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中國碳中和框架路線圖研究及啟迪科技成果轉化實踐打印

發(fā)布時間：2021-07-16來源：王濟武、文輝、李旭光、張清杰、林俅，啟迪清潔能源研究院

中國碳中和框架路線圖研究及啟迪科技成果轉化實踐

作者：王濟武、文輝、李旭光、張清杰、林俅，啟迪清潔能源研究院

2020年9 月22日，習主席在第75屆聯(lián)合國大會一般性辯論上提出：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。我國提出的2060年之前碳中和的目標，遠超出了《巴黎協(xié)定》下2℃溫升控制目標下全球2065-2070年左右實現(xiàn)碳中和的要求。這充分展現(xiàn)了中國應對全球氣候變化的雄心和對全球人類共同事業(yè)的責任擔當。2020年12月12日，習主席在氣候雄心峰會發(fā)表題為《繼往開來，開啟全球應對氣候變化新征程》的重要講話，在落實《巴黎協(xié)定》的基礎上進一步宣布2030年實現(xiàn)的國家自主貢獻目標。

在今年3月15日中央財經(jīng)委員會第九次會議上，習總書記指出：“實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標?！?會議強調(diào)，我國力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和，是黨中央經(jīng)過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策，事關中華民族永續(xù)發(fā)展和構建人類命運共同體。要堅定不移貫徹新發(fā)展理念，堅持系統(tǒng)觀念，處理好發(fā)展和減排、整體和局部、短期和中長期的關系，以經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉型為引領，以能源綠色低碳發(fā)展為關鍵，加快形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結構、生產(chǎn)方式、生活方式、空間格局，堅定不移走生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳的高質(zhì)量發(fā)展道路。會議強調(diào)，實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場硬仗，也是對我們黨治國理政能力的一場大考。

將碳達峰碳中和上升到“我們黨治國理政能力的一場大考”，可見其戰(zhàn)略高度。我國政府充分運用習近平新時代中國特色社會主義思想以及人類命運共同體理念，在當前復雜的國際環(huán)境下，通過牢牢占據(jù)綠色低碳技術的制高點，打破技術封鎖和貿(mào)易壁壘，實現(xiàn)中華民族的偉大復興。

啟迪控股作為全球最大的科技服務企業(yè)，實踐了一整套“立體三螺旋”的科技成果轉化理論和組織體系，在應對氣候變化和雙碳目標方面，積極的開展了框架路線圖的研究，在科技創(chuàng)新和成果轉化方面已經(jīng)有了較為完整的布局。

一、什么是碳排放、碳達峰和碳中和

碳排放：是人類生產(chǎn)經(jīng)營活動過程中向外界排放溫室氣體（二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟碳化物和六氟化硫等）的過程。碳排放是目前被認為導致全球變暖的主要原因之一。我國碳排放中占比最大的（54%）來源于電力和供熱部門在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中化石燃料的燃燒。

碳達峰：廣義來說，碳達峰是指某一個時點，二氧化碳的排放不再增長達到峰值，之后逐步回落。根據(jù)世界資源研究所的介紹，碳達峰是一個過程，即碳排放首先進入平臺期并可以在一定范圍內(nèi)波動，之后進入平穩(wěn)下降階段。據(jù)此，結合我國的承諾的時間節(jié)點：1）從現(xiàn)在至2030年，我國的碳排放仍將處于一個爬坡期；2）2030-2060年這30年間，碳排放要渡過平臺期并最終完成減排任務。

碳達峰是實現(xiàn)碳中和的前提條件，盡早地實現(xiàn)碳達峰可促進碳中和的早日實現(xiàn)。碳達峰承諾表現(xiàn)在約束碳排放強度上，而本質(zhì)是生態(tài)環(huán)境保護問題和倒逼當前能源結構向清潔化轉型的手段，事關經(jīng)濟高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

碳中和：碳中和是指企業(yè)、團體或個人測算在一定時間內(nèi)直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，然后通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實現(xiàn)二氧化碳“零排放”。氣候變化是人類面臨的全球性問題，隨著各國二氧化碳排放，溫室氣體猛增，對生命系統(tǒng)形成威脅。在這一背景下，世界各國以全球協(xié)約的方式減排溫室氣體，我國由此提出碳達峰和碳中和目標。另一方面，我國油氣資源相對匱乏，發(fā)展低碳經(jīng)濟，重塑能源體系具有重要的安全意義。碳中和不僅僅是能源的問題，它與產(chǎn)業(yè)鏈等方方面面都有關系，碳中和目標將深刻影響下一步產(chǎn)業(yè)鏈的重構、重組和新標準的形成。

二、 我國實現(xiàn)碳達峰和碳中和是高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇

中國作為負責任的大國，逐步走上國際舞臺的中央。主動提出加強國家自主貢獻以及碳中和目標，是對國際社會關注的積極回應，體現(xiàn)了中國負責任大國的擔當。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國成為全球碳排放量最大的國家，年排放總量超過第二名美國達到一倍。雖說這是我國發(fā)展階段和巨大的人口基數(shù)決定的，但是在此方面一直被美國和歐洲發(fā)達國家指責。在特朗普政府宣布退出《巴黎協(xié)定》之際，我們穩(wěn)準狠的喊出我們的目標，讓世界看到我們的決心和魄力，在與美國的博弈中占據(jù)輿論的上風。這種大國風范，獲得了政治伙伴，塑造了良好的國際形象，有利于我國在當前世界局勢中通過推行氣候外交謀求多方合作，與世界人民共建人類命運共同體，推動全球可持續(xù)發(fā)展進程。

中央提出碳達峰、碳中和這兩項重要的發(fā)展目標，是在特殊條件下，必須采取一些強有力的措施，倒逼我們的發(fā)展轉型。我們不能繼續(xù)嚴重依賴化石資源發(fā)展，我國的資源稟賦也不允許這樣的發(fā)展模式。清潔能源本質(zhì)上是“制造”業(yè)的能源，不管是光伏還是風電等，我們都有強大的制造基礎和創(chuàng)新能力，我國已經(jīng)在這個領域占有主導地位。中央經(jīng)濟工作會議就碳達峰、碳中和做出了安排，要求調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構、能源結構，從而推動煤炭消費早日達峰。

目前，我國化石能源在消費一次能源消費中所占比例約為85%，而煤作為化石能源中的“碳排放大戶”，占到了全國能源消費結構的近60%。根據(jù)《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略（2016~2030）》，到2030年和2050年，非化石能源占能源消費總量的比例分別要達到20%和50%。在數(shù)據(jù)背后，我們可以預見，中國的能源結構必將經(jīng)歷一次前所未有的“洗牌”，隨著技術的不斷提高，可再生能源將會逐漸占據(jù)原本屬于油氣煤的位置。

