“十三五”我國能源產(chǎn)業(yè)以高分收官。5年來，能源革命穩(wěn)步推進(jìn)，技術(shù)創(chuàng)新多點(diǎn)開花，風(fēng)電、光伏發(fā)電、水電規(guī)模穩(wěn)居世界第一。站在“十四五”這一新的歷史起點(diǎn)上，能源產(chǎn)業(yè)又該如何走好下一個(gè)五年？多位院士專家為此建言獻(xiàn)策。

　　地?zé)崮苡涨鞍l(fā)展機(jī)遇

　　“十三五”期間，國家出臺(tái)了首份“地?zé)崮荛_發(fā)利用規(guī)劃”，推動(dòng)了地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)在，我國擁有世界上規(guī)模最大的地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)，地?zé)峁┡娣e超過11.4億平方米，加上溫泉、旅游、康養(yǎng)等的折算，我國已經(jīng)擁有人均一平方米的地?zé)崆鍧嵐┡?/p>

　　科技研發(fā)不斷轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，使地?zé)岙a(chǎn)業(yè)逐步走上高質(zhì)量發(fā)展的道路。目前，我國正在籌辦2023年世界地?zé)岽髸?huì)，國際影響力不斷提升，海外地?zé)崮苁袌?chǎng)也在逐步打開。這些都表明，地?zé)崮?ldquo;十三五”規(guī)劃的目標(biāo)已基本實(shí)現(xiàn)。

　　今年是“十四五”開局之年。我們面對(duì)的是國家實(shí)現(xiàn)“2030年前碳達(dá)峰”“2060年前碳中和”兩個(gè)新的奮斗目標(biāo)。我國能源發(fā)展由清潔高效進(jìn)入了降碳節(jié)能的新階段。而作為清潔、零碳能源的地?zé)崮埽瓉砹丝涨暗陌l(fā)展機(jī)遇。

　　我國地?zé)崮茉?ldquo;十四五”的發(fā)展，有以下幾個(gè)看點(diǎn)。

　　一是城鎮(zhèn)地?zé)峁┡ㄖ评洌┊a(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速?；诖笮蛢?yōu)質(zhì)層狀碳酸鹽巖熱儲(chǔ)，中深層地?zé)崮軐?shí)現(xiàn)了地?zé)峁┡?guī)?；Ｆ渲?，雄安新區(qū)的雄縣打造了堪稱世界樣板的“無煙城”。淺層地?zé)崮芨窍蚪雍５?ldquo;水空調(diào)”技術(shù)方向邁出了一大步。在江蘇南京的江北新城，長(zhǎng)江水空調(diào)項(xiàng)目規(guī)模達(dá)到千萬平方米，發(fā)展很快。根據(jù)最新調(diào)研，長(zhǎng)三角地區(qū)這類資源潛力巨大，在未來地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)中將占據(jù)重要份額。

　　二是從事能源生產(chǎn)的大型央企普遍投資地?zé)崮?。這些企業(yè)在清潔高效和降碳節(jié)能雙重壓力下，試圖借助地?zé)崮軐?shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。煤炭、石油、核能等大型國有企業(yè)在資源、基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)上擁有多重優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭羊。例如，中核集團(tuán)在西藏谷露成功打出高溫地?zé)峋?，正在推進(jìn)地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目；中國石油計(jì)劃在大慶油田大規(guī)模開發(fā)利用地?zé)崮堋?/p>

　　三是地方政府在政策上加大了對(duì)地?zé)崮艿姆龀?。結(jié)合當(dāng)?shù)氐膰窠?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃，在建筑節(jié)能、文化旅游和康養(yǎng)醫(yī)療等方面，支持地?zé)崮艿陌l(fā)展。以河南省為例，為了扭轉(zhuǎn)“火電圍城”的被動(dòng)局面，近年來該省出臺(tái)了大量?jī)?yōu)惠政策，同時(shí)在科技轉(zhuǎn)化上下功夫，大大推動(dòng)了地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展。大灣區(qū)的廣東等地發(fā)揮財(cái)政和技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，近幾年在地?zé)崮芗夹g(shù)研發(fā)上的投入增加很快。如果能夠抓住“建筑制冷”這個(gè)現(xiàn)實(shí)需求，也可以實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。

