科技支撑重点行业领域碳达峰碳中和行动路径研究——以十堰市为例.pdf

2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，中国将提高“国家自主贡献”力度，“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”1。“双碳”目标的提出，为中国经济社会全面绿色转型和实现高质量发展指明了方向。2022年6月，省十二次党代会赋予十堰“加快打造绿色低碳发展示范区”的新定位。站在国家重大战略和省委新的决策部署的历史交汇点，全面准确实施碳达峰碳中和行动，不仅是十堰打造“绿色低碳发展示范区”的实践，而且对湖北加快建设全国构建新发展格局先行区具有重要意义。碳达峰碳中和是一项复杂而艰巨的任务，实现碳达峰需要进行产业结构调整、能源结构调整和持续的节能减碳，实现碳中和需要能源革命、绿色革命和颠覆性技术出现，这些都离不开科技创新。实现“双碳”目标，必须摸清重点行业领域碳排放家底，深入研究科技支撑重点行业领域绿色革命与碳达峰碳中和的逻辑关联、问题短板与突破重点，通过实施科技支撑重点行业领域碳达峰碳中和行动，实现经济社会高质量绿色发展。一、十堰碳排放现状与减排成效根据2018年12月生态环境部发布的 中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告 解释，温室气体排放指的是能源活动、工业生产过程、农业活动、土地利用变化和林业、废弃物处理五个领域中二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫（SF6）的排放2。2021年十堰市温室气体清单报告了上述五大领域中二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和全氟化碳四种温室气体的排放源和吸收汇。从排放领域看，能源领域排放占比超过60%，属于排碳最多的领域，其次是工业生产过程和农业活动。从行业来看，热电联产、水泥、化工、汽车制造、钢铁依次为碳排放最多的五大行业，属于降碳减排的科技支撑重点行业领域碳达峰碳中和行动路径研究以十堰市为例宋苗苗（中共十堰市委党校，湖北十堰442000）摘要：碳达峰碳中和是中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策。“加快打造绿色低碳发展示范区”是湖北省第十二次党代会赋予十堰的新定位。站在国家重大战略和省委新的决策部署的历史交汇点，深入研究科技支撑重点行业领域绿色革命与碳达峰碳中和的现实问题与突破重点，不仅是十堰全面准确实施碳达峰碳中和行动的重大理论和实践课题，而且对湖北加快建设全国构建新发展格局先行区也具有重要意义。关键词：碳达峰；碳中和；科技支撑；绿色低碳发展示范区中图分类号：X321文献标识码：A文章编号：2095-6584-（2024）02-0118-06收稿日期：2024-01-03基金项目：十堰市2022年度软科学研究项目“科技支撑十堰重点行业领域碳达峰碳中和行动路径研究”（2022R006）作者简介：宋苗苗（1989-），女，湖北京山人。讲师，硕士，研究方向：生态文明。2024年4月第23卷第2期襄阳职业技术学院学报Journal of Xiangyang PolytechnicApr.，2024Vol.23 No.2118宋苗苗：科技支撑重点行业领域碳达峰碳中和行动路径研究重点行业。十堰市坚持生态优先、绿色发展的战略定位，通过加快产业转型、优化能源结构、节能降碳协同减排、增加森林碳汇等系列措施，全市温室气体排放总量逐年下降，取得了较好效果。（一）节能减碳成果丰硕“十三五”以来，十堰市强化重点行业领域减污降碳协同。