我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，在傳統(tǒng)能源和傳統(tǒng)石化層面投資巨大，但是我國石油資源匱乏，嚴重依賴進口。長期來看，這對于我國的能源安全和國家安全有致命影響，不利于經(jīng)濟長期穩(wěn)定發(fā)展。通過碳中和，推動綠色低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有利于我國擺脫資源嚴重依賴進口的局面。新能源、低碳技術的發(fā)展，從本質(zhì)上是技術實力的競爭和制造能力的競爭，在這方面恰恰是我們的強項。通過碳中和戰(zhàn)略的倒逼，促使大量投資進入綠色低碳技術和產(chǎn)業(yè)領域。

由清華大學電子系殷志強教授發(fā)明，通過啟迪清潔能源子公司華業(yè)陽光產(chǎn)業(yè)化的太陽能光熱技術，已經(jīng)推動我國成為全球最大的真空管太陽能熱利用產(chǎn)品生產(chǎn)國和使用國。到2020年，我國太陽能熱利用保有量達到5.38億平米，供熱能力達376.5GWth，累計節(jié)約標準煤80507萬噸，相當于節(jié)電22381GWh，累計減排SO22603萬噸、煙塵2013萬噸、減排溫室氣體CO217.3億噸。

從全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈視角來看，中國已經(jīng)牢牢占據(jù)光伏產(chǎn)業(yè)鏈龍頭地位。2019年，中國硅料、硅片、電池片、組件占全球的產(chǎn)量占比分別為67%、98%、83%和77%，各環(huán)節(jié)產(chǎn)量繼續(xù)穩(wěn)步提升，多晶硅實現(xiàn)產(chǎn)量34.2萬噸，同比增長32.0%；硅片產(chǎn)量134.6GW，同比增長25.7%；電池片產(chǎn)量108.6GW，同比增長27.8%；組件產(chǎn)量98.6GW，同比增長17.0%。在海外市場需求持續(xù)旺盛的拉動下，2019年我國光伏產(chǎn)品出口額約207.8億美元，同比增長29%，為2011 年“雙反”以來首次超過200億美元。其中，硅片出口額為2億美元，出口量51.8億片(約27.3GW)，單晶硅片出口量約占70%；電池片出口額為14.7億美元，出口量約10.4GW；組件出口額為173.1億美元，出口量約66.6GW。硅片、電池片、組件出口量均超過2018年，創(chuàng)歷史新高。

我國風電行業(yè)2020年新增并網(wǎng)裝機容量7167萬千瓦，創(chuàng)下歷史新高；風電發(fā)電量4665億千瓦時，同比增長約15%，差不多相當于4個三峽電站2020年的發(fā)電量。截至2020年底，我國風電累計裝機容量已達2.81億千瓦，規(guī)模居世界首位?！★L電產(chǎn)業(yè)不僅“塊頭”更大，“體質(zhì)”也更強。從布局結構來看，過去風電開發(fā)主要集中在風資源較好的“三北”地區(qū)，隨著近幾年大兆瓦機組、長葉片、超高塔筒等應用推廣，平原地區(qū)、低風速地區(qū)也具備了開發(fā)條件。2020年風電新增裝機中，中東部和南方地區(qū)占比約40%。再看開發(fā)成本，從多年前風力發(fā)電最便宜也要八毛錢一度，有的甚至要兩元左右，到如今我國大部分地區(qū)尤其是新建風電陸上項目不再需要補貼，風資源好的一些地方，價格甚至比煤電還低，改變了以往人們對風電等新能源“昂貴、難以被市場接受”的刻板印象。

可見，我國有非常扎實的“制造”清潔能源的科技和產(chǎn)業(yè)基礎。我國2060年前碳中和愿景不僅僅是應對氣候變化的一項指標，實際上關系到我國發(fā)展戰(zhàn)略和全局。碳中和不僅僅是能源行業(yè)的事情，還需要極大地推動新一代信息技術和先進低碳技術的深度融合，特別是新材料、新能源汽車、先進軌道交通裝備、非化石電力裝備、電子及信息產(chǎn)業(yè)、生物技術等綠色制造業(yè)的快速發(fā)展。通過碳中和愿景的引領和倒逼，我國將有可能率先在發(fā)展?jié)摿Υ?、帶動性強的?shù)字經(jīng)濟、清潔能源、智慧城市等高科技、高效益和低排放領域培育出新的增長動能，并有望逐步擺脫資源依賴型的增長方式，形成若干國際先進綠色低碳制造業(yè)集群。

三、要實現(xiàn)碳達峰和碳中和，科技創(chuàng)新是必由之路

改革開放四十多年來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，GDP總量躍居全球第二位，但人均GDP剛突破1萬美元，我國發(fā)展不平衡不充分問題仍然突出，面臨著發(fā)展經(jīng)濟、改善民生、消除貧困等一系列艱巨任務，我國的能源需求還在不斷增加，碳排放仍處于上升階段，尚未達到峰值。從能源消費來看，我國消費總量世界第一，占比高達全球1/4左右。從能源消費結構來看，我國仍以化石能源消費為主，占比高達85%左右，能源消費目前仍有一半以上用的是煤炭，從我國發(fā)電類型來看，燃煤發(fā)電占到整個發(fā)電量62%左右。我們面臨著僅用40年左右時間就要將85%化石能源系統(tǒng)變成凈零碳排放能源系統(tǒng)的巨大挑戰(zhàn)。

由于發(fā)展階段的不同，發(fā)達國家已普遍經(jīng)歷“碳達峰”，為達到2050年“碳中和”，更大程度上只是延續(xù)以往的減排斜率。而我國碳排放總量仍在增加，需要經(jīng)歷2030年前“碳達峰”，然后走向2060年前“碳中和”。從實現(xiàn)“碳中和”的年限來看，比發(fā)達國家時間更緊迫，碳排放下降的斜率更大。

