段话，大家要注意一下，实际上在定调。“要在有效保障能源供应的前提下，结合实现碳达峰、碳中和的目标任务，有序推进全国能源市场建设。”这里大家一定要注意的是，前提是保障能源安全供应，这个前提下我们再去结合“双碳”目标，来推进全国能源大市场的建设。我认为能源人就应该自立自强，走中国特色、安全、高效、清洁、低碳的能源发展道路。如果能源安全没有保障，那其他高效、清洁、低碳都不成立。习总书记在《求是》第九期发表了一篇文章《加快建设科技强国，实现高水平科技自立自强》，文章强调我国科技实力正从量的积累迈向质的飞跃，从点的突破，迈向系统能力提升。立足新发展阶段，贯彻新发展理念，构建新发展格局，推动高质量发展必须要做到四个面向：面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，也就是说我们要做到科技自立自强，首先我们要明确我们的需求在哪里。那么，能源科技自立自强怎么去理解？我认为能源科技自立自强，至少这三个方面必须做到：第一个，一定要保障能源的安全供应。能源的安全供应首先是要足量供应，必须要有量的保证。然后在足量供应的前提下，要高效供应，这就强调要有一定的经济效益。如果没有经济效益，那对于可持续发展，难度就大了。然后在这两个前提下要保证清洁低碳，这是能源科技自立自强的第一个方面。第二个，不能被“卡脖子”。我们的产业链、技术链不能被卡脖子。卡脖子大家也争论了很长时间，到底什么是卡脖子，有的时候找不到啥是卡脖子，有的时候找了一堆都是卡脖子。实际上，我觉得卡脖子就是现在和将来拿不来、买不到，还有现在可能有，但未来人家可能不卖给你的东西。这些东西是卡脖子。第三个，就是要做好系统性创新。我们做技术的人强调比较多的是技术创新，但我们在实际工作中，现在越来越觉得这个观念创新、政策创新、模式创新、还有文化创新这些都很重要。观念创新决定思路，千万不能人云亦云。长期以来，在很多方面看到外国人做啥，我们就跟着做啥。
最典型的案例是氢能发展，我记得十几年前，由于美国提出了“氢经济”，结果一时间我们也跟着喊“氢经济”到来了。但是没多久，他们的方向变了，“氢经济”不提了，美国到现在为止都没再提“氢经济”，我们后来也冷下来了。但是这几年，日本人又提了，我们又把“氢经济”提出来发展氢能，发展氢能我认为本来没有任何问题，关键是我们要有自己的思考，不能人家说啥我们就做啥。氢能是二次能源，你说它是清洁能源，如果它来自于不清洁的能源，或者高碳能源，那么它能不能算是“绿氢”？
我听说现在的氢，应该说95%还只能算是蓝氢或是灰氢，并不是完全来自于新能源和可再生能源。我觉得首先观念上创新很重要，因为它决定了思路，要有自己的判断力，不能跟着别人瞎起哄。第二个是政策创新，政策创新决定方向，政策也要与时俱进。如果政策错了，那技术再拼命做也没有意义。第三个是模式创新，模式创新决定方法，尤其我们有很多传统模式，在一定历史阶段发挥了很好的作用。但随着经济社会的发展，有些模式需要进行创新来适应当前的需求。第四个是技术创新，你有了观念创新、政策创新、模式创新。最后没有技术作为支撑，那也是没用的。技术创新必须要满足安全性、可靠性、经济性和环境性。总书记给我们指明了方向，就是要需求牵引、问题导向，这是创新的基本原则。那么需求牵引，一定要把这四个面向作为分析重大需求的基本遵循，没有重大需求的科技活动，只会浪费人力、财力和物力。有了需求，那我们就分析、查找、满足这些需求的关键问题在哪里。然后凝练出这些科学和技术问题，这样才能有的放矢地开展科研活动。