　　應(yīng)該看到，制約地?zé)崮馨l(fā)展的因素仍然存在，政府可以做的事情還有很多。

　　“十四五”時(shí)期，在體制和政策方面，建議要解決好五大問題。第一，把“政策供暖線”邊界由黃河為界調(diào)整到以長(zhǎng)江為界。第二，推廣“特許經(jīng)營權(quán)”等有效的市場(chǎng)準(zhǔn)入模式，基于開放提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量。第三，為地?zé)岚l(fā)電提供電價(jià)補(bǔ)貼，改變我國地?zé)岚l(fā)電的落后局面。第四，基于地?zé)崮艿目稍偕茉幢举|(zhì)屬性，落實(shí)免稅政策。第五，改革地?zé)岬V權(quán)管理機(jī)制，形成適合地?zé)崃黧w礦產(chǎn)的新機(jī)制。

　　在科技研發(fā)方面，“十四五”要面向未來，支持新的研究方向。在風(fēng)光電力快速發(fā)展的背景下，重點(diǎn)支持地下“儲(chǔ)能”等技術(shù)研發(fā)，更好地發(fā)揮地?zé)崮茏鳛檫B續(xù)穩(wěn)定基礎(chǔ)負(fù)荷的作用。同時(shí)，發(fā)展優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的綜合能源系統(tǒng)。為此，需要加大財(cái)政投入，搭建更好的研發(fā)平臺(tái)，壯大地?zé)崮軕?zhàn)略科技力量。（作者：龐忠和、汪集暘，分別系中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員、中國科學(xué)院院士）

　　現(xiàn)代煤化工行業(yè)亟待加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)

　　“十三五”時(shí)期，我國現(xiàn)代煤化工技術(shù)進(jìn)入快速突破期。“十四五”期間，保障國家能源安全和應(yīng)對(duì)氣候變化將是我國能源發(fā)展的核心議題，也是現(xiàn)代煤化工高質(zhì)量發(fā)展的重要目標(biāo)。同時(shí)，煤化工產(chǎn)業(yè)也將面臨更為復(fù)雜的政策、內(nèi)外環(huán)境、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，亟須進(jìn)一步加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，以科技創(chuàng)新推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

　　隨著我國提出“2030年前碳達(dá)峰”“2060年前碳中和”的目標(biāo)，“十四五”時(shí)期煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必將面臨更大的碳減排壓力。相比傳統(tǒng)煤炭利用方式，現(xiàn)代煤化工雖然二氧化碳排放有所減少，但如何進(jìn)一步清潔化、低碳化發(fā)展，還需要重新審視其定位和技術(shù)途徑的合理性。

　　在國家生態(tài)文明建設(shè)總體要求下，清潔生產(chǎn)及污染治理的要求會(huì)日趨嚴(yán)格。在煤化工項(xiàng)目集中區(qū)域，如能源“金三角”地區(qū)，國家正在大力推進(jìn)黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略區(qū)域建設(shè)，煤化工行業(yè)在常規(guī)污染物排放、水資源獲取及廢水排放方面將會(huì)面臨更為嚴(yán)格的要求。

　　綠水青山就是金山銀山。“十四五”時(shí)期，煤化工生產(chǎn)要加快綠色低碳發(fā)展進(jìn)程，減少碳排放，甚至實(shí)現(xiàn)零排放。煤化工的碳排放屬性是過程排放，而非煤炭燃燒排放。因此，僅依靠煤化工系統(tǒng)自身的技術(shù)進(jìn)步和效率提升，實(shí)現(xiàn)煤低碳清潔發(fā)展仍將面臨挑戰(zhàn)；從全生命周期看，化石能源在利用過程中排放二氧化碳是原理上不可避免的事實(shí)。

　　筆者建議，“十四五”應(yīng)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，將煤化工放在能源系統(tǒng)的大格局下統(tǒng)籌考慮，以多能融合打破現(xiàn)有能源領(lǐng)域行業(yè)板塊壁壘，推動(dòng)各能源系統(tǒng)間資源優(yōu)勢(shì)的“合并”，解決煤化工低碳清潔發(fā)展問題。