要完成這樣的歷史壯舉，科技創(chuàng)新是同時實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展和碳達峰碳中和目標的關鍵?，F(xiàn)有的技術體系還不足以支持我國完成這樣的宏偉目標，亟待在清潔技術上有新的突破。從2030年前碳排放達峰的最高點到2060年前碳中和的排放最低點，留給我們的時間只有30年左右。這樣的轉型幾乎是壓縮式的，按部就班地實施可能無法保障完成這樣的雄心目標，這給我國的科研體系提出了挑戰(zhàn)，原有的成果轉化要“加速”。啟迪控股作為全球最大的科技服務企業(yè)，建立了全球獨一無二的最大的創(chuàng)新網(wǎng)絡與基地群，在實踐中總結提出了獨樹一幟的“立體三螺旋”的科技創(chuàng)新理論，并建立起組織體系，可實現(xiàn)科技成果的快速轉化落地。其核心是堅持中國特色的創(chuàng)新理論與創(chuàng)新路徑。啟迪出身于清華“校企”，最早建設“清華科技園”并為清華大學建立了一整套包括創(chuàng)新課程、X-LAB創(chuàng)新實驗室、校長杯創(chuàng)新大賽、搖籃計劃、鉆石計劃等全鏈條的“垂直孵化體系”（已進入哈佛案例），為清華教師的研究成果轉化與學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供著完備的服務。例如，啟迪下屬企業(yè)最早將清華大學殷志強教授的發(fā)明轉化為太陽能光熱技術，已經(jīng)推動我國成為全球最大的真空管太陽能熱利用產(chǎn)品生產(chǎn)國和使用國，牽頭制定了三項國際標準，相關產(chǎn)品和技術也大量進入到美國、德國、瑞典等發(fā)達國家。此外，啟迪清潔能源平臺已有源于清華大學的涵蓋零碳熱力、零碳動力、零碳電力以及能源智慧大腦在內(nèi)的100多項高新技術成果，包括壓縮空氣儲能、核供熱、生物柴油、氫能系統(tǒng)等，正分層次的快速轉化落地，同時融合啟迪在數(shù)字經(jīng)濟、人工智能、新材料等產(chǎn)業(yè)領域的深度發(fā)展優(yōu)勢以及強大的科技集成能力，將為我國實現(xiàn)碳中和的宏偉目標貢獻力量。啟迪在2020年底剛剛完成了“校企改革”任務，但是校企的基因，中國特色的“產(chǎn)學研一體化”發(fā)展路徑不僅不能丟，還應堅持與強化。

四、“立體三螺旋”驅動我國零碳科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展

三螺旋最早出現(xiàn)在上世紀50年代的生物學領域，用來描述基因、生物體和環(huán)境之間的關系。90年代中期，美國教授提出了“政府、企業(yè)、大學”創(chuàng)新三螺旋模型理論，用來分析知識經(jīng)濟時代政府、企業(yè)和大學之間的新型互動關系，這三方面在履行傳統(tǒng)的政策協(xié)調(diào)、財富生產(chǎn)和知識創(chuàng)造的職能之外，還像三條螺旋一樣，互為因果，最終孕育了以知識為基礎的創(chuàng)新型社會。

啟迪控股在多年的科技服務實踐中，以創(chuàng)新為基點，以產(chǎn)業(yè)為抓手，提煉出“創(chuàng)新主體：政府+企業(yè)+大學，創(chuàng)新載體：園區(qū)+實業(yè)+金融，創(chuàng)新本體：技術+產(chǎn)業(yè)+資本”三個三螺旋多重交織的立體三螺旋模型，啟迪的多重立體三螺旋模型是對原來“政府+產(chǎn)業(yè)+大學”三螺旋的重要升級和發(fā)展，將原來一個維度的三螺旋模型上升至多個維度，構成立體三螺旋體系，這個多重立體三螺旋體系從“創(chuàng)新主體、創(chuàng)新載體、創(chuàng)新本體”三個層面立體互動，將成為我國科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級的重要驅動力量。

在創(chuàng)新主體層面，啟迪踐行“政府+企業(yè)+大學”三螺旋發(fā)展模式，推動創(chuàng)新體制機制優(yōu)化。當前，該發(fā)展模式已經(jīng)由最初的地方政府、啟迪控股和清華大學的合作，衍生到更加廣泛的范圍，啟迪建立起一個國內(nèi)外政府、大學互動發(fā)展的朋友圈。

在創(chuàng)新載體層面，啟迪形成了“科技園區(qū)（巢）+科技產(chǎn)業(yè)（鳳）+科技金融（食）”三螺旋發(fā)展模式，實現(xiàn)了“帶鳳帶食、筑巢引龍”，真正打造出一個有效的充滿活力的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

在創(chuàng)新本體層面，形成了“技術+產(chǎn)業(yè)+資本”三螺旋，把存量資本和產(chǎn)業(yè)通過核心技術激活，形成引領性產(chǎn)業(yè)集群，帶動當?shù)禺a(chǎn)業(yè)轉型升級，培育新興產(chǎn)業(yè)。

在“多重立體三螺旋”基礎上，啟迪旗下的創(chuàng)新基地集群、科技產(chǎn)業(yè)集群以及匯聚的各路精英團隊集群相融合，形成新的三螺旋，這就是啟迪控股創(chuàng)造與實踐的“集群式創(chuàng)新”發(fā)展模式。啟迪的集群式創(chuàng)新，就是啟迪所屬各基地群，依托所在地的區(qū)域優(yōu)勢，通過資源的聚集，形成了政府、大學、研究機構、企業(yè)、投資者等共同參與的創(chuàng)新網(wǎng)絡。同時又利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)云計算等先進技術，打破地理界線，實現(xiàn)集群與集群之間的互動、要素與要素之間的融合，在更大范圍內(nèi)推動創(chuàng)新資源和信息共享，最終促進產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，在變革的過程中，多個要素互為影響，螺旋上升的。政府、企業(yè)、大學，科技園區(qū)、科技產(chǎn)業(yè)、科技金融，技術、產(chǎn)業(yè)、資本，諸多要素在不同層面形成正向的互為促進的“螺旋”，驅動零碳科技和產(chǎn)業(yè)加速落地形成生產(chǎn)力，推動我國加快形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結構、生產(chǎn)方式、生活方式、空間格局。

在“立體三螺旋”理論指導下，啟迪控股通過多年的積累和實踐，擁有了較為完備的“碳中和”產(chǎn)業(yè)平臺和產(chǎn)業(yè)鏈，更為寶貴的是擁有了推動雙碳目標實現(xiàn)的科技成果轉化經(jīng)驗和模式。