关于能源科技的重大需求，实际上在2021年，国务院密集地发了几个文件，一个是《关于推动城乡建设绿色发展的意见》；还有一个是《完整准确全面贯彻的新发展理念，做好碳达峰、碳中和的工作意见》；再一个就是《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》。在这些文件里面，我们关注到和能源相关的问题很多，比如提到了清洁、低碳、安全、高效的能源体系，要发展循环经济，要建设推动乡村振兴事业，节能、降碳、增效农村建设和低碳用能转型；因地制宜发展生物质能，推动退役新能源器件循环利用等，这些问题都与我们能源科技的需求密切相关。地热能也是可再生能源，但长期以来地热能的利用浪费非常大。我们看到的地热能利用，基本上只是用于洗浴、温泉。洗温泉的温度要求不会太高，也就50℃左右。但我们的地热资源开发，它的温度是90℃左右，有的甚至超过100℃。这些地热资源，如果就简简单单地用于洗温泉，这是对资源的一种极大浪费。那么，实际上地热能应该梯度利用，按照温度变化一级级降下来。最后可能用于我们的生活用水，所以我觉得这是模式和观念需要改变的方面。除了浅层地热，现在大家开始重视深层地热开发。深层地热的开发在过去，如果采取传统模式来开采，必然会影响地下水。那么，有没有一种办法通过创新来实现两三千米地下的地热资源在开采过程中，既能热取出来，又不把水取出来？这就需要进行很大的技术创新，而现在中国科学家，已经实现了中、深层地热资源的无泵式开采，而且只采热、不采水，对深层地热资源的开采也不会影响地下水的变化。退役问题也是重大需求引申出的问题，现在大力发展新能源和可再生能源，尤其是太阳能、风能还有动力电池。但这些设备也是有寿命的，动力电池寿命可能会短一点，太阳能、风能设备也就是20、30年。它们最终是要变成废弃物的，如果这些废弃物不能有效处理或循环利用，将会影响到新能源和可再生能源发展。因此，国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》里就提到了大力推动退役新能源器件循环产业的发展。这里面特别强调要健全资源循环利用体系，推进退役动力电池、光伏组件、风机机组、叶片等新兴产业废物的循环利用，这些新能源器件里包含了动力电池、太阳能发电机组、风力发电机组。这是有双重的意义，一方面解决废弃物问题；另一方面，通过退役新能源器件的循环利用，还可以保证战略矿产资源供给。我们预计，到2030年退役新能源器件的规模将突破8000万吨，也就意味着这个过程中需要大量发展光伏组件，大量发展风电机组，还要大量发展储能系统。而建设生产这些光伏组件、风电机组、储能系统的时候，都要用到大量矿产资源。目前，国内矿产资源的使用量和对外依存度都非常之高，依存度最低的铜，每年也有75%的使用量依赖进口。另外，对含有金、钴、锂、镍等退役新能源器件的循环利用，对解决环境问题和我国矿产资源的供应问题，都具有重要的战略意义。未来，退役新能源器件将呈现常态化、持续增长的态势，年生产量至少达到3000万吨左右。如果这些设备能循环利用、循环处置，那么就可以节约7000万吨的原生矿产资源。习总书记讲，脱贫攻坚取得胜利后，要全面推进乡村振兴，这是三农工作重心历史性的转移。2022年，中央一号文件提出了三方面重点工作，乡村发展、乡村建设、乡村治理推动实现“两新”，就是乡村振兴取得新进展、农业农村现代化迈出新步伐，这是乡村振兴的一个总目标和路线图。为什么乡村振兴对实现“双碳”目标有重要的作用和意义？因为可再生能源大量地分布在农村地区，另一方面，农村现在的燃煤消耗仍占农村能源消耗很高的比重。此外，农村电气化水平还比较低，农林废弃物畜牧粪便量大面广，资源化利用程度很低。因此，从供给侧来讲，农村是可再生能源的供给区域。从需求端来讲，农村在乡村振兴的过程中，也需要优化能源结构，解决环保问题。