全市水泥生产企业全部落实每年每条熟料生产线错峰生产时间不低于60天的要求；陆续关闭2座热电厂，淘汰83台燃煤锅炉，淘汰煤炭产能6万吨，关停矿井1座、水泥企业2家、磷化工企业5家；开展排查“散乱污”企业整治93家；全面取缔禁燃区内9家企业11个型煤加工点；督促东风公司车间锅炉煤改气；积极推进工业固废资源利用，4家企业通过了工信部 废钢铁加工行业准入条件 公告；大力发展新能源汽车，充电网络实现五县一市城区全覆盖，公交、物流、环卫、公共停车场等主要服务场所全覆盖，取得了较好的降碳成效。全市温室气体排放总量逐年下降，2020年温室气体排放总量较2015年减少306.47万tCO2e（不包含电力调入调出，不包含土地利用变化和林业碳汇吸收），下降19.96%；二氧化碳排放强度累计降低率45.46%，超额完成省定计划。2021年后继续保持下降趋势3。（二）扩绿增汇大幅提升十堰市自2015年后，一直处于能源碳中和盈余状态。目前，十堰森林面积达到174.73万公顷，林地面积193.8万公顷，全市森林覆盖率达到73.86，较2015年增长9%，森林碳汇增长明显。截至2021年底，十堰市清洁能源装机容量占电源总装机容量的比重超过80%，绿色能源占比突出，光伏、风能、水电等碳汇持续增长。（三）绿色低碳产业蓬勃发展十堰市把打造壮大绿色低碳产业作为“两山”理念转换抓手和落脚点，绿色低碳产业发展迅速。形成了以现代汽车及装备制造为主的绿色制造工业，乘用车从小到大，商用车迈向中高端，新能源车快速成长，开创了“商乘并举、油电并重”新格局。形成了以武当山和丹江口水库为主的全域生态旅游业，A级以上景区总数达85家，汉江休闲观光带、城郊生态游憩带、竹房绿色度假带、大武当健康养生区基本建成，服务业对经济增长贡献率超50%。形成了以秦巴山区特色农业产品为主的现代农业，打造了武当道茶、丹江口翘嘴鲌、房县黑木耳、竹山绿松石等26个国家地理标志产品。全市三次产业结构持续优化。（四）碳市场交易稳妥有序十堰市参与湖北省碳市场企业每年均按时履约。履约企业主要覆盖钢铁、化工、汽车制造、热电联产、水泥、有色金属和其他金属制品、食品饮料、玻璃及其他建材8个行业。2018年，十堰市共有14家企业参与交易和履约，到2021年共有16家企业参与交易和履约，碳交易量24.84万吨，交易额约500万元。过去五年，十堰市企业履约率均为100%。此外，京能热电作为全市唯一一家纳入全国碳市场交易的企业，每年按时履约。二、科技支撑十堰重点行业领域碳达峰碳中和行动的主要困境近年十堰市降碳增汇取得了显著成效，同时也面临许多问题：关键技术领域存在明显短板，创新人才团队聚集相对匮乏，创新平台建设发展质量不高，科技体制机制障碍亟待破除，在碳捕捉、节能减排、能源结构、能源安全方面科技创新活动乏力等，这些都制约着“双碳”目标的实现。（一）关键技术领域存在明显短板聚焦当前十堰市温室气体排放的五大重点行业，即热电联产、水泥、化工、汽车制造和钢铁，在关键技术领域都存在较为明显的短板。1.CCUS技术体系发育不成熟。CCUS是指碳捕集、利用与封存技术，是实现“双碳”目标的托底技术，就是将收集来的二氧化碳作为原料用于其他工业，或者将化石燃料（比如燃煤电厂排放出来的二氧化碳）经过净化、提纯、压缩后永久封存于地下的技术集合4。十堰实施“双碳”行动的几大重点行业领域，几乎都涉及到CCUS技术的运用，尤其是部分化工行业的排放。如水泥行业在生产过程中因煅烧碳酸盐产生的排放，除了CCUS技术，目前没有其他可行技术。CCUS涉及的捕集、运输、利用和封存4个环节，有不同的细分技术，其中要求最高的碳捕集技术核心，国内目前尚不成熟，需要技术攻关和储备。同时，作为多流程多环节的复杂技术，CCUS的技术创新资本密度高，创新成本119第23卷第2期襄阳职业技术学院学报2024年第2期高。加上该项技术的体系发育不成熟、融资难、知识共享不足，业界对相关技术创新活动的参与度较低，创新动力不足，至今仍未取得突破性技术创新，短期内较难实现商业化和规模化应用。2.储能技术尚处于起步阶段。储能技术虽然不是直接减少碳排放的技术，但是减碳的两大新能源领域（新能源电力和新能源车）都严重依赖储能技术。热电联产行业是十堰的碳排放大户，是十堰实现“双碳”目标的重点行业之一；做大做强新能源和智能网联汽车“一主”产业，是十堰突破性发展“一主四优多支撑”产业体系的重要一环。