五、未來“碳中和”城市技術體系

未來的“碳中和”城市擁有數(shù)字化智能化創(chuàng)新服務手段，擁有繁榮的經(jīng)濟，井然的社會秩序，和諧的生態(tài)，擁有安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、清潔的能源供應。作為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)動機，這樣的“碳中和”城市建設和運行中，啟迪旗下企業(yè)可以在各個層面貢獻力量。城市適宜的“碳中和”規(guī)劃，碳資產(chǎn)管理；城市百分之百由包括太陽能、風能、生物能源和核能等在內(nèi)的可再生能源供能，并且通過能源存儲技術和交易機制實現(xiàn)優(yōu)化；通過在傳感器及衛(wèi)星等技術支持下的人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術和信息技術，實現(xiàn)智能化、高能效的生產(chǎn)生活，最大化的節(jié)約資源消耗；在智能系統(tǒng)管理下，城市交通暢通無阻，在快速充電站、加氫站、生物燃料加油站、生物航空燃料加注的支持下，零排放的自行車、輕軌、公交車、無人駕駛車輛以及飛機之間無縫銜接；城市外圍的工業(yè)實現(xiàn)脫碳，通過碳捕捉、利用和封存技術（CCUS），每年捕捉、利用和封存上百萬噸二氧化碳；所有尚存的排放都通過基于自然的氣候解決方案（NCS）實現(xiàn)碳補償；生產(chǎn)生活廢棄物通過重新規(guī)劃用途和轉化為生物燃料和生物能源，實現(xiàn)廢棄物的閉環(huán)利用；城市服務、環(huán)衛(wèi)等實現(xiàn)數(shù)字化無人化；從根本上采用全新的方式來使用寶貴的資源，并從“索取、使用、浪費”的途徑，轉變?yōu)橐粋€資源能夠重復使用、回收、重新生產(chǎn)為新的產(chǎn)品，并將其生命周期盡可能延長的途徑。與此同時，城市的可持續(xù)發(fā)展得到提升，城市所在地的生物多樣性進一步加強，碳補償產(chǎn)品也帶來潛在收入，實現(xiàn)了生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳的高質(zhì)量發(fā)展。

六、各領域實現(xiàn)碳中和的技術路徑

目前，我國已是全球溫室氣體排放的第一大國家。根據(jù)世界資源研究所數(shù)據(jù)，分部門而言，2017年中國發(fā)電和供熱行業(yè)所產(chǎn)生的溫室氣體排放占全國總排放的41.6%，制造業(yè)和建筑業(yè)占23.2%，工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的溫室氣體排放占9.7%，此外交通運輸和農(nóng)業(yè)部門的碳排放占比分別是7.5%和6.1%。和全球對比，中國在建筑、交通和農(nóng)業(yè)部門碳排放占比明顯偏低，而工業(yè)部門占比較高。

 中國分領域碳排放 (2017)

2060“碳中和”目標的實現(xiàn)需要全新的低碳發(fā)展轉型戰(zhàn)略，它將倒逼中國的能源轉型，使其逐步擺脫對化石燃料、燃煤電廠的依賴，達到突破能源使用現(xiàn)狀、顛覆已有技術、打破傳統(tǒng)工業(yè)生態(tài)，實現(xiàn)社會經(jīng)濟體系、能源體系、技術體系的巨大轉變。這種顛覆性的轉變必將是涵蓋國民經(jīng)濟的方方面面，針對實現(xiàn)綠色低碳的不同領域，下面簡要概述。

（一）能源大腦

實現(xiàn)碳中和，構建新型的分布式和集中式共存的，電力、熱力等互聯(lián)互通的，以清潔能源為基礎的能源供應體系是必由之路。多能流管控的復雜性，就給現(xiàn)有的能源管理體系帶來了挑戰(zhàn)。面向零碳的未來能源系統(tǒng)必將是和信息技術、人工智能技術深度融合的智慧型能源系統(tǒng)。它由廣義的物理系統(tǒng)，包括綜合能源系統(tǒng)及廣義的環(huán)境系統(tǒng)，綜合信息系統(tǒng)，以及各種社會行為深度融合而成。其中：綜合能源系統(tǒng)是由不同的一次能源以及大量分布式能源及能源產(chǎn)消者，不同的產(chǎn)業(yè)如電動汽車、制造業(yè)、智慧城市等連接形成了一個無法分割的整體，它們彼此之間是相互影響、相互關聯(lián)、相互作用的，它們具有在物理系統(tǒng)層面呈現(xiàn)多種能流耦合、在運行調(diào)控技術上跨越多個時間尺度、在商業(yè)模式上涉及多個主體參與的主要特征。未來的能源系統(tǒng)將會構建綠色低碳、安全高效、開放共享的能源生態(tài)，其運行需要有一個“大腦”來指揮和調(diào)配，這個“大腦”正是“多能流能量管理系統(tǒng)”（Integrated Energy Management System，簡稱IEMS）。

IEMS融合“云、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動、人工智能”技術，指揮和調(diào)配城市能源互聯(lián)網(wǎng)的“源-網(wǎng)-荷-儲”各個環(huán)節(jié)的各種資源，使復雜的“冷-熱-電-氣”多能流網(wǎng)絡形成一個有機的運行整體。同時，IEMS基于能源互聯(lián)網(wǎng)的全景信息，充分利用多能流固有的動態(tài)特性差異，合理安排各類資源的冷、熱、電功率計劃，為多能流系統(tǒng)的運行提供一套完整的智能運行管理解決方案，支持電、熱、冷、氣、水、工業(yè)產(chǎn)品、電氣化交通等多種能源形式的綜合能量管理與優(yōu)化運行控制，實現(xiàn)多能轉換與互補協(xié)同，提升總體效益；通過整合信息流，統(tǒng)領能量流，促進能源流、業(yè)務流、數(shù)據(jù)流“三流合一”，助力構建安全可靠、生態(tài)智能、節(jié)能環(huán)保的能源支撐體系，確保能源互聯(lián)網(wǎng)多能流系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟、低碳、高效地運行。

在城市級，IEMS在實現(xiàn)城市能源互聯(lián)的基礎上實現(xiàn)了能源的互通，并在實現(xiàn)了對城市能源互聯(lián)網(wǎng)科學化管理的基礎上，提升了能源互聯(lián)網(wǎng)多能互補運行及“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)同運行的能力，進而提高了城市能源綜合使用效率及可再生能源消納能力，并實現(xiàn)安全供能前提下的效益最大化；為進一步加快構建城市能源生態(tài)及城市能源發(fā)展提供技術決策支撐。

