2020年9月，習近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上正式宣布：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。”實現(xiàn)碳達峰碳中和，是以習近平同志為核心的黨中央經(jīng)過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策，是著力解決資源環(huán)境約束突出問題、實現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展的必然選擇，也是構(gòu)建人類命運共同體的莊嚴承諾。
實現(xiàn)碳中和目標的關(guān)鍵在于能源結(jié)構(gòu)的綠色低碳轉(zhuǎn)型。我國化石能源利用相關(guān)的二氧化碳（CO2）排放超過100億噸，占總CO2排放的比例超過80%。因此，實現(xiàn)碳中和根本在于大幅減少化石能源的利用，踐行能源結(jié)構(gòu)的綠色低碳轉(zhuǎn)型。據(jù)多個權(quán)威機構(gòu)預測，實現(xiàn)碳中和目標，能源結(jié)構(gòu)中化石能源占比需要降低至10%左右，太陽能、風能等可再生能源占比需要達到60%以上。
能源轉(zhuǎn)型影響深遠，但面臨諸多挑戰(zhàn)。能源格局影響著世界的政治經(jīng)濟格局，能源轉(zhuǎn)型事關(guān)經(jīng)濟社會發(fā)展的全局，是各國高度關(guān)注的戰(zhàn)略領(lǐng)域。我國的能源轉(zhuǎn)型已取得一定進展，但也面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，自工業(yè)革命以來，能源革命一直是推動社會發(fā)展的核心動力。每次能源變革都伴隨著全球產(chǎn)業(yè)鏈和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，一個國家能否在這場能源轉(zhuǎn)型中占得先機，決定了其在全球競爭中的地位和發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼耍鲊鴮Ξ斍澳茉崔D(zhuǎn)型高度關(guān)注并激烈競爭。部分國家頻繁出臺加征關(guān)稅、技術(shù)禁運、市場禁入等貿(mào)易保護主義措施遏制我國相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。其次，我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與二氧化碳減排落后于預期。近10年來，我國風光裝機快速增長，至2024年6月達11.8億千瓦，已超煤電（11.7億千瓦）。我國化石能源占比由88.7%下降到82.1%，年均降低0.66%。第三，我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整面臨不協(xié)同的問題。這種不協(xié)同既表現(xiàn)為新型低碳能源與傳統(tǒng)高碳能源間的不協(xié)同，如風光電并網(wǎng)后對煤電的發(fā)電量和效益造成影響；也表現(xiàn)為區(qū)域間的不協(xié)同，西部地區(qū)資源豐富、東部地區(qū)負荷集中，能源的跨區(qū)域輸送面臨挑戰(zhàn)；還表現(xiàn)為時間上的不協(xié)同，新能源供能常不穩(wěn)定、不可控，而社會能源需求同樣不穩(wěn)定、難調(diào)控，能源的供需匹配面臨挑戰(zhàn)。
技術(shù)創(chuàng)新是發(fā)展綠色生產(chǎn)力和推動能源轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動力。戰(zhàn)勝能源轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)根本在于技術(shù)創(chuàng)新。目前，能源轉(zhuǎn)型過程中最亮眼的是光伏、風機裝機量的快速增長，主要原因在于風光發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新使得光電、風電成本低于傳統(tǒng)火電成本。然而光電、風電間歇、不穩(wěn)定，電網(wǎng)難以大比例接納，這成為光電、風電占比進一步提升的瓶頸。儲能可以平抑光電、風電波動，支撐其大規(guī)模并網(wǎng)，已成為能源系統(tǒng)中的必備單元、保障能源安全的戰(zhàn)略性技術(shù)，是發(fā)展綠色生產(chǎn)力的重點領(lǐng)域和關(guān)鍵保障。技術(shù)創(chuàng)新同樣驅(qū)動了鋰離子電池等新型儲能技術(shù)的發(fā)展，其已一定程度滿足了中短時（< 4 h）能量儲存的需求，形成了萬億級市場，成為綠色生產(chǎn)力發(fā)展的典范。然而，風光供能的間歇期均超過4小時，甚至達到10小時以上，支撐光電、風電并網(wǎng)量的進一步提高亟需時長超過4小時的長時儲能技術(shù)，但領(lǐng)域尚無成熟技術(shù)供給。因此，通過技術(shù)創(chuàng)新突破長時儲能技術(shù)瓶頸，是進一步推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和發(fā)展綠色生產(chǎn)力的必然要求。
液流電池等長時儲能技術(shù)發(fā)展前景廣闊，是綠色生產(chǎn)力的重點布局方向。液流電池采用可以流動的水系電解液儲存能量，實現(xiàn)了容量與功率的解耦，具有時長靈活、本征安全、選址靈活、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢，廣泛適用于風光電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)儲能，是長時儲能的理想選擇。加強對液流電池技術(shù)研發(fā)的布局，通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)液流電池技術(shù)進一步突破和商業(yè)化應用，有望再造一個萬億級產(chǎn)業(yè)，推動綠色生產(chǎn)力快速發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)低碳轉(zhuǎn)型。
綜上所述，光伏、風機、鋰離子電池等領(lǐng)域的快速發(fā)展已經(jīng)證明，技術(shù)創(chuàng)新是發(fā)展綠色生產(chǎn)力和推動能源轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動力。進一步推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)碳中和目標，需要加強能源技術(shù)研發(fā)投入，加速綠色生產(chǎn)力發(fā)展。長時儲能是支撐能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的必備技術(shù)，需求明確，缺少成熟技術(shù)供給，是發(fā)展綠色生產(chǎn)力的重點布局領(lǐng)域。
【本文作者為中國科學院院士，南方科技大學講席教授、碳中和能源研究院院長】
責編：董惠敏／美編：王嘉騏