因此，结合十堰实际，储能技术是实现碳中和的关键技术。在新能源电力领域，电化学储能中的锂离子电池和化学储能中的氢储能，是最有可能作为电网大规模储能的技术方向，这刚好也是新能源与智能网联汽车领域的两大关键技术方向。但是这两大技术方向各有困境：电化学储能转化率高但是能量耗散较大，不适合长期储能；氢储能几乎没有能源耗散，但是能源转化率低，成本高，现有的投资回报机制不够健全。加上相关储能技术仍不成熟，推动储能技术在电网中的应用还存在较大困难。在新能源与智能网联汽车方面，尽管锂离子电池在电动汽车领域普遍被看好，但在大容量储能市场上，还需要经过示范应用验证。此外，新能源车领域最新技术研究方向的钠硫电池和液流电池也都处在示范应用阶段。氢燃料电池车虽然能量密度远高于电动车，但是氢能产业链长、技术难度大，国内氢能产业链刚刚起步，在关键基础材料、核心零部件以及氢气安全科学机理、专业人才等方面并不具备竞争力。总体来看，大容量储能技术集成成本高，投资规模大，关键技术有待突破，产业化困难较大，需要大力攻关。3.高碳排放行业技术升级难度大。在十堰的碳排放中，工业领域排放一直占据较大比重。十堰工业生产过程温室气体排放主要存在于水泥、石灰、电石、钢铁和铝五大生产过程中。从温室气体排放关键指标强度看，水泥和钢铁生产过程的排放居前两位，是重点减排行业。为了满足清洁高效的工业用热需求，电气化成为工业领域低成本并且可持续的技术选择，被广泛应用于纺织、造纸、化工等行业。目前蒸汽的生产方式主要是以化石能源为主的燃煤和燃气锅炉，因此锅炉的电气化是工业领域供热脱碳的主要方式。但是水泥、钢铁行业都属于高温煅烧行业，能量需求高，在当前技术下难以实现电气化，加上节能增效成本高，又缺乏相关的投资和保障机制，较难实现脱碳4。（二）创新人才团队聚集相对匮乏1.绿色低碳人才支撑不足。“双碳”目标提出后，一场广泛而深刻的经济社会系统性变革开始，清洁能源领域人才队伍开始助力实现“双碳”目标。但是从当前情况来看，原有的人才队伍无法满足绿色低碳发展新形势新要求5。战略科学家不足、复合型人才稀少、产业人才短缺成为当前“双碳”科技人才市场的主要特点。同时，“双碳”人才的培养模式和培养标准仍在探索，人才培养体系尚在试点阶段，人才评价标准和体系不健全不完善、人才支撑不足成为“双碳”工作的重要制约因素。在具体产业方面，储能与氢能、碳捕集利用与封存、碳金融和碳交易等领域尤其缺乏人才。此外，十堰市制造业人才外流现象比较严重，人才“留住难、引进难、培育难”问题比较突出。2.“双碳”科技人才培养与市场需求不匹配。当前在绿色低碳人才培养方面还存在不少薄弱环节。目前对“双碳”专业人才的培养模式尚处于探索阶段，职业教育起步较晚，“双碳”人才职业成长基础薄弱；国内各大高校几乎没有相应的对口专业；社会培训渠道单一，多元化职业教育格局尚未形成。学科和专业建设与现实需要存在差距，课程设置针对性不强，课程更新不及时，产学研融合不畅通，通识教育难以满足复合型双碳人才培养需求，“双碳”人才在企业和学校之间流动性较差。碳中和领域交叉学科发展滞后，不利于“双碳”人才创新突破，涉及“双碳”领域的学科之间存在着鸿沟，分割孤立现象突出，对进一步创新研究造成影响。（三）创新平台建设发展质量不高1.绿色低碳创新平台发展不平衡。近年来，十堰科技创新平台建设加快推进，各类科技创新平台达到400多家，数量位居地（市）州前列。但创新平台建设缺乏系统布局，建设领域和区域相对集中，大部分规模偏小，层次不高；市级统筹不强，120宋苗苗：科技支撑重点行业领域碳达峰碳中和行动路径研究创新资源各县（市、区）分布散乱，有效创新平台数量较少，科技创新平台承载力和服务功能有限，发展不平衡问题突出。层次相对较高的创新平台主要落户在创新资源密集、原始创新能力相对较强的十堰市城区，集中在战略性新兴产业；汽车和零部件等传统优势行业领域，企业科技研发平台集中在少数龙头企业。需要重点减排的传统高碳（钢铁、水泥）行业，基本上没有研发平台，自主研发能力不强。