IEMS可為用戶(指工業(yè)企業(yè)、商業(yè)中心、公共建筑等用戶)提供能源優(yōu)化服務。用戶自身擁有大量的分布式資源（如冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)、燃氣鍋爐、電鍋爐、地源熱泵、分布式光伏、電儲能、儲熱等）及大量可控負荷，可通過提供在線能源服務或與企業(yè)已有的能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)對接，通過提供能源監(jiān)測、用能分析、能效評估、多能流運行優(yōu)化、參與能源市場及交易輔助等服務，進一步提升用戶終端能源利用效率，降低用戶用能成本。

可見，IEMS實現(xiàn)依賴于多種技術集成，形成“集群式創(chuàng)新”，這正是啟迪的強項。啟迪正聚集清華大學電機系、自動化系以及天津大學等院校的相關技術成果進行轉化，并整合了日本富士電機等國內(nèi)外相關產(chǎn)業(yè)技術資源，共同打造面向未來“碳中和”的，多維度的能源大腦。

（二）能源區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈成為近兩年熱點話題,因其通過分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等技術的集成，可有效解決傳統(tǒng)交易模式中數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)流轉過程中的造假行為，從而構建可信交易環(huán)境，打造可信社會。所謂共識機制是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中實現(xiàn)不同節(jié)點之間建立信任、獲取權益的數(shù)學算法。

實現(xiàn)碳中和的能源體系，分布式能源必將得到大力應用。今年六月，國家發(fā)改委下發(fā)《關于報送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知》，推進屋頂分布式光伏系統(tǒng)的大規(guī)模應用。這些以分散的方式布置在用戶附近的能源系統(tǒng)，相當于一個可獨立輸出熱、電等能源的多功能小電站。開展分布式發(fā)電市場交易需要遵循信息對等、共享、透明，交易分散等基本原則。而區(qū)塊鏈技術本身是一個特殊的數(shù)據(jù)庫結構，因為具備去中心化、可以分散等特點，在分布式發(fā)電市場交易上將非常有效。

在傳統(tǒng)電力交易市場上，電力交易掌握在少數(shù)寡頭手中，而事實上過去也只有少數(shù)寡頭能夠承擔如此高昂的基礎設施建設費用。然而隨著光伏技術的提升，越來越多的家庭部署了家用光伏發(fā)電設備，光伏發(fā)電設備安裝成本較大，但是這其中產(chǎn)生的多余電力卻未被充分利用，無論是對于家庭還是社區(qū)都是一種隱形損失。越來越多的家庭想要將自家的余電上網(wǎng)出售給其他用戶，清潔電力來源也希望降低價格吸引更多用戶。受地域、經(jīng)濟等的限制，電力需求和電力供給之間的不匹配是一個長期以來存在的問題。智能電網(wǎng)能使得這一問題得到有效解決，而區(qū)塊鏈技術則是搭建智能電網(wǎng)的最優(yōu)選擇。通過電網(wǎng)的數(shù)字化、智能化，自主運行、自我優(yōu)化，電力生產(chǎn)與消費都將更加精準化和精細化，資源利用將更加集約、高效，決策判斷將更加具有前瞻性。目前，大部分區(qū)塊鏈能源項目都集中在P2P能源市場平臺。區(qū)塊鏈能源點對點交易是目前區(qū)塊鏈在能源行業(yè)的主要應用場景，區(qū)塊鏈的去中心化和分布式特點，讓電力生產(chǎn)者、售電部門和消費者可以實現(xiàn)“直連”，可以大幅度降低電力的交易成本，提升交易效率。

分布式能源系統(tǒng)，既具有了互聯(lián)網(wǎng)的基本特征，又具有互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟要解決的核心問題，如能源和信息的雙向流動、數(shù)據(jù)的記錄和管理等。通過區(qū)塊鏈，支付可以通過加密貨幣作為安全保障，而合同將只是數(shù)字。所有的交易都可能被數(shù)千人“證人”驗證，如果使用公共鏈接，將會引入潛在的免手續(xù)費模式。每筆交易都將以防篡改的方式進行記錄。由于驗證交易的過程是通過大量的分布式計算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模式進行，而不是以有限的中央系統(tǒng)進行交易，因此在區(qū)塊鏈上交易能源將允許交易的“即時”批準。在消費者和生產(chǎn)者之間直接進行交易是存在免費可能性的。目前傳統(tǒng)的交易模式是，交易人員執(zhí)行交易，銀行確認賬戶是否有足夠的款項可供支付，中央權力系統(tǒng)監(jiān)管監(jiān)視記錄交易發(fā)生。而區(qū)塊鏈技術的優(yōu)勢在于交易可以直接進行，不需要中央權利機構進行監(jiān)督也不需要銀行機構的進入，這樣的結果大大的降低了中間手續(xù)費的產(chǎn)生。

另外，區(qū)塊鏈技術的引入，可以極大的方便了碳資產(chǎn)的管理和交易。在中國CCER碳資產(chǎn)，從發(fā)起到上市，交易和流通至少需要十個月，復雜而又耗時長會給減排企業(yè)和控排企業(yè)帶來不小的經(jīng)濟成本，對于整個未來能源的清潔化、分布化、金融化會帶來巨大的挑戰(zhàn)。啟迪控股旗下啟迪清潔能源正開展工作，通過區(qū)塊鏈技術與碳市場應用場景的深度融合，打造低成本、高可靠的碳資產(chǎn)開發(fā)和管理的區(qū)塊鏈平臺，通過發(fā)行以核證減排量（CCER）為基礎資產(chǎn)的“碳幣“，將碳資產(chǎn)開發(fā)各環(huán)節(jié)的參與方納入基于區(qū)塊鏈的共享協(xié)作分布式可信賬本，實現(xiàn)基于區(qū)塊鏈的文件和數(shù)據(jù)傳遞、以及評審和開發(fā)過程中的參與方互動，通過過程重塑，打造碳資產(chǎn)開發(fā)高效協(xié)作網(wǎng)絡。

（三）零碳電力網(wǎng)

電氣化是碳中和的核心，而電力的綠色轉型是實現(xiàn)碳中和的基礎。由于其“標準化”和“可控化 ”，極高的能源利用效率和節(jié)能、清潔的用能方式，電力是工業(yè)化進程的“助推器”。電氣化也是目前實現(xiàn)碳中和成本最低、最為成熟的技術徑，通過交通、工業(yè)和建筑等終端能源使用部門電氣化水平的提升，將替代煤炭、石油等化石能源的消耗。

