可再生能源有哪些

众所周知，可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，是取之不尽，用之不竭的能源，对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。在近日举行的第二届清华大学“碳中和经济”论坛上，国家能源局新能源与可再生能源司司长李创军表示，可再生能源已成为新一轮能源革命和科技产业革命的主战场，发展可再生能源是减排不减生产力的重要支柱。

如此说来，我国大力实施可再生能源替代行动，这可能对能源产业产生哪些影响呢？

目前，国内规模化应用的新能源产业包括太阳能、风能、核能等，近年以来，我国以风电、光伏发电为代表的新能源发展成效显著，发电量稳步提升。但还是可能伴随能源危机。最近的一个例子就是今年全国性的高温，我国四川重庆地区分别出现了限电拉闸等情况。主要是因为天气干旱，四川本来就是以水力发电为主的一个城市，在全面高温的情况下，他们的电量也明显供应不足。

促进新能源产业高质量发展、促进电源端、储能端与需求端依市场规律高效匹配，实现以新能源为主体的新型电力系统供需平衡，好发挥新能源在能源保供增供方面的作用；要构建清洁低碳安全高效的能源体系，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统。

总的来说，促进全产业链协同发展，积极有序发展光能源、硅能源、氢能源、可再生能源，推动能源电子产业链供应链上下游协同发展，形成动态平衡的良性产业生态，避免产能过剩 。

作为一种可再生的绿色液态燃料，“液态阳光”发展日益受到各国重视，被视为解决二氧化碳减排甚至达到碳中和的理想途径。

所谓“液态阳光”，是将利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产氢，并将二氧化碳与氢合成为甲醇等便于储运的绿色液态燃料。

“‘液态阳光’是真正利用可再生能源资源化利用二氧化碳，实现规模化低碳乃至无碳能源的路径。”2020年12月14日，中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员李灿在第九届全球能源安全智库论坛上表示。

值得注意的是，全球第一个规模化太阳燃料合成示范项目已于2020年1月在兰州正式投入运营，迈出了我国利用可再生能源大规模生产绿色甲醇的第一步，也意味着我国拉开了向“液态阳光”甲醇经济转型的“大幕”。

能源系统碳中和

“液态阳光”被寄予厚望

“我国提出了将在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标。但与此同时，我国是世界上最大的能源生产国和消费国，要让这样一个以碳基能源为基础的超大能源系统实现碳达峰、碳中和，是一项艰巨的系统性工程。”中国 社会 科学院国际法研究所科研外事处处长廖凡在论坛上指出。

在李灿看来，富煤、贫油、少气是我国的能源资源禀赋特征，在我国消费结构中，化石能源占比超84%，超70%的石油资源仍依赖进口，想要在10年时间内实现碳达峰，30年时间内实现碳中和，除了从植物自然光合作用、海洋吸收、节能降耗外，发展可再生能源、提高非化石能源使用比例是更为重要的途径。

“尤其要注意发展‘液态阳光’技术，这是一条发展可再生能源，实现规模化低碳乃至无碳能源，回归地球生态平衡的重要路径，为实现碳中和提供可行技术方案。” 李灿认为。

相关测算显示，1吨甲醇可转化1.375吨二氧化碳。按照我国2020年甲醇年产能9358万吨计算，每年的甲醇产能可有望转化上亿吨二氧化碳；如果用可再生能源合成的“液态阳光”甲醇规模化替代汽油，那么每年则可实现减排二氧化碳超10亿吨，与我国植树造林减排二氧化碳的最大值相当。

一举多得

助力解决可再生能源间歇性难题

我国能源需求潜力巨大，导致二氧化碳减排任务艰巨。利用可再生能源替代化石燃料、保障液态燃料供给，实现低碳经济，是关系我国能源安全及经济可持续发展的重要课题。

“液态阳光”不仅是太阳能大规模经济利用的关键技术和发展方向，还是化学储能的一种新形式，可帮助解决可再生能源间歇性难题。

“‘液态阳光’是通过突破高效、低成本、长寿命规模化的电催化分解水制氢技术，制取甲醇，而氢能与甲醇均是稳定可长期储存的能源。” 在李灿看来，甲醇既是理想的化学储氢分子，可帮助解决当前氢能产业大规模发展面临的储运与加注掣肘。同时，“液态阳光”技术应用还有另一层要义，便是解决边远地区的可再生能源及弃电问题，将是除（特）高压输电之外的另一条规模化输送能源的途径。

从兰州新区建成投运的我国首个千吨级液态太阳燃料合成示范项目看，该技术路径已经具备可行性。

应用规模初具

呼吁政策鼓励绿色甲醇发展

“液态阳光”甲醇不仅是一种绿色液态燃料，还是一种重要的绿色化工原料。

李灿认为，“液态阳光”的大规模使用，将有助于建立新型绿色低碳、高效的能源系统，促进我国向绿色甲醇经济转型发展。特别是在我国强化碳减排的当下，“液态阳光”有望迎来爆发式发展。

