當(dāng)前，世界各國(guó)均面臨氣候變化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，碳減排已成大國(guó)新的競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。2020年9月22日，第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上正式宣布我國(guó)將力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。“雙碳目標(biāo)”下，能源領(lǐng)域變革性技術(shù)發(fā)揮的支撐性作用正愈發(fā)凸顯。美國(guó)、歐盟、英國(guó)和日本等主要國(guó)家和經(jīng)濟(jì)體近期紛紛加大變革性技術(shù)項(xiàng)目部署，以期保持在氣候治理領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。對(duì)此，我需重視能源領(lǐng)域變革性技術(shù)發(fā)展，盡早實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”，在大國(guó)碳減排競(jìng)爭(zhēng)中展示我國(guó)的擔(dān)當(dāng)。
一、各國(guó)紛紛出臺(tái)“碳中和”目標(biāo)和行動(dòng)計(jì)劃
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，主要國(guó)家和經(jīng)濟(jì)體已處于后工業(yè)化階段或已完成工業(yè)化階段，其已基本解決傳統(tǒng)環(huán)境污染問(wèn)題，所以重點(diǎn)關(guān)注氣候變化等全球性問(wèn)題，制定氣候治理的國(guó)際框架并成為該領(lǐng)域的全球領(lǐng)先者。在主要國(guó)家和經(jīng)濟(jì)體的推動(dòng)下，2015年，近200個(gè)締約方在巴黎氣候變化大會(huì)上達(dá)成《巴黎協(xié)定》，確立了把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平漲幅控制在2℃內(nèi)和努力實(shí)現(xiàn)1.5℃溫控的目標(biāo)，為全球確定了綠色低碳轉(zhuǎn)型的大方向。2017年，主要國(guó)家在“同一個(gè)地球”峰會(huì)簽署了《碳中和聯(lián)盟聲明》，承諾在21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)零碳排放。2019年聯(lián)合國(guó)氣候行動(dòng)峰會(huì)上，主要國(guó)家承諾加大行動(dòng)力度，并組建“氣候雄心聯(lián)盟”，以敦促各國(guó)開(kāi)展更高級(jí)行動(dòng)。
從國(guó)家和主要經(jīng)濟(jì)體看，歐洲方面，2018年11月，歐盟委員會(huì)發(fā)布“2050年凈零排放”政策性文件，涉及產(chǎn)業(yè)政策、金融和研發(fā)等關(guān)鍵領(lǐng)域；2019年11月，歐盟委員會(huì)發(fā)布“2050歐盟綠色新政”，推動(dòng)歐盟“綠色發(fā)展”。該文件提出，到2050年歐洲將成為全球首個(gè)“碳中和”地區(qū)，并為此制定了詳細(xì)的政策框架和時(shí)間表路線圖，包括能源、產(chǎn)業(yè)、建筑、交通和農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。2020年7月，歐盟委員會(huì)又出臺(tái)《歐盟氫能戰(zhàn)略》，提出為實(shí)現(xiàn)歐盟2050年碳中和目標(biāo)，歐洲到2024年將安裝600萬(wàn)千瓦的電解設(shè)施以具備100萬(wàn)噸綠氫制備能力，到2030年將安裝4000萬(wàn)千瓦的電解設(shè)施，以具備1000萬(wàn)噸綠氫制備能力，到2050年制備的氫均為綠氫，并將25%的可再生能源用于電解制氫。2021年4月，歐洲議會(huì)及歐盟各成員國(guó)議會(huì)就《歐洲氣候法》達(dá)成臨時(shí)協(xié)議，擬通過(guò)立法實(shí)現(xiàn)2050年碳中和的承諾。歐洲各國(guó)也紛紛出臺(tái)政策文件。2020年6月，德國(guó)通過(guò)《德國(guó)國(guó)家氫能戰(zhàn)略》，指出可再生能源產(chǎn)生的綠氫是支持德國(guó)2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的必要條件，德國(guó)將持續(xù)加大綠氫和公共交通等領(lǐng)域投資力度。