電氣化將推動全球電力消費的快速增長。隨著電力在能源消費中地位愈發(fā)重要，電力供應結構的低碳化轉型是實現(xiàn)碳中和的必備條件。根據(jù)世界能源署（IEA）測算，到2050年，全球電力消費量將是目前的 2.5倍。碳中和條件下，若滿足未來新增的電力需求，未來30年全球可再生能源平均年度新增裝機規(guī)模需達到700GW，是2019年新增裝機容量的4倍。國際可再生能源署（IRENA）預計2050年全球電力消費中約有86%的電力來自非化石能源，即零碳電力將相比2019年增長7倍。

在可再生能源發(fā)電中，光伏和風電將占據(jù)重要位置。根據(jù)IEA預測，全球光伏和風能在總發(fā)電量中的占比將從目前的7%提升至2040年的24%。其中，太陽能光伏發(fā)電增長迅速，將在可再生能源發(fā)電中占據(jù)主導地位。

隨著轉換效率提升和制造業(yè)規(guī)模效益，已經(jīng)推動風光發(fā)電成本實現(xiàn)了大幅下降。但是，只有更大規(guī)模的低成本的可再生能源發(fā)電供給，整個社會的電氣化進程才能得以實現(xiàn)。由于有了足夠便宜的成本，可再生能源電力制氫（“綠氫”）才能變得更加經(jīng)濟可行，才能使很多很難電氣化的工業(yè)領域實現(xiàn)碳中和 成為可能。針對光伏發(fā)電和風力發(fā)電，啟迪控股在科技賦能方面開展了很多卓有成效的工作。

1、 智能光伏系統(tǒng)控制（Solarule）

啟迪控股支持清華大學自動化系八位博士創(chuàng)業(yè)，成立了啟迪清云公司，核心技術清蕓日衡智能光伏系統(tǒng)解決方案（Solarule），為光伏電站系統(tǒng)提供狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、診斷定位、老化評估等服務，為電站的穩(wěn)定高效安全運行提供了保障。在原有傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)的基礎上，研發(fā)并運行智能監(jiān)控平臺，監(jiān)控電池庫列、直流匯流箱、光伏逆變器、交流匯流箱以及變壓器等組件。根據(jù)智能監(jiān)控平臺抓取的數(shù)據(jù)進行發(fā)電系統(tǒng)的運營維護以及故障診斷，并且將所有數(shù)據(jù)上傳至云端一體化知識庫。通過云端的計算與統(tǒng)計對發(fā)電系統(tǒng)進行電站的整體評估，通過實時傳輸系統(tǒng)反饋給整個智能電網(wǎng)，達到對發(fā)電系統(tǒng)的實時監(jiān)控、診斷、運維、評估的目的。通過自適應人工智能算法，分析用戶電力運行數(shù)據(jù)、負荷曲線、電能報表，合理規(guī)劃儲能系統(tǒng)充放電規(guī)則，從而滿足需求側電力負荷響應。

2、 風電葉片優(yōu)化

啟迪控股在全球布局了廣闊的創(chuàng)新孵化合作網(wǎng)絡，和英國國家海洋風電研究院全面合作自三年前啟動以來，一刻沒有停，已先后向國內(nèi)引進英國先進技術近10項。比如啟迪與英國ANAKATA共同成立啟迪安納卡塔公司，引入了先進空氣動力學技術，提升我國風電的氣動性能。目前公司通過在葉尖增加小翼等，改變?nèi)~尖外形，進而減少葉尖渦流造成的氣動損失。通過中核甘肅的1.5MW -82 的風機葉片安裝葉尖小翼、渦流發(fā)生器、襟翼等增功附件進行示范測試，發(fā)電量增幅6.6%，實現(xiàn)了風機增加極小成本情況下，大大增加了發(fā)電量，降低了發(fā)電成本。

3、 燃氣輪機系統(tǒng)優(yōu)化及氫能燃燒

大量可再生能源并入電網(wǎng)后，由于其自有的一些不穩(wěn)定、不可靠的特性，需要有可靠的、穩(wěn)定的技術幫助電網(wǎng)調(diào)峰，所以這給燃氣輪機天然氣發(fā)電創(chuàng)造了一個機遇。另外，燃氣輪機還可以燒氫，并通過技術改造實現(xiàn)高比例摻氫燃燒或100%燃氫，最終實現(xiàn)零碳排放。但是，燃氣輪機作為“現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠“，我國在裝備制造技術能力上還有很大欠缺。啟迪控股支持畢業(yè)于清華大學航天航空學院的博士團隊成果轉化，成立啟迪氫燃公司，核心技術是通過優(yōu)化燃氣輪機系統(tǒng)，降低碳排放。另外，通過在燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，引入天然氣摻50%的氫氣燃燒，可以把碳排放降低69%。終極目標則是燃氣輪機燃燒百分之百的氫氣，實現(xiàn)零碳。

4、 非補燃零碳壓縮空氣儲能

電力是需要維持瞬時平衡的復雜系統(tǒng)，需要源網(wǎng)荷儲之間相互配合，共同助力維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性。隨著波動性很強的風光發(fā)電比例越來越大，作為“蓄水池”的儲能系統(tǒng)的越來越重要，協(xié)助電力系統(tǒng)進行電量與電力的實時平衡。

電力系統(tǒng)的大型儲能系統(tǒng)有很多不同的技術路線。其中，啟迪控股支持清華大學電機系盧強院士科技成果轉化成立了啟迪華騰公司，核心技術是基于壓縮熱回饋的非補燃壓縮空氣儲能技術。由于其是物理儲能，有著卓越的零碳環(huán)保性和安全性，越來越受到重視。壓縮空氣儲能通過電動機帶動壓縮機將空氣壓縮并儲存，只需要一個較大的氣體儲存空間（廢棄礦井巷道、鹽穴、密閉容器等）儲氣，就可以建設安全環(huán)保的儲能電站。壓縮空氣儲能有很多優(yōu)點：1）儲能密度大，體積為1立方米、溫度為300K（約 27℃）、壓力為40 MPa 的壓縮空氣，可存儲能量154.9兆焦，相當于43.02度電能；2）儲能效率高，根據(jù)系統(tǒng)容量及配置方式的不同，儲能效率可達到40%-70%，與抽水蓄能幾乎相當；3）成本低，利用棄電和谷電壓縮空氣實現(xiàn)大規(guī)模儲能，度電的生產(chǎn)成本可低于火電，降至0.2元以下；4）關鍵設備諸如空氣壓縮機、高壓儲氣罐、空氣透平等，均有成熟的制造工藝，設備國產(chǎn)化率可達100%；5）系統(tǒng)關鍵設備壽命長達40年，為蓄電池壽命的13倍，報廢后可全部回收利用，可實現(xiàn)全生命流程的零碳排放。