　　此外，建議國家積極在典型地區(qū)推進(jìn)煤化工和可再生能源制氫融合示范，促進(jìn)煤化工綠色低碳化發(fā)展、氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展；拓展二氧化碳資源化利用途徑，實(shí)現(xiàn)煤化工與可再生能源低碳融合，助推區(qū)域各能源品種清潔融合利用，先行先試“碳中和”目標(biāo)下的煤化工發(fā)展技術(shù)與路徑。

　　發(fā)展高質(zhì)量的煤化工還必須要重視科技創(chuàng)新的引領(lǐng)作用。“十四五”時(shí)期更需集中煤化工行業(yè)“政產(chǎn)學(xué)研金服用”全鏈條力量，推進(jìn)煤化工大型、先進(jìn)裝備的研制和國產(chǎn)化，煤化工產(chǎn)業(yè)融合化、基地化、規(guī)?；?、高效化發(fā)展，煤化工產(chǎn)業(yè)鏈延伸及產(chǎn)品耦合發(fā)展，煤化工與清潔能源多能互補(bǔ)應(yīng)用，煤化工與其他基礎(chǔ)工業(yè)、生態(tài)環(huán)境產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　不僅如此，“十四五”還應(yīng)進(jìn)一步發(fā)揮我國新型舉國體制優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，促進(jìn)國內(nèi)能源研究領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)力量的聯(lián)合與協(xié)同，構(gòu)建面向需求、協(xié)調(diào)一致的多能融合技術(shù)研發(fā)和政策支持體系，以科技進(jìn)步促進(jìn)煤化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，推動(dòng)工業(yè)結(jié)構(gòu)全面轉(zhuǎn)型升級(jí)。

　　當(dāng)前，現(xiàn)代煤化工的主要定位是通過制取油品和大宗化學(xué)品，以緩解石油依存度過高的問題，彌補(bǔ)國家能源的結(jié)構(gòu)性缺陷，為國家能源安全提供戰(zhàn)略支撐和應(yīng)急保障。但現(xiàn)代煤化工的定位不應(yīng)僅局限于“石油替代”，而要充分利用現(xiàn)代煤化工的特色，促進(jìn)與石油化工的協(xié)調(diào)發(fā)展，探索化石能源與新能源、清潔能源等多種能源互補(bǔ)融合與協(xié)調(diào)發(fā)展的新模式，以能源的基礎(chǔ)作用帶動(dòng)工業(yè)結(jié)構(gòu)的全面升級(jí)。（作者：劉中民，系中國工程院院士）

　　可再生能源制氫勢(shì)在必行

　　氫被譽(yù)為未來世界能源架構(gòu)的核心，也被認(rèn)為是最潔凈的燃料。不過，如果氫氣來自于化石燃料，則其制備過程并不“潔凈”。目前，商用氫氣96%以上是從化石燃料中制取，制氫過程中會(huì)排放大量二氧化碳，這類氫氣也被稱為“灰氫”。

　　發(fā)展氫能不可以偏離初衷。從環(huán)境和生態(tài)的角度來看，通過風(fēng)電、光伏等可再生能源制氫，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)“零碳排放”，獲得真正潔凈的“綠氫”，還能夠?qū)㈤g歇、不穩(wěn)定的可再生能源轉(zhuǎn)化儲(chǔ)存為化學(xué)能，促進(jìn)新能源電力的消化，由此帶來的生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益是難以估量的。

　　我國可再生能源十分豐富，開發(fā)力度也位居世界前列，新能源新增及累計(jì)裝機(jī)容量均排名世界第一。為落實(shí)“2030年前碳達(dá)峰”和“2060年前碳中和”的目標(biāo)，“十四五”時(shí)期還需要進(jìn)一步加大力度發(fā)展可再生能源，進(jìn)而進(jìn)行可再生能源制氫，這將是碳減排的重要路徑之一。

　　實(shí)際上，包括海水在內(nèi)的水資源是地球上最大的“氫礦”，電解水制氫被認(rèn)為是制備氫氣的有效方法。但是，可再生能源電解水制綠氫能否實(shí)際解決并應(yīng)用于規(guī)模化減碳，還需要克服三大難題：電解水的大規(guī)模、低能耗和高穩(wěn)定性。筆者認(rèn)為，這應(yīng)該是“十四五”需要重點(diǎn)解決的工程技術(shù)難題。