我国拥有全球最大的甲醇市场。在能源化应用方面，当前，甲醇作为新型燃料，在餐饮、锅炉、采暖、交通等领域的应用市场已开始逐渐形成。

“液态阳光”甲醇作为绿色氢能载体，可解决氢能的储运难题，与此同时，还可使燃料电池 汽车 全链条绿色化，助力交通领域实现深度脱碳。

谈及未来甲醇发展，原机械工业部部长何光远建议，我国应将甲醇燃料作为新兴能源纳入国家能源体系，统筹协调各有关职能部门，出台政策性推广应用文件。“一要明确甲醇燃料推广应用全流程涉及的管理部门职责，以政策支持为抓手，明确职责，引导市场机制；二要鼓励坚持创新 科技 研究；三要统筹规范指导，发挥行业积极性，推进我国甲醇燃料应用。”

3月15日，中央 财经 委员会召开第九次会议，透露出了重大信号，展现了一幅宏伟的蓝图：实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济 社会 系统性变革，我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这是我们当前的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。

把碳达峰和碳中和提高到民族发展的高度，这个战略定位是空前的。为什么碳中和这么重要？

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（一）能源结构转型的大势已来

国际能源结构正在发生深刻变革。全球石油需求达峰基本已成定局，主要产油国未雨绸缪谋划转型，由于各方投资转向新能源领域，油气煤炭等化石燃料供应能力未来或将面临严重困难。

从中国的能源结构来看，2020年我们总计消费48亿吨标准煤；在能源结构上，85%是化石能源，其中60%是煤，绿色可再生能源只占15%左右，而要达到碳中和目标，就要把两者比例倒过来——清洁能源或可再生能源占85%，化石能源占15%以下。

目前中国单位GDP的能耗是发达国家平均水平的两倍以上， 这个数字完全可以降下来，在源头上节省能耗，既减少污染物的排放也减少碳的排放。在节能降耗上中国的潜力非常大，在未来5 10年，在大力发展清洁可再生能源的同时，要把主要精力放在节能降耗上。这样既可以在过渡阶段将存量持续降下来，又可以避免运动式的、激进的关企业行为。

化石能源中的原油我国主要依靠进口，而原油主产区位于中东、西非等国际局势热点地区，原油运输回国要途径苏伊士运河、波斯湾、马六甲海峡，运输通道受制于人，能被轻易被掐断。

因此，不论是从降低对外能源依存度、还是对内倒逼调整能源消费结构，压降化石能源占比、鼓励清洁能源是大势所趋。

（二）“碳达峰、碳中和”语境下新发展格局的构建

我们现在的碳排放量占全球的28%，还没达峰，经济规模占比（2020年我国经济总量占世界经济比重达到17%）远远小于碳排放量的占比，这说明我们的经济发展质量不够高，单位GDP的能耗比欧美高很多。

在碳排放达峰之前就承诺实现碳中和的时点，这既是对国际 社会 积极履行大国责任，占领一个政治正确的高点，抢占制定碳中和、碳交易标准的话语权，也是对内倒逼改革，把落后的发展方式逼出局， 探索 出一条把“绿水青山”变“金山银山”的实践道路。

未来，乡村振兴的方式，可能不局限于生态 旅游 和绿色农业，而是整个绿色资产的价值重估。

这里继续引入两个概念：“碳足迹”和“碳汇”。

碳足迹（Carbon Footprint），是指企业机构、活动、产品或个人通过交通运输、食品生产和消费以及各类生产过程等引起的温室气体排放的集合。欧盟已经出台标准，对生产过程中碳排放超标的产品加收“碳税”。

例如，中国和乌克兰的钢铁企业主要采用高炉和氧气顶吹转炉炼钢法，碳排放强度很高，生产每吨钢材约排放2吨二氧化碳当量。加拿大和韩国的钢铁行业里小型电弧炉炼钢厂比例更高，总体碳效率更高。中国的 汽车 钢板生产企业向欧洲出口就可能被征收额外的“碳税”，如果要达标则要增加设备投资、提高成本。

碳汇（carbon sink），是指自然界和人类活动所能吸收固化的二氧化碳，就是指通过植树造林、植被恢复等措施吸收大气中二氧化碳的过程。

碳汇，我认为未来是把“绿水青山”变“金山银山”的最重要一环，没有其他。中央 财经 委会议提到：要提升生态碳汇能力，强化国土空间规划和用途管控，有效发挥森林、草原、湿地、海洋、土壤、冻土的固碳作用，提升生态系统碳汇增量。要加强应对气候变化国际合作，推进国际规则标准制定，建设绿色丝绸之路。

