迈向碳中和绿色低碳转型的成都突破

鲁宗相 清华四川能源互联 研究院常务副院长

清华四川能源互联 研究院

绿色生活理念“润物细无声”,图为兴隆湖 本 资料图片

2020年9月22日,在第七十五届联合国大会一般性辩论上,国家主席习近平向全世界郑重宣布——中国“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。”

作为公园城市首提地,成都坚定不移推动绿色低碳发展。

兴隆湖畔,清华四川能源互联 研究院与天府新区规划厅隔水相望。2015年,现任清华四川能源互联 研究院常务副院长鲁宗相与时任清华大学电机系主任、现清华大学副校长曾嵘教授一同来蓉,站在湖对面的规划馆择定了研究院地址,并于翌年正式落地。

如今,清华四川能源互联 研究院队伍规模从最初的3人扩展到近400人,获17项省部级科技奖励;在“双碳”战略支撑下,能源互联 的关键技术实现升级,一些全新的应用场景也在成都乃至全国范围内实现落地应用……

创新驱动 研发低碳新技术

去年底,一个从科技部官 传来的消息,让清华四川能源互联 研究院深感振奋,由研究院作为第一完成申请单位申 的工程,“十万吨级可再生能源电解水制氢合成氨示范工程”成功入选国家重点研发计划项目。

这样一个工程,与碳达峰碳中和有怎样的关联呢?在清洁化转型背景下,终端能源消费引入氢能是电气化趋势的重要补充,而将氢气做为原料合成液氨,则具有了更为广泛的工业用途。可再生能源制氢再合成氨,从零碳能源到绿氢、绿氨,实现了真正的零碳化过程。

“我们申 的电解水制氢合成氨技术,则是将完全清洁的可再生电力资源转换为原料氢气,再与从空气中分离出的氮气一起合成液氨。”鲁宗相说,这不仅可以将“弃电”化废为宝加以利用,还为化工生产提供新的氢源获取途径。

为破解这些难题,研究院的相关科研人员整天泡在实验室里,不断实验,同时与三峡集团等新能源企业及机构密切合作。为可再生能源制氢示范工程的设计和评估提供科学指导,拓宽电制氢的应用场景和示范规模,今年3月,清华四川能源互联 研究院牵头起草水电解制氢的团体标准。

“这是我们联合同济大学、中国标准化研究院等18家行业内的科研单位、装备制造企业、制氢工程运营企业共同起草的,于8月26日正式公布。”鲁宗相说,这也标志着十万吨级可再生能源电解水制氢合成氨示范工程取得阶段性重要成果。

事实上,自2016年成立以来,清华四川能源互联 研究院已承担科研项目700余项,在迈向碳中和的道路上,取得众多技术突破,一大批能源电力成果在全国20余个省市区得到示范应用。

研以致用 将绿色低碳产品应用于现实场景

5月26日,江苏常州金坛。一个零碳排放的储能电站成功并入国家电 。

这是清华四川能源互联 研究院参与开发的非补燃压缩空气储能电站,此前已连续满负荷“储能-发电”试运行,“看到项目各项指标均满足并入国家电 稳定运行要求的那一刻,我知道,我们成功填补了压缩空气储能领域的空白。”鲁宗相回忆道。

这种压缩空气储能是新型储能“家族”中的一员,具有储能密度大、存储周期长、投资成本较少等优点。鲁宗相说,该项目利用回热技术,收集和利用压缩空气过程中产生的大量热能,因此摆脱了对化石能源的依赖,“设计电能转换效率从过去的不到40%提升至60%,并且全过程无排放。”

鲁宗相还说,“四川自贡亦具备大量盐穴。目前,我们正与自贡积极接洽,希望今年能实现相关项目落地。”

积极将绿色低碳产品应用于现实场景,高浪团队也于近期收到了好消息。8月10日,四川省生态环境厅、四川省经济和信息化厅对外公示了第一批四川省近零碳排放园区试点的名单。其中,由他们团队参与编制试点建设方案的天府总部商务区总部基地入选四川省首批近零碳排放园区试点。

根据规划,天府CBP总部基地近零碳排放园区将于2025年初步建成,2030年全面建成。总体目标为碳排放总量建成即达峰、运营阶段单位GDP碳排放及人均碳排放低于成都市同类型园区30%以上,达到国际领先水平。

“为实现这一目标,我们对总部基地的建筑、交通碳排放进行了充分的调研,获得了基础数据,通过建立模型测算当前的排放。同时,在示范园区未来的建设中,我们研发的碳见、碳测、碳规三款产品,都能发挥巨大的作用。”高浪说,这三款产品可利用大数据、物联 技术等,监测、分析以及预测区域的碳排放,规划减排项目。

构建系统 构建全清洁化的能源供给体系

2021年12月23日,身在北京清华园,鲁宗相不时拿起手机,收看同事们从成都发来的消息。这一天,天府永兴实验室在天府新区正式揭牌成立。

这是四川省政府批复建设的天府实验室四个重点实验室之一,是开展绿色低碳领域关键核心技术研究的核心平台,承担着解决碳中和领域“卡脖子”问题的重要职责。

作为天府永兴实验室的理事之一,鲁宗相在实验室立项之初,就参与到实验室的规划设计中,为了找到符合实验室的定位和机制,他还带队对外省的多个实验室进行深入考察,“最终采纳的方案,也参考了我们研究院的相关机制和经验。”