　　要實(shí)現(xiàn)這三者的統(tǒng)一，首先需要研發(fā)新型電極催化技術(shù)、先進(jìn)的隔膜和電解槽組件技術(shù)及其系統(tǒng)工程技術(shù)，才能克服電解水電極催化劑活性低、能量轉(zhuǎn)化效率低等關(guān)鍵技術(shù)問題。例如，在低電壓下增大產(chǎn)氫電流密度、降低制氫能耗，提升穩(wěn)定性、擴(kuò)大單體電解槽設(shè)備制氫規(guī)模等。

　　目前，電解水制氫均采用純度較高的淡水為原料，若全球需氫量劇增，用豐富的海水資源直接制備氫氣將是一種途徑。電解海水更須具備“大規(guī)模”“低能耗”和“高穩(wěn)定性”才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。目前，淡水條件下的電解水技術(shù)將為電解海水制氫奠定基礎(chǔ)，從原理和技術(shù)發(fā)展的態(tài)勢(shì)看，實(shí)現(xiàn)電解海水制氫技術(shù)上也完全可行。

　　“十四五”要想把氫能產(chǎn)業(yè)做強(qiáng)、做大，可再生能源電解水制氫勢(shì)在必行。一方面，可再生能源電解水制得的綠氫不僅可以直接作為燃料電池的燃料，另一方面，將其與二氧化碳相結(jié)合還可以合成甲醇。甲醇是液體燃料。它可以像汽油一樣運(yùn)輸、儲(chǔ)存，被輸送到加氫站后再轉(zhuǎn)化成氫。這樣就可以緩解氫燃料電池“制、儲(chǔ)、運(yùn)、加”的安全性和成本問題。

　　以甲醇為氫源的氫加氣站的方案具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，建議“十四五”時(shí)期進(jìn)行推廣。與傳統(tǒng)的氫氣加氣站不同，新方案既可以解決高壓運(yùn)輸、儲(chǔ)存和加氫的安全問題，還能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳回收和用氫全過程清潔的目標(biāo)，可以形成油、醇、氫共站的新局面。

　　用綠色氫能轉(zhuǎn)化二氧化碳合成的甲醇被稱之為“太陽燃料”或“液態(tài)陽光”甲醇。“液態(tài)陽光”甲醇是一種零碳排放液態(tài)燃料，也是一種重要的綠色化工原料。若“液態(tài)陽光”甲醇能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模使用，有望替代部分由煤炭、石油、天然氣等化石能源合成的甲醇，建立新型綠色低碳、高效的能源系統(tǒng)，催生新興的能源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。（作者：李燦，系中國科學(xué)院院士）

　　“三個(gè)創(chuàng)新”推動(dòng)非常規(guī)油氣“三個(gè)突破”

　　回顧我國石油工業(yè)的發(fā)展歷史，陸上油氣勘探已全面進(jìn)入非常規(guī)時(shí)代。“十三五”期間，我國非常規(guī)油氣勘探開發(fā)取得“革命性”突破，實(shí)現(xiàn)了從常規(guī)油氣向非常規(guī)油氣的工業(yè)化發(fā)展。2020年，我國非常規(guī)油氣產(chǎn)量接近7000萬噸油當(dāng)量，成為“穩(wěn)油增氣”的最現(xiàn)實(shí)資源。其中，非常規(guī)油是產(chǎn)量穩(wěn)定的“砝碼”，預(yù)計(jì)2030年將占原油總產(chǎn)量的20%；非常規(guī)氣是產(chǎn)量增長(zhǎng)的“主力”，2030年有望超天然氣總產(chǎn)量的50%。

