以科技創(chuàng)新促進節(jié)能減排的戰(zhàn)略研究

＊史益博

（東北農(nóng)業(yè)大學 黑龍江 150006）

在經(jīng)濟全球化進程中，倡導低碳經(jīng)濟，建設生態(tài)文明，已是當今世界的主題。在今后的經(jīng)濟和社會發(fā)展中，要對建筑進行全方位地推動，要發(fā)展生態(tài)、低碳的經(jīng)濟，要加強節(jié)能、減排的工作。以科技創(chuàng)新促進節(jié)能減排為戰(zhàn)略研究積極地推進低碳經(jīng)濟的發(fā)展，構建一個資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會，這也是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個重要內(nèi)容。

1.科技創(chuàng)新促進節(jié)能減排的影響

(1)科技創(chuàng)新對減少能源消耗的影響

①發(fā)電領域的科技創(chuàng)新?？萍紕?chuàng)新不斷推動發(fā)電行業(yè)的轉型升級，并提高了發(fā)電效率。引入了高效渦輪機、高效燃燒器等技術來提高火力發(fā)電廠的效率，降低碳排放。例如，2021年一份由牛津布魯克斯大學所做的最新研究顯示，豎直風機在大型風電場中比普通風機的效率要高得多，而且兩臺豎直風機配合使用，其效率可提高15%[1]。我國自主開發(fā)的世界第一臺超臨界氣體發(fā)電機組于2022年正式投入運行，該機組的綜合性能遠超我國已有的氣體發(fā)電機組，不僅具有超高的出力，而且具有“低碳”“綠色”等特點，較同類機組每年可減排85萬噸以上[1]。

②建筑能源利用效率的提高?？萍紕?chuàng)新在建筑領域也起到了重要的促進作用。通過開發(fā)新一代的節(jié)能燈具、高效空調系統(tǒng)等技術，可以降低建筑物的能耗。同時，還可以利用智能化技術，實現(xiàn)建筑物的智能能源管理，進一步提高能源利用效率。

③工業(yè)生產(chǎn)過程的節(jié)能?？萍紕?chuàng)新在工業(yè)生產(chǎn)過程中也發(fā)揮著重要的作用。引入智能制造、物聯(lián)網(wǎng)等技術，可以優(yōu)化生產(chǎn)過程，降低能源消耗。通過精細化的數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化控制，可以在不降低生產(chǎn)效率的情況下，降低能源消耗。

(2)科技創(chuàng)新對減少排放的影響

①火力發(fā)電行業(yè)的碳排放減少。目前我國發(fā)電供熱用煤占全國煤炭生產(chǎn)總量的50%左右。全國大約90%的二氧化硫排放量由煤電產(chǎn)生，80%的二氧化碳排放量由煤電排放量?；鹆Πl(fā)電是主要的能源消耗領域之一，也是重要的碳排放來源。通過科技創(chuàng)新，不斷優(yōu)化火力發(fā)電過程，減少碳排放是解決空氣污染問題的重要方向之一。例如，優(yōu)化燃燒器和燃燒過程，降低碳排放；引入碳捕獲和封存技術，實現(xiàn)二氧化碳的減排。

②交通運輸領域的碳排放減少。交通運輸是另一個重要的碳排放領域?？萍紕?chuàng)新可以改進交通方式，減少尾氣排放。例如，發(fā)展電動汽車技術可以減少汽車尾氣的碳排放；引入無人駕駛技術，通過智能交通管理系統(tǒng)，優(yōu)化交通流量，降低能源消耗。

③工業(yè)制造過程的污染物排放減少。在工業(yè)制造過程中，科技創(chuàng)新可以提供更環(huán)保的生產(chǎn)方式，減少有害氣體和其他污染物的排放。例如，開發(fā)新型催化劑、引入高效過濾和回收技術，可以減少排放的污染物；應用新的清潔生產(chǎn)工藝，減少廢物產(chǎn)生和排放。

3.目前科技的進步實現(xiàn)節(jié)能減排新技術

(1)碳捕獲和封存技術

碳捕獲和封存技術是重要的技術手段，有助于減少二氧化碳排放，應對全球氣候變化。雖然該技術面臨諸多挑戰(zhàn)和問題，但隨著技術的進一步發(fā)展和政策的支持，其具有廣闊的發(fā)展前景。我們需要加大科研投入，不斷優(yōu)化碳捕獲和封存技術，解決技術和經(jīng)濟性等方面的問題，推動該技術的廣泛應用，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。

(2)碳捕獲和封存技術的原理

①碳捕獲技術

碳捕獲技術主要有物理吸收、化學吸收和膜分離等方法。物理吸收利用溶劑或氣體吸附劑將CO2從工業(yè)廢氣中吸收出來；化學吸收則通過化學反應將CO2與吸收劑反應生成可再生產(chǎn)氣；膜分離則利用半透膜的選擇性過濾性質將CO2與其他氣體分離。