森林、草原、湿地、海洋、土壤、冻土......光是列举这几条，想象空间就足够巨大了。

根据国家林业局数据，截至2021年6月，全国森林面积达2.2亿公顷，森林覆盖率达23.04%，森林蓄积量175.6亿立方米。

按1公顷森林每天吸收1吨二氧化碳计算，全国森林每天吸收2.2亿吨二氧化碳，每年吸收800亿吨，目前全国碳排放配额的价格50 60元/吨，这就是4万亿价值的市场。

全国草原面积4亿公顷、湿地面积5300万公顷、海洋国土面积300万平方公里、国土面积960万平方公里、冻土面积占土地面积的25%......如果全部的国土和海洋资源全部用来发挥“碳汇”作用，产生的碳排放交易权价值将是一个天文数字，那我们贫困地区的群众真是坐在了“金山银山”上，真可谓是“要想富、多种树”。

当然，这条致富的道路并不平坦。我们拥有如此丰富的碳汇资源，能否为我所用，关键在于以我为主，制定国际公认的“碳汇”和“碳排放权交易”标准。

话语权之争已经是决定一国发展前途的关键之争，背后体现的是综合国力和国际经济政治的角力。在这个领域，中美之争已有苗头。

为实现碳中和的目标，各国纷纷进入到应对气候变化和发展低碳经济的快车道，但国际 社会 对新兴绿色低碳产业的行业认定、标准制定、规则约定、市场准入门槛等都缺乏共识，有的分歧还相当大。

比如，中美在绿色项目与企业的信息披露机制上就难以统一；中国发行的贴标绿色债券，只有约10%符合国际CBI标准，等等。可以肯定的是，未来各类低碳标准，将面临着相当严峻的国际谈判。

我们也率先开展了草原碳汇、海洋碳汇的标准制定，以期在国际标准的制定中占领先机。谁能占据先机，谁就有可能掌握全球低碳发展领导权。

网上关于全球每年二氧化碳排放总量有很多说法，有的甚至还存在巨大差别。造成这种现象的原因可能是因为统计方法和机制的差异造成的，目前还未看到一种全世界公认的、主流的计算方法能够大致准确地计算出全球碳排放总量。

但无论数据计算结果如何，有一个结论是毫无疑问的，那就是，全世界每年碳排放总量远远超过人类及自然的收集、吸收、利用能力，空气中的二氧化碳浓度在逐年增长。

二氧化碳作为已经明确的温室气体中占比最大的一种，虽然它的温室效应远远低于甲烷，但因为体量巨大，带来的最终影响也是其他温室气体所不能比拟的。

这本书是一个叫做安永会计师事务所的团队编写的。

主要内容以碳中和为主题。第一章探讨了什么是碳中和、为什么提出碳中和、实现碳中和为什么难以及难在哪儿。第二章探讨了实现碳中和的四项关键要素，也即技术可行、成本可控、政策引导、多边共赢。第三章分析了几个主要碳排放行业未来行动的路线图。从能源需求侧分别分析了钢铁、水泥、化工、交通、建筑和服务行业的碳排放现状以及未来的发展路径。同时，从能源供给侧分析了实现碳减排的主要方法。总结出支撑碳减排的三大支柱，研究碳的“负排放”技术、健全碳排放权交易市场体系、发展绿色金融体系。第四章分别从个人、企业、金融机构和政府部门的角度，给出了实现碳中和的指导意见。第五章总结了碳中和领域常见的一些认识误区。

关于温室气体、碳达峰、碳中和的概念，书中都有介绍，网络上也说的很清楚，在此不做过多的重复。主要是对本书的主题——碳中和——谈一下自己的理解。

碳中和的道理十分简单，总结起来主要是六个字——节能、减排、固碳。所有的工作几乎都是围绕这六个字开展的，通过这六个字的努力，最终实现人类社会排放出去的二氧化碳与地球所吸收的二氧化碳达到平衡，也即大气中的二氧化碳浓度不再升高。

碳中和不仅仅是一个环保概念，这是一个首要破除的认识误区。根据国家的“30·60”统筹安排（2030实现碳达峰，2060实现碳中和），预计8年后碳达峰将要到来，38年后碳中和也要实现。

碳中和带给我们的，不仅仅是天更蓝了水更绿了等等之类的环境变化，而是生活方式的沧桑巨变。到2060年，人类社会的生活方式将会发生天翻地覆的变化，很多景象现在还无法想象，但一定令现代人匪夷所思。