　　非常規(guī)油氣革命性跨越式發(fā)展得益于理論、技術(shù)、管理“三個(gè)創(chuàng)新”。理論創(chuàng)新打破了常規(guī)滲透性儲(chǔ)層、經(jīng)典圈閉油氣成藏的概念，突破了直井達(dá)西滲流開發(fā)的技術(shù)路線，提出了連續(xù)型“甜點(diǎn)區(qū)”非常規(guī)油氣理論，為非常規(guī)油氣地質(zhì)新學(xué)科的建立奠定基礎(chǔ)。技術(shù)創(chuàng)新打破了直井為主的井筒方式，創(chuàng)建了非常規(guī)油氣水平井、平臺(tái)式、體積壓裂形成“人造油氣藏”理論，突破了依靠達(dá)西滲流開發(fā)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。管理創(chuàng)新突破了科技、管理、市場(chǎng)分界圍墻，建立一體化最優(yōu)降成本機(jī)制與體制。非常規(guī)“低品位”資源，必須“低成本”開發(fā)，尤其在中低油價(jià)時(shí)代，“低成本戰(zhàn)略”將成為油公司發(fā)展的生命。

　　非常規(guī)油氣在地質(zhì)理論、開發(fā)技術(shù)、管理模式等方面不同于常規(guī)油氣，產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有“三個(gè)必然”特點(diǎn)。第一，常規(guī)—非常規(guī)油氣有序聚集的基本規(guī)律，指導(dǎo)油氣勘探開發(fā)從常規(guī)進(jìn)入非常規(guī)油氣新階段，是石油工業(yè)發(fā)展的必然歷史趨勢(shì)。第二，非常規(guī)油氣開發(fā)需建立“人造油氣藏”理論技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地下頁巖油原位轉(zhuǎn)化、地下煤炭氣化、地下水平井壓裂體積開發(fā)，通過顛覆性創(chuàng)新突破瓶頸技術(shù)，是非常規(guī)油氣開發(fā)的必然要求。第三，非常規(guī)油氣開發(fā)向深層、新區(qū)新領(lǐng)域、原位改質(zhì)油化與氣化等方向發(fā)展，開發(fā)難度不斷加大。在未來將持續(xù)中低油價(jià)的大趨勢(shì)下，創(chuàng)新低成本技術(shù)是非常規(guī)油氣開發(fā)的必然路徑。

　　由此，必須做好非常規(guī)油氣領(lǐng)域“十四五”戰(zhàn)略規(guī)劃部署，努力謀劃實(shí)現(xiàn)非常規(guī)油氣“三個(gè)突破”。第一，以川南海相古老儲(chǔ)層開發(fā)為代表的“頁巖氣突破”，重點(diǎn)推動(dòng)深層資源有效動(dòng)用，積極開展新區(qū)新領(lǐng)域攻關(guān)試驗(yàn)，打開新局面。未來努力在四川盆地建成“川渝天然氣大慶”，推動(dòng)我國天然氣產(chǎn)量再上新臺(tái)階。第二，以中低成熟度、中高成熟度頁巖油開發(fā)為代表的“頁巖油突破”，創(chuàng)新油氣開發(fā)理念，分別采用地下原位轉(zhuǎn)化、水平井體積壓裂技術(shù)路線，建立頁巖油地下“人造煉廠”和“人造滲透率”，保障國內(nèi)原油產(chǎn)量生產(chǎn)底線。第三，以煤炭地下氣化為代表的“煤制氣突破”，將煤炭在地下加熱，生成氫氣、甲烷等氣體產(chǎn)物，結(jié)合二氧化碳捕獲、利用與封存技術(shù)（CCUS），實(shí)現(xiàn)煤炭清潔化利用，推動(dòng)我國天然氣快速上產(chǎn)。

　　“十四五”期間，繼續(xù)加大國內(nèi)油氣勘探開發(fā)力度，加大理論科技創(chuàng)新力度，用科技支撐當(dāng)前、引領(lǐng)未來非常規(guī)油氣發(fā)展。我國非常規(guī)油氣發(fā)展?jié)摿艽?，理論突破、技術(shù)研發(fā)仍需加大科技投入，提升自主創(chuàng)新力度，促進(jìn)人才隊(duì)伍與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。大力發(fā)展非常規(guī)油氣，為保障國家能源安全奠定資源基礎(chǔ)，為油氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)、產(chǎn)量增加提供資源保障。（作者：鄒才能，系中國科學(xué)院院士，通訊員潘松圻整理）

　　生物質(zhì)資源化利用重在“負(fù)碳排放”