碳封存技術主要有地質封存、海底封存和礦物化封存等方法。地質封存是將捕獲的CO2壓入地下深層儲層中，利用地層特性將CO2安全地封存起來；海底封存是將CO2壓入海底的地質層中，使用水體壓力和低溫條件保持其穩(wěn)定；礦物化封存是通過與礦物反應將CO2轉化為無害的礦物形式，實現(xiàn)長期甚至永久存儲。

②碳捕獲和封存技術的應用領域

A.燃煤發(fā)電。燃煤發(fā)電是二氧化碳排放的重要來源，碳捕獲和封存技術可以在燃燒過程中捕獲二氧化碳，并將其封存于地下或海底，從而減少大氣中的二氧化碳排放。工業(yè)過程許多工業(yè)過程會產(chǎn)生大量的二氧化碳，如鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)。碳捕獲和封存技術可以在這些過程中捕獲二氧化碳，避免其直接排放，并將其安全地封存起來。

B.氣田勘探與開采。碳捕獲和封存技術可以與氣田勘探與開采技術結合使用，將捕獲的二氧化碳封存在已經(jīng)采空的油氣田中，從而提高油氣的采收率，并將二氧化碳永久封存。

C.碳捕獲和封存技術的挑戰(zhàn)與問題。a.技術成本和能源效益碳捕獲和封存技術存在高昂的技術成本，包括捕獲、輸送、封存和監(jiān)測等環(huán)節(jié)。同時，該技術也會對能源效益產(chǎn)生一定的影響，因為捕獲和封存過程需要耗費額外的能源。地下封存需要找到適合的地質儲層，并確保封存過程中二氧化碳不會泄漏到地表或水體中，保證封存的穩(wěn)定性和安全性。b.法規(guī)和公眾接受度。碳捕獲和封存技術的推廣還涉及法規(guī)政策和公眾的接受度。目前，尚缺乏相關的法規(guī)和政策，限制了碳捕獲和封存技術的大規(guī)模應用。公眾對于封存地點的選擇、環(huán)境影響和風險認知等問題也存在一定的擔憂。c.政策支持和合作機制。越來越多的國家和地區(qū)開始重視碳捕獲和封存技術的應用，制定政策和引導措施，提供政策支持和資金保障。同時，國際合作機制也有助于促進該技術的推廣和應用。

(3)生物質能源

①生物質資源的現(xiàn)狀。生物質發(fā)電是利用生物質中的生物質能進行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電的一種，包括農(nóng)林廢棄物直接燃燒發(fā)電、農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電、沼氣發(fā)電?！吨袊茉础?021-09-162448刊期回顧了我國生物質能產(chǎn)業(yè)十五年來的發(fā)展歷程，并在此過程中取得了顯著成績。至2020年末，從全國來看，以農(nóng)林業(yè)廢棄物為燃料，總投資為1330億元，已建成和投產(chǎn)的直燃式生物質發(fā)電廠452座，總裝機容量1330萬千瓦，年發(fā)電量510億千瓦時，年上網(wǎng)電量446.2億千瓦時，年利用原料7000萬噸，年度農(nóng)民增收200億元。截至2020年末，以城市生活垃圾為燃料的總投資約為3250億元，已建成并投產(chǎn)的631座直燃式生活垃圾發(fā)電廠，總裝機容量1533萬千瓦，年發(fā)電量778.3億千瓦時，年上網(wǎng)電量642.9億千瓦時，年處理垃圾量1.4億噸[3]。從這一點來看，生物質能工業(yè)的發(fā)展為精準扶貧、生態(tài)環(huán)境治理以及溫室氣體減排做出了很大的貢獻。

②生物質資源的轉化技術。A.直接燃燒技術。目前，最簡單的方法是直接燃燒，但該方法的轉化率很低，污染也很嚴重。在國內(nèi)，采用的是傳統(tǒng)的燃燒木材的方法，熱效率只有5%～10%。推廣節(jié)柴灶，可以使節(jié)柴灶具的熱效率提高20%～30%，節(jié)省木材30%～50%，是一項技術簡單、易于推廣、效益明顯的節(jié)能措施。目前所研制的生物質壓塊燃料，其熱效率高、環(huán)境友好。B.熱化學轉化。生物質能的熱化學轉化指的是在一定的溫度和條件下，用化學方法將生物質氣化、炭化、熱解和催化液化，生產(chǎn)燃料（氣態(tài)、液態(tài)）和化學物質的技術。主要采用氣化法，熱分解法，有機溶劑萃取法。C.生物化學轉化。生物化學轉化是利用微生物的發(fā)酵法，將生物質轉化為液態(tài)或氣態(tài)的能源。這是一種新型的生物燃料-生物質-乙醇的制氫工藝。

③生物質能源的應用。A.生物質熱能的利用。生物質熱能主要用于供熱、供暖和工業(yè)用熱等。木材、秸稈等生物質資源可以直接燃燒，產(chǎn)生熱能，替代傳統(tǒng)的煤炭和天然氣熱能。B.生物質電力的生產(chǎn)。生物質發(fā)電是通過生物質的燃燒、氣化或發(fā)酵得到熱能或燃氣，進而驅動發(fā)電機發(fā)電。生物質發(fā)電可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源發(fā)電，減少碳排放。

(4)生物質能源的發(fā)展前景與挑戰(zhàn)

