什么是低碳、零碳终端用能技术

　　什么是低碳、零碳终端用能技术?低碳，意指较低(更低)的温室气体(二氧化碳为主)排放。随着世界工业经济的发展、人口的剧增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制，世界气候面临越来越严重的问题，二氧化碳排放量越来越大，地球臭氧层正遭受前所未有的危机，全球灾难性气候变化屡屡出现，已经严重危害到人类的生存环境和健康安全，即使人类曾经引以为豪的高速增长或膨胀的GDP也因为环境污染、气候变化而大打折扣。减少排放二氧化碳的生活则叫做低碳生活。

　　零碳排放，不是没有二氧化碳排放，而是使用植树等自然方式补充等量的氧气与人们排放的二氧化碳相抵达到平衡。零碳排放，是指无限地减少污染物排放直至零的活动。就其内容而言，一是要控制生产过程中不得已产生的废弃物排放，将其减少到零;二是将不得已排放的废弃物充分利用，最终消灭不可再生资源和能源的存在。就其过程来讲，是指将一种产业生产过程中排放的废弃物变为另一种产业的原料或燃料，从而通过循环利用使相关产业形成产业生态系统。

　　实现碳中和不仅需要能源来源的低碳化，也需要终端使用侧做出脱碳努力。低碳、零碳的终端用能技术分为五大类：节能、电气化、燃料替代、产品替代与工艺再造，以及碳循环经济。

　　节能技术几乎适用于所有终端用能部门，这类技术可以通过提高能效、调整结构和转变生活方式，在保证人们生活水平的前提下实现脱碳。根据国际能源署的估算，建筑行业可以通过高效烹饪、高效供冷供热技 术、低碳设计等方法对全球能源效率提升做出超过40%的贡献(国际能源署，2019)。交通部门的节能主要包括传统燃油载运工具的降碳技术、运输结构的优化调整、运输装备和基础设施用能清洁化等。工业生产过程中节能技术涉及范围较广，相关技术繁多，总体上是通过实现换热流程优化、设备效率提升、数字化转型来提高系统能源效率。

　　电气化是实现碳中和的重要推动力，是配合低碳或零碳能源供应实现能源系统碳中和的重要工具。据估算，中国当前人类活动温室气体排放量的脱碳约50%将通过使用清洁电力来实现，包括交通运输系统的电气化、生产绿色氢能和各种工业流程的电气化(Sachs，2021)。交通电气化为5G通信、人工智能、大数据、超算等前沿技术的接入提供了空间，未来这些前沿技术与车路协同系统的融合发展将成为帮助交通部门脱碳的重要技术趋势。在建筑部门，照明、制冷、家用电器等已基本实现电气化，热泵供暖将成为电气化技术早期部署的关键领域。预计到2030年，全球家庭热泵取暖使用比例将提高到22%，这将为建筑部门减少50%的碳排放 (国际能源署，2020)。

　　新型燃料替代是终端用能领域实现零碳化必不可少的技术。氢能可以用于燃料替代以应对减排难度最大的20%温室气体排放，例如交通业可利用氢+燃料电池解决长距离运输问题，工业生产可以利用氢解决钢 铁和化工业的高排放问题，建筑业可以通过在天然气网掺混氢气降低燃气供热碳排放(Renssen，2020)。生物质从全生命周期的角度看具有近零碳排放的属性，具有良好的气候效应，在北方农村清洁供暖、交通运输，以及水泥、钢铁、化工等工业领域均有广阔的应用空间。

　　产品替代与工艺再造是适用于工业部门的低碳终端用能技术。产品替代主要体现在混凝土和钢铁等建筑材料方面。例如，煅烧黏土和惰性填料是减少水泥熟料含量的最被广泛使用的方法，据估计，通过该种方法每年可减少水泥行业6亿吨CO2的排放量。另外，通过智能化、新技术、新装备及具有颠覆性的节能工艺等工业流程再造技术研发，可降低工业生产的能耗，提高能源和资源利用率，有效降低碳排放。

　　循环经济是以再生和恢复为基础的经济模式，其目标是让经济增长不再依赖有限的资源，转而打造更加坚韧、可持续的经济社会系统。循环经济策略在工业领域有巨大的减排潜力，这类策略包括在产品设计源头避免废弃、重复使用产品和部件、材料再循环等。据测算，若在水泥、钢铁、塑料和铝四大关键工业领域运用循环经济策略，则能在2050年前减少其40%的二氧化碳排放量，约为37亿吨(能源转型委员会， 2018)。循环经济策略不仅具有减排潜力，也具有较高的成本效益。通过共享商业模式、高质量回收利用、 在建筑施工过程减少废弃等举措有望实现负减排成本，即在减排的同时创造收益(Material Economics，2018)。