在鲁宗相看来,未来社会对科研的需求将更加错综复杂,因此,科研也需要从“轻资产”逐渐转为“重资产”运行,能提供重大工程实验条件的大型实验室就是路径之一。而实验室成立后,能为包括清华四川能源互联 研究院在内的众多研究机构提供实验条件,也将帮助鲁宗相实现在四川构建全清洁化能源供给体系的梦想。

他认为,四川本身就具备清洁电力的资源禀赋,未来,风电、光伏等产业一旦发展成熟,那么,“四川将是最有技术条件去实现全清洁化供给系统的地区。”也就是说,未来,即便离开煤电,四川也可以实现所有电力系统供给。

为实现这一目标,鲁宗相带领研究院,积极“成体系引进”学科团队,“在目前的科研环境下,仅仅引进单个人才,是无法承担起研发、成果转化乃至场景应用等多项职能的。”前不久,鲁宗相留意到海外有位研究员某项技术很有前瞻性,于是在积极引入对方的同时,还配合引进与对方相熟的科学顾问及推广人员,“目前,这一学科团队进入研究院后运转良好,已取得突出进展。”

【对话】

鲁宗相:目前我在清华大学还承担教学任务,所以是北京、成都两头跑,平均每个月到成都两次,大概半个月的时间。

鲁宗相:和外地科研团队交流时,我都喜欢推荐成都,比如这里2000年的文化底蕴,成渝地区双城经济圈带来的机遇,还有公园城市的魅力。可以说成都就是一个来了不想走的城市。

鲁宗相:作为公园城市首提地和新一线城市,成都在实现碳达峰碳中和的过程中具有显著优势,一方面成都的自身自然环境,碳汇资源丰富,另一方面,成都的电能主要来自水电,本身属于清洁能源。

但前段时间的高温限电现象也暴露出,成都水电占比过大可能面临的风险,因此,在下一步工作中,我认为成都可以着力实现清洁能源多元化,增加光伏和风电设施,优化能源结构。

鲁宗相:成都可以依托高效、稳定的电 ,为城市民众和各种服务行业提供稳定的电力供应,以客户需求为基础促进技术发展;根据现代化城市需要构建泛在感知的智慧电 ,准确调控整个城市的能源脉动,实现清洁绿色电力的高效利用,其间的智慧楼宇、智慧小区建设是每个民众真实感受到的,是城市变化、发展的内涵所在;紧扣公园城市理念,将电力设施有机融合到城市景观的设计中;同时在能源互联领域开辟的新技术发展方向与产业再造,比如绿氢,以及结合以智慧电 为枢纽的新型服务平台所延展出来的多元业务、新型市场等,都是可以积极拓展的新赛道。

落实“双碳”行动

共建美丽家园

在得知“十万吨级可再生能源电解水制氢合成氨示范工程”入选科技部国家重点研发计划那一刻,各种情绪涌上鲁宗相的心头,有难以言说的兴奋与喜悦、有得到认可的骄傲与自豪,更有项目攻坚的重担与责任……

气候变化是人类目前面临的最严峻的挑战之一,对刚刚经历过历史最高极端温度、最少降水量、最高电力负荷“三最”叠加的成都而言,“最严峻”三个字可谓让人印象深刻。全球绿色低碳发展转型,则是应对气候变化的唯一选择。对中国而言,在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,既是对国际社会的庄严承诺,更是推进生态文明、建设美丽中国,实现高质量发展的内在要求。

这是一场硬仗,一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。当前的中国,仍是发展中国家,能源结构依然是以高碳的化石能源为主,且降碳减排既是气候问题也是发展问题,需统筹考虑能源安全、经济增长、社会民生等诸多因素,相较于发达国家,中国的碳达峰、碳中和之路注定挑战更多、压力更甚。

绿水青山,遥观未来。“双碳”工作是惠民利民为民的重大举措,最终目的是增进民生福祉。以科技进步为引领,在经济发展中促进绿色转型、在绿色转型中实现更大发展,天会更蓝、水会更绿、山会更清,我们的家园会更美丽、我们的人民会更幸福。

2014年

1月20日

《成都市重污染天气应急预案(试行)》在成都市政府 站公布,明确成都市辖区内出现或可能出现重污染天气(全市空气质量国控监测子站空气质量指数均值大于200)时的应急处置。

4月30日—5月2日

首届成都日用消费品博览会暨义乌国际商贸城走进成都商品对接会在成都国际商贸城举办,来自全球各地3万个商家的数十万种日用消费品参会。博览会吸引30万人(次)逛展,零售额超过1.5亿元。

7月1日

成都市月最低工资标准调整为1400元和1250元两档,上调幅度分别为16.7%、16.8%;非全日制用工小时最低工资标准将调整为每小时14.6元、13.2元,上调幅度分别为15.9%、18.9%。

10月1日

成都市33家县级公立医院取消药品加成。至此,成都市所有县级公立医院取消药品加成。

10月2日

国务院正式批复同意设立四川天府新区,标志着天府新区正式晋升为国家级新区,是全国第十一个国家级新区。

12月9日

《成都市城市建设管理转型升级“四改六治理”十大行动专项工作方案》正式印发,方案囊括棚户区改造、城中村改造、中心城区老旧院落改造及老旧市场改造专项工作方案,以及大气雾霾治理、河渠污染治理、交通秩序治理、市容市貌治理、违法建设治理、农村环境治理专项工作方案。

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