2020年9月，英國(guó)政府推出一攬子綠色創(chuàng)新資助方案，支持用于重工業(yè)、建筑、航天和交通運(yùn)輸部門脫碳的綠色技術(shù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的綠色復(fù)蘇。法國(guó)、意大利、西班牙等歐洲國(guó)家也出臺(tái)了政策文件，支持本國(guó)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展。美國(guó)方面，拜登政府上臺(tái)后，推出一攬子清潔能源政策，如重返《巴黎協(xié)定》；推出《氫能項(xiàng)目計(jì)劃》《能源地球計(jì)劃》，加大對(duì)太陽(yáng)能、生物燃料、地?zé)崮?、碳捕集技術(shù)、耦合能源系統(tǒng)技術(shù)等項(xiàng)目的投資；承諾到2035年通過(guò)可再生能源過(guò)渡實(shí)現(xiàn)無(wú)碳發(fā)電、到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和等。亞洲方面，2020年底，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布《綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略》，明確2050年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，并對(duì)海上風(fēng)能、核能、氫能、太陽(yáng)能和交通等領(lǐng)域的具體發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn)發(fā)展任務(wù)。2021年5月，日本國(guó)會(huì)參議院通過(guò)《全球變暖對(duì)策推進(jìn)法》，進(jìn)一步以立法的形式明確了日本到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。2020年7月，韓國(guó)政府推出新的經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃《韓國(guó)新政：國(guó)家轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略》，并為其投入73.4萬(wàn)億韓元（約600億美元）。新政分為“數(shù)字化新政”和“綠色新政”兩部分。其中“綠色新政”確定了韓國(guó)需從碳依賴性經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞辑h(huán)保型經(jīng)濟(jì)，為韓國(guó)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)結(jié)構(gòu)的根本性升級(jí)。目前，超過(guò)130個(gè)國(guó)家和地區(qū)提出了“零碳”或“碳中和”的氣候目標(biāo)，其中2個(gè)國(guó)家已實(shí)現(xiàn)碳中和，7個(gè)國(guó)家已制定相關(guān)法律，歐盟（作為整體）正在制定相關(guān)法律法規(guī)；20個(gè)國(guó)家（包括歐盟國(guó)家）已經(jīng)發(fā)布了正式的政策宣示；近100個(gè)國(guó)家和地區(qū)提出了目標(biāo)但尚在討論過(guò)程中。
二、變革性技術(shù)將發(fā)揮關(guān)鍵支撐作用
變革性技術(shù)指通過(guò)科學(xué)或技術(shù)的創(chuàng)新和突破，對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)、工藝、產(chǎn)品進(jìn)行一種另辟蹊徑的革新，產(chǎn)生重塑行業(yè)乃至全球經(jīng)濟(jì)的顛覆性進(jìn)步，是提升國(guó)家綜合國(guó)力、科技創(chuàng)新力和產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。能源領(lǐng)域的變革性技術(shù)極大程度促進(jìn)了在人類的發(fā)展。例如，16世紀(jì)英國(guó)木材的短缺導(dǎo)致了煤炭時(shí)代的到來(lái)，隨著煤炭利用技術(shù)的提高，煤炭被廣泛應(yīng)用于蒸汽機(jī)領(lǐng)域，并取代薪柴成為世界的主要能源。20世紀(jì)中葉，隨著內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的突破，石油開(kāi)采業(yè)和石油化工業(yè)的突飛猛進(jìn)，石油和天然氣勘探、開(kāi)采技術(shù)的快速發(fā)展，大大加速了各國(guó)工業(yè)化發(fā)展的步伐。美國(guó)頁(yè)巖技術(shù)的快速突破使得其從進(jìn)口國(guó)轉(zhuǎn)變成全球最大石油生產(chǎn)國(guó)，并重塑了全球資源版圖與供需格局。美國(guó)和歐盟的經(jīng)驗(yàn)證明，變革性技術(shù)是“改變游戲規(guī)則”“重塑未來(lái)格局”的革命性力量。