全市绿色低碳创新平台空间布局不均衡，产业分布不均衡，企业发展不均衡。2.创新平台建设与市场脱节。实现产学研合作是平台发挥创新能力的关键，但是，当前科技创新平台与十堰市的产业对接不相适应。目前大部分高层次的重点实验室和省级工程研究中心，主要是依托高校建设，在产学研链条中，“研”的部分主要由高校承担，缺乏企业参与。依托高校建设的学科重点实验室的考核标准，大多以论文、专利为主导。这种考核方式让创新平台建设脱离市场，成果难以商业化。同时，部分创新平台没有和政府、相关企业建立稳定有效的产学研战略合作关系，组织架构松散，合作缺乏稳定性，科技经费投入体系单一，影响了创新平台的成果转化。3.创新平台管理评价体系不成熟。目前很多创新平台尚未建立成熟健全的组织架构，人事管理制度和绩效考核制度的设置也较为简单，创新平台建设过程中依然存在无人监管或多头管理的现象。部分研究院形成了“谁都管、谁都不管”的局面，影响了创新平台的健康发展，“重建设，轻管理，重数量，轻质量”的问题也存在。主管单位对创新平台的绩效评价相对滞后，没能形成科学有效的机制，一些创新平台的贡献度相对较低。（四）科技体制机制障碍亟待破除1.组织领导机制不健全。目前，十堰市没有成立科技支撑“双碳”领导小组，应对气候变化工作（节能减排）领导小组没有明确办公室设置，生态环境局履行温室气体控排职能时以本单位名义发文，效果打折扣。2.政策保障机制不健全。在促进科技创新支撑“双碳”的过程中，缺少技术路线图和整体实施方案、资金和金融配套政策等，造成科技创新推动节能减排效果不佳。特别是“双碳”技术研发及推广应用还缺乏完善的财政金融支持，资金效能不高。3.“双碳”技术跟踪检测考核机制不健全。缺少碳中和技术跟踪监测，相关科技考核评价机制对于技术优选与迭代作用不大。缺乏相应的激励考评机制，不利于双碳技术成果的产权保护。三、科技支撑十堰重点行业领域碳达峰碳中和行动的路径探析坚持目标导向和问题导向，围绕重点行业领域实现碳达峰碳中和目标的短板弱项，兼顾发展和减排、中长期和短期的平衡，聚焦热电联产、水泥、化工、汽车制造、钢铁等重点领域关键核心技术。通过加强重点行业领域减碳增汇关键技术攻关，推进绿色低碳创新人才提质增效，促进绿色低碳创新平台提能升级，完善科技创新支撑“双碳”目标保障机制，保障十堰如期实现“双碳”目标，推动十堰建设“示范区”，建功“先行区”。（一）加强重点行业领域减碳增汇关键技术攻关1.构建以新能源为主体的新型能源系统。“无油、无气、乏煤、丰水、富风、多光”是十堰能源特点。要结合本地能源特点和优势，加速推进煤炭低碳高效清洁利用，加大太阳能、风能、水能、氢能等清洁能源的研究与开发，支持县市区布局集中式光伏电站，率先实现电力转型和能源清洁化，不断提高全市光电转化效率、降低成本。此外，十堰综合生物质能资源潜力较大，要大力推进生物质能与CCUS耦合的负碳排放技术研发，加大新型储能技术研发，大力提高储能技术在新能源中的发展应用，有效解决“弃风、弃光”等问题。2.推动新能源汽车领域的技术创新。完善以绿氢为核心的“生产、存储、运输、应用”的全产业链科技创新，推进绿氢燃料电池研发，加快商业应用5。扩大纯电动、插电式混合动力、燃料电池汽车生产规模，重点推进新能源中重型商用车正向研发与示范应用。加快智能网联汽车技术与汽车碳排放管理关键技术布局，重点攻关环境感知、智能决策、整车控制系统等核心技术，重点发展汽车碳排放遥感测量、大数据、云计算等实测技术，碳足迹计算等评估技术。加快充换电站、加氢站、智121第23卷第2期襄阳职业技术学院学报2024年第2期能网联示范道路等基础设施建设。3.对传统制造业实施绿色化改造。重点推进水泥、钢铁等传统高耗能行业加强技术改进，支持其在原料脱碳、工艺技术清洁改造、CCUS加装、全流程节能等环节的科技创新，率先实现高碳排放重点行业的碳达峰目标5。此外，化学工业生产过程的排放种类复杂，要根据行业性质和排放种类制定相应的减排措施，发展和应用相应的减排技术。