来源：中国科学报

　　发布时间：2018-09-03

①第二届洁净能源高端论坛现场讨论环节（左二为刘中民）

②包信和介绍其研究成果

　　■本报记者 沈春蕾

　　“在应对气候变化新形势下，新能源和可再生能源快速发展，成本大幅度下降，使得新能源这种低碳技术在经济上也越来越具备竞争力。”日前，在大连举办的第二届洁净能源高端论坛上，国家气候变化专家委员会副主任、清华大学原常务副校长何建坤如是说。

　　当前，能源革命性变革已成为世界趋势，在这样的潮流下，低碳发展转型的速度也在不断加快。

　　实现减排和发展双赢

　　2015年底，联合国气候大会通过《巴黎协定》，制定了控制全球升温不超过2摄氏度的目标和新的承诺机制。2016年联合国启动《2030年可持续发展目标（SDGs）》，全面统筹经济发展、社会进步和环境保护的协调与可持续发展。何建坤指出，这两大议程相互联系，要在一个框架内统筹部署。

　　其中，《巴黎协定》提出，全球的温室气体排放要尽快达到峰值，2030年全球温室气体排放要比当前有一定幅度的下降。如果现在温室气体的排放增加趋势得不到遏制，一直到2030年仍呈增长趋势的话，那么对2030年以后应对气候变化的要求就会更为紧迫，并使得未来全球升温幅度大于2摄氏度的风险也大为提高。

　　在第二届洁净能源论坛上，何建坤围绕全球气候治理作了报告，他说：“当前我们推进《巴黎协定》落实，全球合作应对气候变化的核心对策，是走气候适宜型的低碳发展路径，这也是在管控气候风险的同时，实现各国自身可持续发展的根本途径和战略选择。”

　　全球合作应对气候变化是世界各国保护地球生态安全的共同事业，也是共同实现可持续发展的一个重要机遇。这个过程中，何建坤希望我国促进实现两个共赢：一是世界各国合作应对气候变化，要实现合作的共赢和共同发展；二是每一个国家，特别是发展中国家，在应对气候变化的过程中，要统筹经济增长、环境保护和二氧化碳减排的多种目标，实现自身发展和降碳的双赢。

　　从我国国情来说，推动能源生产和消费革命，首先要减少煤炭的终端利用。终端能源消费中的煤炭利用，特别是散煤的利用，带来的二氧化硫、氮氧化物、烟尘等常规污染的排放，比有脱硫脱硝措施的煤电站可能要大十几倍、几十倍。何建坤说：“我们大力发展洁净的非化石能源，就是要加强在终端利用中替代煤炭，收到减排二氧化碳和保护环境的双重效果。”

　　筹建洁净能源创新院

　　近年来，中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）围绕国家能源发展战略，坚持基础研究与应用研究并重，以可持续发展的能源研究为主导，在化石资源优化利用、化学能高效转化、可再生能源等洁净能源领域，持续提供重大创新性理论和技术成果，为我国洁净能源发展作出了重要贡献。

　　然而，能源领域涉及众多学科，系统高度复杂。虽然我国现有的能源体系各分系统相对独立，而且存在结构性矛盾，相互之间难以“合并同类项”，但可以利用科技手段，对现有的煤炭、石油、天然气、可再生能源、核能五大能源类型，通过相对优势的互补融合来对冲消除各自的不足。

　　为此，中科院针对我国能源结构变革需求，进行体系化顶层设计，筹建了中国科学院洁净能源创新研究院（以下简称洁净能源创新院）。

　　今年6月，洁净能源创新院筹备工作讨论会在大连召开，洁净能源创新院由大连化物所作为法人依托单位。中国工程院院士、大连化物所所长刘中民在论坛讨论环节告诉《中国科学报》记者：“洁净能源创新院有望为构建我国互补融合的清洁低碳、安全高效的能源新体系提供技术支撑。洁净能源创新院是一个新模式的探索，将通过变革性关键技术突破与示范，以能源技术革命促进能源革命，实现化石能源/可再生能源/核能的融合发展，构建国家清洁低碳、安全高效能源新体系。”

　　随着洁净能源创新院的筹建，中科院还启动了“变革性洁净能源关键技术与示范”先导科技专项。该专项以化石资源清洁高效利用与耦合替代、清洁能源多能互补与规模应用、低碳化多能战略融合为主线，部署合成气下游及耦合转化利用、甲醇下游及耦合转化利用、高效清洁燃烧、可再生能源多能互补示范、大规模高效储能、核能非电综合利用、可再生能源制氢/甲醇，以及我国能源战略研究等八个方面的研究内容组成。

　　刘中民介绍道，洁净能源先导专项将投入16亿元专项资金，拟在5年内使我国燃煤污染物排放降低40%～50%，实现100%可再生能源应用示范和低碳化多能融合战略实施，项目完成后有望新增产值1500亿元。

　　目前，100%可再生能源示范项目将对多能源系统的综合设计与集成管控、太阳能集热储热/地热/生物质互补供热、可再生能源交直流混合供电、生物质气热电肥联产联供等四个课题进行攻关，拟于2022年冬奥会前在张家口黄帝城小镇实施应用。

　　从实验室到产业应用

　　要实现洁净能源创新院的预设目标，洁净能源技术的攻关尤为关键。以天然气替代石油生产液体燃料和基础化学品为例，天然气的主要成分是甲烷分子，是自然界中最廉价、最稳定的有机小分子，它的选择活化和定向转化一直是世界级难题。

　　此前，天然气的转化利用还停留在传统的“二步法”，通常是先在氧分子作用下生成含氧的一氧化碳，然后将氧原子脱除，在获得产物的同时放出大量二氧化碳。“这样不仅高投资、高消耗，总碳利用率低，而且对生态环境也有一定影响。”中国科学院院士、中国科学技术大学校长、大连化物所研究员包信和表示。

　　如何“一步”实现天然气高效转化利用？1995年，大连化物所研究员包信和带领科研团队在无氧条件下进行碳氢键活化的攻关（以下简称无氧活化）。“虽然攻关很艰难，但‘无氧活化’的概念是我们自己提出的，而且原理上也是可行的，我坚信只要坚持下去肯定会有突破。”

　　正是抱着坐冷板凳的信念，包信和团队终于基于“纳米限域催化”的新概念，构建了硅化物晶格限域的单中心铁催化剂，成功实现了甲烷在无氧条件下选择活化，“一步”高效生产乙烯、芳烃和氢气等高值化学品，选择性大于99%，相关成果2014年发表于美国《科学》杂志。

　　随后，包信和将此研究延伸到可由煤、天然气、生物质制得的合成气领域。2016年，包信和团队以极高的选择性和效率，在一步反应中实现了合成气至低碳烯烃的直接转换，相关成果再次发表于美国《科学》杂志。

　　虽然论文发表了，但包信和认为“合成气直接转化制低碳烯烃”技术不能停留在实验室，应该走向流通的应用市场。为了将“合成气直接转化制低碳烯烃”技术快速推向应用，包信和在论坛上透露，他的团队携手刘中民团队，正共同探索催化剂放大制备和工艺过程开发，努力将原创性成果转化为现实生产力。

　　刘中民希望，洁净能源创新院也能发挥中科院集团军优势，在重要能源产业技术方面推出一系列重大成果，在可再生能源规模化利用实现材料及器件完全国产化及规模示范，实现其使命与愿景。

　　以下是该媒体报道地址：http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2018/9/338711.shtm