從國(guó)家來(lái)看，美國(guó)、歐盟、日本等主要國(guó)家和經(jīng)濟(jì)體一直重視變革性技術(shù)研發(fā)。美國(guó)方面，為支持軍事領(lǐng)域變革性技術(shù)的發(fā)展，美國(guó)于1958年在美國(guó)防部下設(shè)立了美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA），幾十年來(lái)，DARPA在互聯(lián)網(wǎng)、半導(dǎo)體、合金材料、GPS、遠(yuǎn)程醫(yī)療、隱形飛機(jī)和無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域推出了大量震撼世界的變革性成果。2015年，DARPA發(fā)布新版《服務(wù)于國(guó)家安全的突破性技術(shù)》報(bào)告，表示將重視軍事變革性技術(shù)發(fā)展，在快速打擊對(duì)手、形成非對(duì)稱競(jìng)爭(zhēng)方面取得新突破。在能源領(lǐng)域，美國(guó)模仿DARPA的模式于2009年建立了美國(guó)能源部高級(jí)研究計(jì)劃局（ARPA-E），作為美國(guó)變革性能源技術(shù)的主要推動(dòng)者。短短十幾年，該機(jī)構(gòu)在變革性技術(shù)發(fā)展方面已取得了突出的成績(jī)，在太陽(yáng)能、氫能、核能、地?zé)崮芎统毕艿阮I(lǐng)域開(kāi)展177個(gè)項(xiàng)目，產(chǎn)生了88個(gè)新公司，產(chǎn)出了4614篇科學(xué)論文和716項(xiàng)專利等，ARPA-E也被譽(yù)為“美國(guó)能源創(chuàng)新的全能催化劑”。拜登政府上臺(tái)后，將全球氣候變化視為最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一，簽署了多項(xiàng)與能源和氣候有關(guān)的行政命令和總統(tǒng)備忘錄，期望通過(guò)大力發(fā)展變革性能源技術(shù)，發(fā)展安全、有效和經(jīng)濟(jì)的能源系統(tǒng)，減少碳排放，保持美國(guó)在氣候治理領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。此外，拜登政府還計(jì)劃模仿ARPA-E構(gòu)建一個(gè)組織獨(dú)立的、結(jié)構(gòu)扁平的、人員專業(yè)的和權(quán)力范圍大的新機(jī)構(gòu)——“低碳高級(jí)研究計(jì)劃局”（ARPA-C）。預(yù)計(jì)，ARPA-C將專注于變革性脫碳、碳回收和碳利用等碳相關(guān)技術(shù)，而ARPA-E將更加專注于變革性可再生能源技術(shù)，兩個(gè)機(jī)構(gòu)將更好地滿足拜登政府的“新能源獨(dú)立”和“全球氣候治理領(lǐng)導(dǎo)者”的目標(biāo)。
歐洲方面，早在20世紀(jì)70年代，歐盟的前身歐共體委員會(huì)就推出了《1977—1980歐洲共同體科技政策指南》，指出歐共體需要協(xié)調(diào)各成員國(guó)的科技政策，加強(qiáng)歐洲高技術(shù)研發(fā)，隨后推出了“技術(shù)研發(fā)框架計(jì)劃”（Framework Programme for Research and Technological Development，F(xiàn)P）。能源是FP中的重點(diǎn)內(nèi)容，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)后，能源、環(huán)境問(wèn)題凸顯，歐盟依托FP框架，加大能源技術(shù)的研發(fā)。在第六框架計(jì)劃FP6（2002—2006）中，歐盟研究重點(diǎn)包括可再生能源技術(shù)、節(jié)能提效、替代燃料、燃料電池、氫儲(chǔ)能等，目標(biāo)是開(kāi)發(fā)和使用新的技術(shù)，增加可再生能源的利用。