这个实现过程，不仅全方位的影响每一个人的生活，而且需要每一个人亲身参与。因此，普及碳中和的知识非常重要，它能在整个过程当中起到引领性的作用。

只有具备了对事物基本的正确认知，才能进一步统一人类社会的思想，进而作为下一步集体行动的指南。从这个角度来讲，这本书起到了这样的作用。

引起我最大的兴趣的还是清洁能源的替代使用问题。目前人类社会获取能量的主要途径还是化石能源，包括石油、煤炭、天然气等。但这些东西是二氧化碳排放的主要来源，是实现碳中和目标必须要搬走的大山。

搬走之后怎么办？必须得有替代方案，这个替代方案就是清洁能源。

目前的清洁能源主要有以下这么几项，核电站、光伏发电、光热发电、水电站以及氢能。除了氢能以外，其余几项技术基本上已经进入比较成熟的状态，虽然在大规模替代上还存在一定的困难，但至少都走在了氢能技术的前面。

氢能承载着人类现阶段对未来能源替代的美好梦想，不过目前现在从技术角度来说，人们尚处于无可奈何的地步。换句话说，它的确很理想，但现在没有成熟的技术，无法真正实现商业化替代。

也许在将来，路上跑着以氢气为动力的汽车（这一项目前已经实现了），天上飞着以氢气为动力的飞机，发射场上矗立着以氢气为燃料的火箭运载工具，等等等等。我们对那一天的到来充满希望。

最后，引用书中的内容，补充一个关于氢气制备的知识。

目前我国发展最迅速、技术日益革新的清洁能源就是氢能。氢气具有发热值高、无污染、可以以多种形式存在等优点。在自然界中，氢是最丰富的元素之一，但我们很难找到纯氢，需要从化石燃料、水中提取转换，而这个提取过程需要电的参与。

氢气生产需要电，根据电力来源，氢气可分为灰氢、绿氢和蓝氢。如果生产氢气的电力是由煤炭、天然气等化石燃料燃烧生产的，那么在生产过程中会产生碳排放，这类氢气就被称为灰氢。这种生产方式的成本相对低廉，据测算，煤制氢成本为8～10元/千克，并且灰氢的制造操作也便捷，灰氢是如今最常见的氢气，约占全球氢气产量的96%。

与灰氢相反的是绿氢，绿氢是由可再生能源（例如太阳能或风能）发电电解制成的，该过程几乎不会产生碳排放。然而这类制氢方式对电的需求量巨大，用电成本占制氢总成本比例高达60%。绿氢的制造成本约为20元/千克，约是灰氢的2倍，因此绿氢产业的增长受到了成本的限制。

蓝氢来自另一种制氢方式，生产方式与灰氢一样，也是通过以天然气为主的化石燃料发电制成的，但在生产过程中运用了CCS技术，能够减少生产过程中的碳排放，可以满足全球大多数国家对碳排放量的限制要求。此外，蓝氢相较绿氢成本更为低廉，因此在市场上更具有成本竞争力。

单纯从氢气本身而言，它是一种理想的清洁能源。但是如果制备氢气的过程中产生了大量的二氧化碳，那就与我们清洁能源的替代背道而驰，相当于在密闭空间里开着柴油发动机的同时，另一边用空气净化器净化空气。

从这个角度来看，经济能源的替代绝非我们想象中的那么简单，它不仅受成本的限制，还要受技术的限制，更要在碳中和的大局中接受考验。

在碳中和的路径中,海洋可以做到(负排放)。

碳达峰是指二氧化碳的排放达到历史最高值，并逐步降低。同时，继续通过碳减排和碳增汇等重要途径，实现二氧化碳净排放为零，也就实现了“碳中和”。而海洋储存了地球上约93%的二氧化碳，是地球上最大的活跃碳库，是陆地碳库的20倍，大气碳库的50倍。

海洋每年吸收约1/3的人类活动排放到大气中的 CO2，并且储碳周期可达数千年，这种通过物理、化学或生物手段捕获大气中的 CO2，将其永久或在较长时间尺度内封存在海洋中的过程被称为海洋负排放。

碳中和是应对气候变化的必由之路，海洋负排放是实现碳中和的重要途径。实现碳中和，减排和增汇是两条根本途径。减排即减少向大气排放CO2。增汇是指增加对大气CO2的吸收。通过主动增汇来降低大气中CO2的水平，从而减缓气候变化。

海洋吸收二氧化碳的主要机制包括溶解度泵、碳酸盐泵、生物泵及焦念志院士提出的微型生物碳泵。

然而，生物泵导致的颗粒有机碳（POC）向深海的输出是有限的，到达海底埋葬的有机碳量大约只有海洋初级生产力的 0.1%，而海洋中的溶解有机碳（DOC）高达总有机碳的97%。

其中约95% 的DOC是生物难以利用的惰性溶解有机碳（RDOC），这些RDOC 年龄可达 4000～6000年，构成了海洋的长期储碳。