生物質能源具有龐大的資源儲量和廣闊的應用前景。隨著清潔能源需求的增加，生物質能源將成為能源結構轉型的重要組成部分。生物質能源的開發(fā)利用將促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境的友好保護，不過也面臨一些挑戰(zhàn)與問題，例如資源的獲取與保障、生產(chǎn)技術與成本的優(yōu)化、環(huán)境污染問題等。需要進一步加大科研和技術創(chuàng)新力度，解決這些問題，推動生物質能源的可持續(xù)發(fā)展。趙思語等人在文章《我國生物質能源的空間分布及利用潛力分析》中指出：當前，我國生物質資源總量位居世界之首，但總體而言，生物質資源具有區(qū)域差異大、不平衡等特點。農(nóng)業(yè)資源以華東地區(qū)、華中地區(qū)、東北地區(qū)及華北地區(qū)為主；其中，華東、華南地區(qū)的森林面積最大；工業(yè)廢棄物主要分布于華東、華中及華南；從東西部來看，城市生活垃圾具有較強的空間集聚性；但目前，我國畜禽糞便主要分布在西南、華中和華東地區(qū)，而這些地區(qū)又是畜牧產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達的地區(qū)。通過對我國生物質能源的開發(fā)與利用現(xiàn)狀分析，指出我國生物質能源的總體利用率較低，有較大的發(fā)展空間。

4.以科技創(chuàng)新促進節(jié)能減排管理機制的研究

（1）推進制度建設與體制改革。首先，推動和使用節(jié)能減排技術，必須建立相應的體制機制。為此，有關部門必須強化制度建設，推進機構改革，營造一個良好的社會氛圍。在此基礎上，可以建立一個試點單位，并根據(jù)實際需要，建立一個專門的組織，對大多數(shù)的企業(yè)進行科學的引導。其次，更多地關注各部門之間的聯(lián)系，從而促進節(jié)能減排技術的實施。例如，大宗固體廢物的消減，是實現(xiàn)節(jié)能減排技術的重要環(huán)節(jié)，它必須由多個部門共同推動，還必須有科學和健全的機制來支持；最后，要積極推進能源制度的改革，要化解有關產(chǎn)業(yè)的進出口矛盾。

（2）加強對節(jié)能降耗技術的科技攻關。在大型范圍內(nèi)推廣一系列關鍵的節(jié)電技術，并對一批先進的節(jié)電技術進行重點示范。強化對節(jié)能降耗的關鍵與共性重大技術的研究與開發(fā)以及推廣應用的追蹤與管理，并進行一系列的調查與詢問。加強對具有公益性和公共性的先進節(jié)能技術的推廣和應用。在積極引導和扶持企業(yè)作為技術創(chuàng)新的主體的同時，也要發(fā)揮科研機構以及整個社會的創(chuàng)新能力，促進以企業(yè)為核心的產(chǎn)學研用相結合。

（3）淘汰落后技術、工藝和裝備。在現(xiàn)代企業(yè)中，應該按照“強制淘汰一批，全面推廣一批”的原則，對生產(chǎn)設備展開調查與評價，并制定出高耗低效設備的更新淘汰清單和適用技術的推廣應用清單。與此同時，對那些被國家明令禁止的、數(shù)量龐大、效率低下的高消耗、低效率的裝備，也應該以公司的具體狀況為依據(jù)，采用分期、分批的強制淘汰的方法。除此之外，企業(yè)還應該主動引進技術成熟、高效低耗、適用性強、效果顯著的技術、設備和工藝，從而達到從源頭上對“高耗、高排”的現(xiàn)象展開有效的控制。

（4）加強節(jié)能減排技術服務體系建設。依靠骨干企業(yè)和有關的高等院校和研究機構，培養(yǎng)以研究和開發(fā)為目的的節(jié)能減排技術隊伍，以綜合、推廣、應用為主的省級工程技術研究中心、企業(yè)技術中心、節(jié)能減排專業(yè)服務機構或組織，支持企業(yè)加大節(jié)能減排科技創(chuàng)新力度，促進先進適用技術集成和擴散。積極發(fā)揮協(xié)會、節(jié)能服務組織在節(jié)能減排方面的功能，為節(jié)能減排提供技術服務、咨詢和培訓。

（5）加強對節(jié)能減排科技創(chuàng)新的調研與宣傳力度。持續(xù)開展諸如走訪和調查等對節(jié)能減排技術創(chuàng)新示范企業(yè)進行專項宣傳。努力創(chuàng)造“從我開始，從小事開始”的良好氛圍，從日常開始，以身作則，“科技支撐、社會參與、全民動員開展節(jié)能減排”的工作局面，形成良好的社會氛圍。

5.結語

盡管最近幾年，我國節(jié)能減排技術取得了明顯的成果和突破，但從長期來看，科技的發(fā)展是無限的，任何一個階段的進步都可以被視為距離技術成熟更近了一步。而從短期的角度上來講，在不同的階段和時期，都會出現(xiàn)技術進步的側重點，只有在關鍵技術取得了進步與突破之后，技術的發(fā)展才可以被打破。