在第七框架計(jì)劃FP7（2007—2013）中，歐盟研究重點(diǎn)包括氫能和燃料電池、可再生能源發(fā)電、可再生能源供熱/制冷、二氧化碳捕獲與封存、潔凈煤技術(shù)、節(jié)能提效、電力/天然氣網(wǎng)絡(luò)和能源政策研究等，目標(biāo)是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高能源效率，應(yīng)對(duì)能源供應(yīng)安全和氣候變化，提高歐洲工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。2008年，歐盟出臺(tái)“歐洲戰(zhàn)略性能源技術(shù)規(guī)劃”（European Strategic Energy Technology Plan），指出歐盟未來(lái)能源發(fā)展需依賴的關(guān)鍵技術(shù)，包括碳捕捉及運(yùn)輸與存儲(chǔ)、歐洲電網(wǎng)、燃料電池和氫能、核電、太陽(yáng)能和風(fēng)能技術(shù)，并對(duì)其中變革性技術(shù)研發(fā)進(jìn)行了部署。此后歐盟2011年的《2050能源技術(shù)路線圖》、2013年的《Horizon 2020研究創(chuàng)新計(jì)劃》等計(jì)劃均闡述了技術(shù)革命的重要性，并強(qiáng)調(diào)結(jié)合信息與通信技術(shù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，使歐盟引領(lǐng)新一輪能源革命。
從技術(shù)上看，根據(jù)美國(guó)大西洋委員會(huì)報(bào)告，2035-2040年能源儲(chǔ)存技術(shù)、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)材料等新興技術(shù)將迎來(lái)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源將取代化石能源，開(kāi)啟“后石油時(shí)代”的世界轉(zhuǎn)型進(jìn)程。在太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域，第三代太陽(yáng)能電池技術(shù)、能源儲(chǔ)存技術(shù)和智能電網(wǎng)技術(shù)，將使太陽(yáng)能應(yīng)用步入數(shù)字化與電子化。在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，先進(jìn)陶瓷、碳纖維、石墨烯等新材料的應(yīng)用，以及風(fēng)輪機(jī)和傳感器技術(shù)的創(chuàng)新，將減少地理因素對(duì)風(fēng)力發(fā)電的制約，降低風(fēng)力發(fā)電的成本。在儲(chǔ)能領(lǐng)域，中國(guó)和美國(guó)有望在未來(lái)十年內(nèi)升級(jí)當(dāng)下的鋰電池技術(shù)，為民用電能儲(chǔ)存帶來(lái)巨大突破。氫能方面，根據(jù)國(guó)際可再生能源組織2019年發(fā)布報(bào)告稱，質(zhì)子交換膜電解裝置和氫燃料電池技術(shù)已足以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模經(jīng)濟(jì)投產(chǎn)，氫能將在工業(yè)與交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)揮重要作用。核能方面，美國(guó)麻省理工學(xué)院稱核聚變技術(shù)的突破已經(jīng)逼近臨界點(diǎn)，有望在未來(lái)15年內(nèi)接入電網(wǎng)。目前，美國(guó)、中國(guó)、歐盟、日本、俄羅斯、韓國(guó)和印度正在合力建設(shè)國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆，核聚變的商業(yè)化利用有望在21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)。
三、變革性技術(shù)正重塑能源地緣政治格局
“雙碳目標(biāo)”下，全球能源系統(tǒng)正在發(fā)生根本性變化，這將對(duì)幾乎所有國(guó)家產(chǎn)生影響，傳統(tǒng)油氣格局中的“集團(tuán)化”博弈格局將轉(zhuǎn)向能源技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，并將產(chǎn)生廣泛的地緣政治后果。