　　能源和環(huán)境的和諧發(fā)展是社會(huì)進(jìn)步的必然趨勢(shì)，構(gòu)建清潔低碳且安全高效的能源及化工體系是新時(shí)代削弱負(fù)環(huán)境效應(yīng)和能源發(fā)展的重要措施。為實(shí)現(xiàn)我國提出的“碳中和”承諾，須通過節(jié)能減排、植樹造林及使用可再生能源等措施，減少或抵消碳排放。生物質(zhì)不僅是一種重要的可再生資源，也是一種碳中性的載體。因此，創(chuàng)新、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)地開發(fā)生物質(zhì)資源，對(duì)實(shí)現(xiàn)“碳中和”具有非常重要且不可替代的推動(dòng)作用。

　　目前，生物質(zhì)的利用主要借鑒石油及煤等成熟產(chǎn)業(yè)技術(shù)，采用熱解、氣化、發(fā)酵等技術(shù)進(jìn)行能源化高效利用，多以碳原子高利用率為重要考量指標(biāo)。然而，生物質(zhì)與煤、石油等化石資源最大的區(qū)別在于其極高的含氧量，初始氧含量超過45%。為了實(shí)現(xiàn)類化石基燃料的高效制備，往往需要通過加氫脫氧技術(shù)降低其氧含量，此過程需要碳損失或氫投入，從而導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率過低和投入成本增加，使得生物質(zhì)基燃料的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。從化學(xué)勢(shì)能角度，傳統(tǒng)煤和石油基產(chǎn)品的化學(xué)裂解技術(shù)是將有序化大分子裂解為小分子的熵增化學(xué)熱力學(xué)過程，從而損失了部分化學(xué)勢(shì)。

　　長(zhǎng)期以來，生物質(zhì)資源的高含氧量被認(rèn)為是生物質(zhì)能源化利用的缺點(diǎn)?？朔@樣的缺點(diǎn)，關(guān)鍵在于如何利用氧原子。重新審視“氧原子”的地位，把“脫氧”換為“用氧”，充分地利用氧原子實(shí)現(xiàn)高值產(chǎn)品定向合成，可以大大提高生物質(zhì)利用過程的原子經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。

　　從元素和化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度來看，生物質(zhì)中的氧主要分為可用氧和不可用氧，其中可用氧對(duì)于制備高值化學(xué)品至關(guān)重要。此外，一些高值含氧化學(xué)品的定向制備過程也可投入外部氧，如氣氛氧（氧氣、空氣等）和化學(xué)結(jié)構(gòu)氧（活性含氧官能團(tuán)）。生物質(zhì)中氧賦存形態(tài)呈現(xiàn)出的多樣化，導(dǎo)致了生物質(zhì)基高值含氧產(chǎn)品的多樣化。這就決定了產(chǎn)品需要以化學(xué)品、燃料及材料的多聯(lián)產(chǎn)形式呈現(xiàn)。而這樣的產(chǎn)品組合形式，對(duì)于提高技術(shù)路線經(jīng)濟(jì)性及抵御市場(chǎng)變化風(fēng)險(xiǎn)都大有裨益。此外，考慮到生物質(zhì)原始化學(xué)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，需要生物質(zhì)大分子的定向轉(zhuǎn)化或借助平臺(tái)化合物進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)重構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)局部熱力學(xué)熵增最小化或熵減的化學(xué)勢(shì)高效利用過程。

　　在“碳中和”大背景下，提出高效利用生物質(zhì)可用氧的策略，耦合具有化學(xué)熱力學(xué)優(yōu)勢(shì)的工藝路徑，可實(shí)現(xiàn)較高的原子經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，是生物質(zhì)創(chuàng)新且高效利用的新視角、新思路。生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)零排放，而生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為化學(xué)品和材料則為負(fù)排放。因此，“十四五”期間，充分有效利用生物質(zhì)中的氧實(shí)現(xiàn)燃料、化學(xué)品及材料聯(lián)產(chǎn)，一定可以在實(shí)施“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)中發(fā)揮出重要且不可替代的作用。（作者：馬隆龍，系中國科學(xué)院廣州能源研究所所長(zhǎng)）