针对十堰化工行业整体低碳化技术不足、清洁化水平不高等问题，还要大力实施盐化工、硅氟化工等大宗化工低碳节能工业流程再造技术、CCUS、化工固废处理技术等，加快推进可再生能源利用与化工生产过程融合技术发展，实现化工行业绿色低碳转型发展。（二）推进绿色低碳创新人才提质增效1.加大绿色低碳人才引进和培育力度。围绕热电联产、水泥、化工、汽车制造、钢铁等重点领域关键核心技术突破，依托创新平台和龙头企业，引进一批高层次领军人才和青年科学家，培养一批科技成果转化及技术服务人才，形成一批绿色低碳技术创新团队，为科技创新提供人才保障。围绕实现“双碳”目标，制定“双碳”人才专项计划，加大对“双碳”青年科技人才的支持力度。加强“双碳”科技创新人才的交流合作，通过项目合作，共建联合实验室、创新基地等方式有效盘活绿色发展创新人才存量，拓宽人才流动渠道与空间，形成人才流动的良好环境。2.健全“双碳”人才培养体系。建立绿色技术课程目标与“双碳”发展需求的紧密联系，注重运用与实践。加强“双碳”人才职业教育，探索建立以政府为主导、以企业为主体、各类社会组织和培训机构广泛参与的“双碳”人才职业培训体系和运行机制。政府要为“双碳”职业人才培养提供政策支持，一方面要加快职业能力认定，健全技能人才评价标准体系；另一方面也要为从业者提供技能培训渠道，引导劳动力向绿色低碳就业流动，解决人才和技能在供需上的不平衡问题。强化“双碳”发展人才激励与奖励体系，把物质激励与精神激励、短期激励与长期激励相结合，提升技能培训、事业发展、奖励制度的联动性，用更科学的方式分类评价人才贡献，充分激发创新人才的智慧与活力。（三）促进绿色低碳创新平台提能升级1.打造有较高密度的高能级绿色低碳创新平台集聚区。围绕十堰实现“双碳”目标任务，依托高校、院所和企业，整合、优化现有绿色低碳领域科技创新基地，创建国家级科技资源共享服务平台。围绕新能源、节能环保、减污降碳等领域，加快推进以重点实验室、产业技术研究院、产业创新联合体、市级科技创新中心与离岸双创基地为支撑的绿色低碳创新平台建设。推动各县（市、区）绿色低碳创新平台的差异化协同发展，积极推进资源共享，搭建开放的公共研究开发平台，逐渐改变绿色低碳创新平台发展不平衡、各县（市、区）创新资源分布散乱等问题，促进绿色低碳创新平台高质量发展。2.提升绿色低碳创新平台产学研合作水平。在绿色低碳创新平台的建设和谋划中，要提前考虑技术成果转移转化体系、科技金融服务支撑体系等的建设，搭建创新资源与产业资源的互通桥梁，推动创新链与产业链的深度融合，破除创新平台建设与市场脱节问题。让绿色低碳创新平台的科技成果能更顺畅地实现产业化、商业化推广应用，形成可持续发展的良好创新生态。强化企业创新主体地位，支持企业整合高校、科研院所、产业园区等力量，组建“双碳”科技创新平台，探索联合开发、利益共享、风险共担的模式，有效解决企业在节能减排领域创新研发平台的人才、技术瓶颈问题，提升企业绿色低碳领域的研发能力和水平。借鉴“研发飞地”经验，通过在发达地区建设创新平台，提升本地科技创新水平。（四）完善科技创新支撑“双碳”目标保障机制1.健全协同统筹机制。制定“双碳”科技创新行动方案，成立工作领导小组，加强各部门工作协调。坚持政府和市场两手发力，充分发挥市场在技术创新中的决定性作用。发挥高等院校、科研院所的源头创新优势，强化企业创新主体地位，加强创新资源统筹，推进“产学研”深度融合，充分激发各类创新主体活力。2.健全资金投入机制。鼓励多元投入，加大科技创新投入，采用择优委托、赛马制、揭榜挂帅等方式组织实施“双碳”科技计划项目，系统布局122宋苗苗：科技支撑重点行业领域碳达峰碳中和行动路径研究十堰市低碳技术科研攻关体系，推动“项目、基地、人才、资金”一体化配置。以政府资金为引导，企业投入为主体，充分发挥各级各类政府引导基金的作用，引导社会资本和风险资本积极参与，形成多元化科技投入体系。3.健全全周期评价机制。跟踪评价国内外绿色低碳技术发展动态，对十堰市“双碳”技术发展趋势进行评估和研判，制定战略实施路径，为决策提供支撑。