（四）零碳熱力網(wǎng)

熱力是工業(yè)部門重要的生產(chǎn)資源，也是我國廣大地區(qū)冬季采暖的基本民生需求。相關數(shù)據(jù)顯示，2020年，我國建筑運行階段二氧化碳排放量為21.7億噸，其中，化石燃料燃燒排放6.9億噸，而供熱領域化石燃料排放占到總化石燃料燃燒排放的76%。伴隨南方地區(qū)供暖需求的爆發(fā)式增長，我國供熱行業(yè)的碳排放潛力將進一步增加。預計到2030年，我國南方地區(qū)分戶、區(qū)域供暖用戶數(shù)量共計將達到9700萬戶左右，屆時碳排放潛力將超過7000萬噸。實現(xiàn)碳中和，熱力領域亟需技術突破。在此領域，啟迪控股開展了多方面的工作。

1、 余熱利用

工業(yè)余熱供暖利用的是工廠生產(chǎn)過程“尾部”排放的廢熱，對工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)沒有任何影響，因此有余熱供暖和沒有余熱供暖時，工業(yè)生產(chǎn)本身的能耗不變，余熱供暖并不增加工業(yè)生產(chǎn)能耗。我國北方低品位工業(yè)余熱資源十分豐富，高耗能工業(yè)部門更多分布在北方集中供暖地區(qū)，這對利用高耗能工業(yè)部門的低品位工業(yè)余熱進行集中供暖有利?；诖?，啟迪控股支持清華大學建筑學院多位院士教授科技成果轉化成立了清建能源研究院、啟迪天工公司等，積極落地轉化城市集中供熱零碳化技術。由國家電投山東核電與清華大學、啟迪控股旗下清建能源聯(lián)合建設的世界首創(chuàng)“水熱同產(chǎn)同送”科技示范工程在山東海陽核電站投運。其通過對核能進行先發(fā)電、后制水、再供暖的三級高效利用，為世界“零碳”供熱+“零能耗”制水提供了中國方案。

2、 生物質(zhì)綜合利用

生物質(zhì)應用也是重要的清潔熱力手段，同時，生物質(zhì)也是重要的生產(chǎn)材料和固碳手段。啟迪雷浩公司開展了生物質(zhì)的綜合利用的研究和推廣。該技術可以實現(xiàn)生物質(zhì)能到熱能轉換的同時，延伸出生物質(zhì)炭、活性炭、木醋液、木焦油、生物質(zhì)天然氣、炭基肥、氫燃料電池、以及余熱利用等技術和產(chǎn)品，可完善生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)鏈條，增加加工企業(yè)效益和競爭力，打造綠色循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，增加當?shù)剞r(nóng)民就業(yè)機會，提高農(nóng)民收入。“氣”、“炭”、“液”都是市場緊缺的資源、能源類產(chǎn)品，具有良好的經(jīng)濟效益。生物質(zhì)資源化利用加二氧化碳捕集、利用和封存（CCUS）技術，可實現(xiàn)負碳排放，助力實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標。

3、 低溫核供熱

另外，未來以低溫供熱堆承擔城市基本熱負荷，是解決清潔供熱問題的有效路徑之一。不同于核電站，池式低溫供暖堆甚至可以靈活的布置在低溫嚴寒內(nèi)陸偏遠地區(qū)，解決城市供熱的燃煤替代問題。

池式低溫供暖堆，屬于輕水堆技術路線，其特征是開口常壓；反應堆堆芯放置在一個圓柱形不銹鋼襯里鋼筋的混凝土水池的底部，充分利用水產(chǎn)生的靜壓力，將反應堆堆芯處的水的沸點提高到130℃左右。經(jīng)過一、二、三回路的熱交換，核能供暖可滿足熱力管網(wǎng)集中供暖基本熱負荷的需要。池式低溫供暖堆采用成熟的技術和設備，可實現(xiàn)全部國產(chǎn)化；建造周期短，一般在18至24個月內(nèi)完成建設和調(diào)試，其設計壽命為60年。

池式低溫供暖堆的突出優(yōu)勢是：1）固有安全，核燃料元件在低溫下運行，無超壓、無失壓、無彈棒事故、無安全閥失效等，可依靠物理規(guī)律有效地控制反應性的變化，可依靠自然循環(huán)有效地導出余熱；2）具有核技術多種應用的前景，如利用中子生產(chǎn)多種同位素等；3）污染物零排放；4）選址靈活，對地質(zhì)條件無特殊要求，可貼近城市，場地小，1座400MWt池式低溫供暖堆僅需200米*200米的場地；5）池式低溫供暖堆給水溫度90°C，毋需改造現(xiàn)有供熱管網(wǎng)與大中城市現(xiàn)有集中供暖系統(tǒng)匹配度最佳；6）運行不受氣候因素等的影響，無大規(guī)模運輸和儲存問題，大幅減少冬季燃料供應短缺問題，能源安全保障度最高。

池式低溫供暖堆系統(tǒng)簡化、運維簡便、技術成熟、安全可靠、環(huán)境友好，是我國北方內(nèi)陸城市冬季清潔供暖的理想熱源，可作為重構新清潔供暖能源結構的基石。一座400MWt池式低溫供暖堆，可供暖建筑面積達2000萬平米，運行一年可替換32萬噸標煤或1.6億立方天然氣，減排二氧化碳52萬噸。預計全國大中城市需要部署超過400座400MWt池式低溫供暖堆，年減排量超過2億噸二氧化碳。未來以池式供暖堆承擔基礎負荷，占設計總負荷的30%-40%，提供供暖季60%-70%的清潔供暖能量；其他清潔供暖方式承擔調(diào)峰和備份的功能。

4、 太陽能、熱泵等分布式清潔供熱

正是有了清華大學的科技成果轉化，才有了我國太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，無論是技術水平還是產(chǎn)業(yè)能力，都達到了國際先進水平。分布式太陽能供熱、以及各種類型的熱泵供熱，都可以達到很好的節(jié)能減排效果。在這個領域，啟迪控股旗下華業(yè)陽光已經(jīng)在我國北方地區(qū)實施了很多項目，通過和清華大學、中科院等合作研發(fā)，開展技術攻關，研發(fā)的分體式雙級壓縮超低溫空氣源熱泵，并成功應用在鶴崗-35℃極寒氣溫供熱能源站項目中。另外，太陽能復合熱泵產(chǎn)品，也在農(nóng)產(chǎn)品干燥領域取得很好的效果。

（五）零碳動力網(wǎng)