在博弈格局方面，在傳統(tǒng)油氣格局中，世界油氣資源不平衡的空間分布格局使能源出口國(guó)和能源進(jìn)口國(guó)圍繞國(guó)際能源定價(jià)權(quán)進(jìn)行“集團(tuán)化”的政治斗爭(zhēng)，例如由能源出口國(guó)組成的石油輸出國(guó)組織（OPEC），以及由能源進(jìn)口國(guó)組成的國(guó)際能源署。而在低碳競(jìng)爭(zhēng)中，風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能與核能等分布式可再生能源在各國(guó)廣泛分布，使傳統(tǒng)“集團(tuán)化”的國(guó)際博弈結(jié)構(gòu)趨于分散化。能源關(guān)鍵元素出口國(guó)與能源技術(shù)裝備制造國(guó)圍繞稀土元素、鋰、鈷等資源控制權(quán)的博弈，將成為國(guó)際新能源地緣政治格局的常態(tài)。
在能源權(quán)力方面，能源技術(shù)控制權(quán)、能源金融控制權(quán)成為能源博弈的核心。在全球?qū)用?，中美能源“新技術(shù)”與“新基建”將成為新一輪大國(guó)博弈的主線。國(guó)家維護(hù)自身能源安全的策略，從傳統(tǒng)上的分散石油進(jìn)口來(lái)源與渠道，轉(zhuǎn)向發(fā)展新能源技術(shù)，以提升自身的能源供給安全。
此外，電力斷供或?qū)⒊蔀榈鼐壵涡挛淦鳌?/strong>大多數(shù)新能源以電力傳輸，區(qū)域電網(wǎng)將成為新能源傳輸?shù)闹饕绞?。在地緣政治沖突中，電力輸出國(guó)可以通過(guò)切斷跨國(guó)電網(wǎng)的方式制裁電力輸入國(guó)，從而起到與油氣制裁一樣的政治效果，如2015年烏克蘭切斷了通往克里米亞地區(qū)的輸電線路。
在全球氣候變化的大背景下，綠色發(fā)展、實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)不僅是各國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的方案，而是一個(gè)新的“戰(zhàn)場(chǎng)”。綠色發(fā)展是一種道義，占據(jù)全球道德制高點(diǎn)，將不斷影響全球的發(fā)展觀、價(jià)值觀、文化觀；綠色發(fā)展是一種規(guī)則，全球綠色標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量將不斷擴(kuò)大，綠色標(biāo)準(zhǔn)、綠色貿(mào)易壁壘將成為國(guó)際經(jīng)濟(jì)規(guī)則的重要內(nèi)容；綠色發(fā)展是新一輪變革，將對(duì)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、污染減排形成倒逼機(jī)制，先行者將獲得新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，將有益于其參與未來(lái)各主要國(guó)家和經(jīng)濟(jì)體的綠色競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)正處于鉚足勁追趕發(fā)達(dá)國(guó)家的關(guān)鍵階段，在綠色競(jìng)爭(zhēng)的賽道上占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，在綠色發(fā)展中樹(shù)立大國(guó)形象、踐行大國(guó)擔(dān)當(dāng)、輸出綠色發(fā)展的中國(guó)方案是這一階段的關(guān)鍵。為此，我須著眼未來(lái)全球能源變革，以解決國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需求、引領(lǐng)能源變革趨勢(shì)為目標(biāo)，通過(guò)在不同學(xué)科領(lǐng)域展開(kāi)深度交叉融合，攻克重大共性基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，催生新的重大科學(xué)思想和科學(xué)理論，帶動(dòng)新知識(shí)體系建立，培養(yǎng)能源領(lǐng)域變革性技術(shù)，提升我國(guó)在新一輪能源變革中的國(guó)際地位和核心競(jìng)爭(zhēng)力，盡早實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”。
作者簡(jiǎn)介
張宇麒 國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所研究五室，三級(jí)分析員
研究方向：能源領(lǐng)域前沿技術(shù)研究跟蹤及產(chǎn)業(yè)、政策研究
作者簡(jiǎn)介
李維科 國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所研究五室，三級(jí)分析員
研究方向：新材料、先進(jìn)制造領(lǐng)域前沿技術(shù)跟蹤及產(chǎn)業(yè)、政策研究
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