　　“碳中和”下先進(jìn)技術(shù)研發(fā)至關(guān)重要

　　截至目前，包括中國在內(nèi)的全球70%左右的排放國家，都公布了2050年或2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo)。該目標(biāo)如同一面旗幟，引領(lǐng)各國新一代技術(shù)的研發(fā)。未來一段時(shí)間，全球范圍內(nèi)的能源、工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域，都將進(jìn)入技術(shù)變革的時(shí)代。

　　目前，歐盟、美國、日本等國家在新一代技術(shù)研發(fā)方面已經(jīng)走在國際前列。歐盟已確立嚴(yán)格的目標(biāo)，即爭(zhēng)取在2030年之前促使歐盟的技術(shù)超越其他國家。我國也必須盡快明確新一代技術(shù)的研發(fā)方向，否則就會(huì)在新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段再次落后。

　　要想實(shí)現(xiàn)“碳中和”，就需要整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系實(shí)現(xiàn)深度減排。我國要想在2060年前實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，能源系統(tǒng)就需要在2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放，之后再進(jìn)入負(fù)排放。工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域則需要大幅度提升電力化水平，并在一些難以減排行業(yè)實(shí)現(xiàn)變革性的創(chuàng)新。

　　對(duì)我國來講，能源領(lǐng)域重大技術(shù)創(chuàng)新包括高可靠性電網(wǎng)技術(shù)、新一代低成本高可靠性儲(chǔ)能技術(shù)、先進(jìn)核電技術(shù)、先進(jìn)電解水制氫技術(shù)、大規(guī)模利用生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)及CCS技術(shù)等。工業(yè)領(lǐng)域則需要重點(diǎn)突破鋼鐵、化工、有色金屬冶煉的氫基工藝和技術(shù)等。交通領(lǐng)域需要在電力、氫、生物燃料零排放飛機(jī)，電動(dòng)和氫燃料電池船舶、火車、重卡，及新一代城市零碳排放交通系統(tǒng)等方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。建筑領(lǐng)域則聚焦于超低能耗建筑的普遍性適用技術(shù)的創(chuàng)新，同時(shí)還包括新材料技術(shù)、空氣直接捕獲CO2技術(shù)等。

　　目前，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在很多零碳技術(shù)研發(fā)方面進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究，水平處于優(yōu)勢(shì)地位。我國由于最近才公布“碳中和”目標(biāo)，導(dǎo)致很多針對(duì)“碳中和”的變革性技術(shù)研發(fā)還沒有得到足夠的重視，技術(shù)已落后于其他國家。

　　“碳中和”目標(biāo)下需要技術(shù)創(chuàng)新及經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。由于歐盟等發(fā)達(dá)國家在中國公布“碳中和”目標(biāo)后，進(jìn)一步加強(qiáng)減排力度，其技術(shù)研發(fā)速度也會(huì)加快。美國和日本等國也不甘落后，留給我國的時(shí)間很急迫。

　　為此，“十四五”期間，我國應(yīng)針對(duì)“碳中和”目標(biāo)下各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)提出方向性的戰(zhàn)略部署，并利用國家研發(fā)專項(xiàng)來引導(dǎo)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。此外，還應(yīng)更加明確企業(yè)的技術(shù)研發(fā)方向，促進(jìn)企業(yè)在創(chuàng)新零碳技術(shù)方面保持國際競(jìng)爭(zhēng)地位。目前，我國許多大型企業(yè)已經(jīng)開始研究各自的“碳中和”路徑。在國資委的要求下，各個(gè)央企和大型國企都已經(jīng)在行動(dòng)中，但還是需要國家在零碳技術(shù)研發(fā)戰(zhàn)略中盡快制定一個(gè)明確的方向。

　　與此同時(shí)，一些非常重要的技術(shù)，如先進(jìn)制氫技術(shù)、先進(jìn)核電技術(shù)，還需要國家給予重點(diǎn)扶持。特別是核電，我國需加快第四代核電和核聚變的研究，建議國家在數(shù)年內(nèi)投入千億元以上的資金進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，從而確保我國在未來能源領(lǐng)域中處于全球領(lǐng)頭羊地位。（來源： 中國科學(xué)報(bào)作者：姜克雋，系國家發(fā)展改革委能源研究所研究員）