所以，乡村振兴是实现“双碳”目标的重要路径。A：最近几年，我去了很多新能源汽车厂家。包括有的也做新能源电池，一方面用在汽车上，一方面用其他设备上。这里面最大的问题，我认为是制造电池的很多材料有很多都是稀有金属，我现在担心的是这些原材料供应上能不能有所保障。还有一个问题是现在不少新能源汽车电池面临退役潮，大量的淘汰电池该怎么处理。当然，现在有一些好办法。首先就是梯级利用，就是退役的动力电池换下来后里面能存一点能量，可以做成电堆来进行发电实现梯级利用。但梯级利用也总有全部用完的时候，那么它还是面临一个回收利用的问题。所以说，如果循环利用的问题不解决，我认为对于它的发展会有很大的影响。Q：关于能源结构，还有另外一个维度，是分布式和集中式哪种方式更优？比如说生物质的开发和利用，应该是分布式还是集中式？发达国家比如德国的方式是什么？A：如果是化石能源，比如核能这样的化石能源，应该说还是集中式比较好，这样效率更高。而可再生能源，如果一味地强调规模化，把这么多能量密度低的东西集中起来，这个难度是非常大的。同时，付出的代价也非常大。德国还有西欧的一些国家，在生物质能源的发展方面，尤其是做生物柴油很不错。在选择何种方式上，还是要分情况。是主动型生物质能，还是被动型生物质能。主动型的生物质能因为场地和规模都是可控的，比如西欧国家的菜籽油种植面积非常大，这都是主动型生物质能。但我们国家的现实情况，不允许大量发展主动型生物质能，我们只能处理废弃物，那它一定是分散的。所以，生物质能包括其他可再生能源，一定要就地解决问题，一定要场景结合，实现多能互补。Q：中国企业家俱乐部和企业绿色发展研究院的很多企业家，为了应对气候变化，积极倡导和实践了“碳惠村”。就是在广大农村帮助农民种树吸收二氧化碳，这是一个公益行为。我想咨询一下，你觉得种树和买森林，这两种方式哪个更好一点？A：我们中国企业家俱乐部很有社会责任感，在这方面做了很多探索，“碳惠村”我理解是受惠、受益的意思，就是让农民能够有所收益。实际上还有一层意思是汇聚的汇，把碳集中汇聚起来。至于这个问题，我觉得为了碳交易就去盲目地种树，这是不对的。能不能跟乡村振兴实现有效的结合，乡村振兴里面除了碳汇功能外，还可以跟休闲结合起来，不一定非得为了种树而种树。种树能够取得一定的碳汇，具有富碳的效果。但很多湿地种草的碳汇能力比种树还要好，实际上年纪很老的森林，它的碳汇能力已经很弱了，只有处在生长期的树，它的碳汇能力比较强。南方一棵树的生长周期是20年，但要来种草的话，一年可以收割3-4次，碳汇能力超过了树的一倍，美丽乡村和植树、种草有机结合，我认为是科学合理的。2022年6月14日 14:30-16:00，国际知名物理学家王恩哥院士将在“大家讲科学第一季”带来《物理学与现代科技》主题直播分享，并与企业家们一同探讨科学家与企业家共同构建高效完整的科技创新和科技成果产业化体系。
王恩哥院士简历
王恩哥，中国科学院院士，北京大学教授，中国科学院物理研究所学术委员会主任， 广东省松山湖材料实验室理事长，北京市怀柔科学城学术委员会主任 。
1999-2021年曾任中国科学院物理研究所所长 北京大学校长，中国科学院副院长 中国科学院 数理学部主任 。目前兼任国际纯粹与应用物理联合会（ IUPAP ）执行副主席，国家科学中心国际合作联盟理事长，美国物理学会 （APS）国际董事 北京市科协副主席 。
王恩哥主要从事凝聚态物理研究，在轻元素凝聚态体系的全量子化效应研究方面做出了具有重要影响的 工作 。曾获第三世界科学院物理奖 、德国洪堡研究奖、陈嘉庚数理科学奖、 何梁何利科技进步奖、 国际先进材料终身成就奖、 亚洲计算材料科学成就奖、世界华人物理学会亚洲成就奖 、国家自然科学二等奖等。