建立关键技术动态调整机制，加强知识产权保护和政策研究，迭代完善关键技术攻关实施清单。聚焦重点行业领域实现“双碳”目标的重大技术瓶颈和体制机制障碍，分阶段、分重点推进科技研发目标和任务部署，提出有效适配的政策措施，形成创新驱动绿色低碳发展的长效机制。参考文献：1 孙秀艳.减碳，中国设定硬指标 N.人民日报，2020-09-30（14）.2 中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告 R/OL.（2019-07-01）2023-10-20.https：/ 2021年十堰市温室气体清单报告 R.十堰：市生态环境局，2023.4 汪军.碳中和时代 M.北京：电子工业出版社，2021：29.5 何亮.助力“双碳”，人才缺口这么补 N.科技日报，2023-02-13（05）.Study on the Action Path of Carbon Peak Achievement and CarbonNeutrality in Key Industry Sectors Supported by Science andTechnologyTake Shiyan City as an ExampleSong Miaomiao(Party School of Shiyan Municipal Committee of the Communist Party of China,Shiyan Hubei 442000,China)Abstract：Carbon Peak Carbon Neutral is a major strategic decision made by the central government tocoordinate the domestic and international situations.Accelerating the creation of a green and low-carbondevelopment demonstration area is the new positioning given to Shiyan by the 12th Party Congress of HubeiProvince.Standing at the historical intersection of national major strategies and new decision-making anddeployment of the provincial party committee,in-depth study of science and technology to support the greenrevolution in key industry sectors and the reality of peak carbon and carbon neutrality and the focus ofbreakthroughs,not only is the Shiyan comprehensive and accurate implementation of peak carbon and carbonneutrality action of major theoretical and practical issues,but also to accelerate the construction of Hubei to builda new pattern of development of the countrys first area of great significance.Keywords：carbon peak;carbon neutral;scientific and technological support;green and low carbondevelopment demonstration zone（责任编辑：邹丹）123