交通行業(yè)二氧化碳排放量約占全國總碳排放量的接近10%，其中道路交通在交通全行業(yè)碳排放中的占比約80%，且仍處于快速發(fā)展階段，以道路交通為主的交通行業(yè)綠色化轉型勢在必行。摒棄原有的成熟的石化能源體系，轉向新能源體系，不同領域都系統(tǒng)性的問題需要解決。這個領域，啟迪也積聚了一批先進成果，正有批次有階段的逐步落地。

1、 酶法生物柴油

我國現(xiàn)有的卡車運輸領域，大量使用柴油，直接電動車替代不現(xiàn)實。航空運輸領域的航空煤油，也只有使用生物燃料來完成降碳。

生物柴油是指以動植物油脂或廢棄油脂與醇（甲醇或乙醇）進行反應生產(chǎn)的可再生液體燃料，主要成分是脂肪酸甲酯，具有十六烷值高、低硫、無芳烴、可降解等特點，可與石化柴油混配使用或直接替代，是典型的綠色環(huán)?？稍偕茉础?/p>

發(fā)展生物柴油，可助力交通領域的碳減排。一噸生物柴油可減排2.5-3噸二氧化碳, 一個5萬噸級的生物柴油工廠每年帶來的碳減排量相當于建設一座150MW太陽能電站或100MW風電站，已被發(fā)達國家作為主流減排手段。生物柴油用作汽車燃料還可降低尾氣中硫氧化物排放100%、未燃燒的烴>90%、芳烴75-90%以及致癌物達90%。

2020年，全球生物柴油生產(chǎn)總量約4500萬噸，國內(nèi)產(chǎn)量約120萬噸，僅占2.5%左右，且產(chǎn)品80%以上出口到歐盟地區(qū)，用來滿足其碳減排要求。國內(nèi)每年廢棄油脂總量近1000萬噸，均可轉化為生物柴油，變廢為寶，徹底解決“地溝油”回流餐桌的問題，還可規(guī)范餐廚剩余物的資源利用方式，從源頭杜絕非洲豬瘟疫情的發(fā)生。從國內(nèi)產(chǎn)業(yè)分布來看，東部沿海地區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚優(yōu)勢明顯，中西部地區(qū)成為增長新亮點，發(fā)展空間和潛力巨大。未來通過技術和資源的整合，還可充分利用馬來西亞、印尼、巴西、阿根廷等“一帶一路”國家豐富的動植物油脂資源，規(guī)?；l(fā)展生物柴油，有利于減少對進口原油的依賴，保障我國的能源安全。生物柴油還具有不易揮發(fā)、無毒、可生物降解等特性，是一種環(huán)保型的溶劑助劑，在農(nóng)藥溶劑領域可替代石油苯類、油田助劑領域可替代石化柴油、環(huán)氧增塑劑領域可替代苯二酸酯系列，發(fā)展前景廣闊。

啟迪德清是啟迪清潔能源和清華大學教授合作成立的公司，成果轉化落地實施了清華大學開發(fā)的酶法生物柴油技術。該技術采用生物制造理念，以脂肪酶為催化劑，具有以下優(yōu)勢：酶的使用壽命較常規(guī)酶法工藝延長了30倍以上；原料適用廣泛，適用于地溝油、棕櫚酸油、動物油、植物油、大型食品加工企業(yè)廢棄油脂深加工；收率高，原料油脂里的有效油脂成分轉化為生物柴油的轉化率高達99%以上；反應溫度低能耗少，整個反應溫度控制在35-40℃；生產(chǎn)過程污水少，無廢酸；綜合成本低等優(yōu)勢，徹底突破了傳統(tǒng)化學法能耗高、污染大、收率低、生產(chǎn)過程風險系數(shù)高等缺點，是生物柴油行業(yè)技術升級，節(jié)能減排，極具推廣價值的新技術。目前國內(nèi)已經(jīng)有三個工廠使用該技術生產(chǎn)，在巴西、馬來西亞等地也得到了認可和推廣。

2、 化學鏈制氫

化學鏈制氫是一種新型的高純氫制備技術，該技術是2007年由美國俄亥俄州立大學范良士教授最早提出的，清華大學從2008年開始對這項技術開展研究。通過實驗室和中試規(guī)模的研發(fā)，目前已完成系統(tǒng)工藝流程的優(yōu)化，重點突破了鐵基載氧體的深度還原，大幅減少了反應器體積，進而有利于系統(tǒng)設備投資的降低；研制了以鋁、鋯等無機氧化物為惰性載體的鐵基載氧體，并開發(fā)了“球磨+燒結”的簡便制備工藝；以合成氣（CO+H2）、甲烷、沼氣（CO2+CH4）、生物質(zhì)熱解氣（CO+H2+CH4+CO2）為原料開展實驗，均可直接獲得純度99.9%以上的高純氫；以生物質(zhì)廢物熱解氣為原料開展的化學鏈制氫中試試驗結果表明，與生物質(zhì)廢物直接燃燒相比，二噁英產(chǎn)生量降低98%；針對沼氣和熱解氣中含有甲烷可能導致反應器積碳的問題，研制了“CH4+CO2”干重整高效催化劑，甲烷轉化率達到95%以上，并構建了組合甲烷干重整單元技術的RCLHG（dry-Reforming Chemical–Looping Hydrogen Generation）工藝系統(tǒng)，實現(xiàn)了化學鏈制氫對原料氣的廣譜適應性，為從生物基原料獲得“綠氫”的目標提供了有效的技術支撐。

啟迪和清華大學環(huán)境學院教授團隊積極合作，推進化學鏈制氫這項經(jīng)濟高效的綠氫制備工藝產(chǎn)業(yè)化落地。形成大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化后，將極大的降低氫氣成本，為氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供基本保障。

3、 天然氣摻氫（HCNG）

我國已經(jīng)連續(xù)10年成為世界內(nèi)燃機的第一生產(chǎn)大國和消費大國。以天然氣為代表的燃氣內(nèi)燃機是國際上最主要的替代燃料動力，2018年全球87個國家與地區(qū)的天然氣汽車保有量已逾2616萬輛，加氣站保有量已逾3.1萬座；我國以670萬天然氣汽車保有量、9000座加氣站保有量連續(xù)4年蟬聯(lián)世界第一位。我國天然氣汽車占汽車燃料消費總量5%，中重型天然氣內(nèi)燃機保有量超過80萬臺，天然氣內(nèi)燃機每年消費天然氣450億立方米。

天然氣摻氫（天然氣和氫氣按照一定比例混合而成的氣體燃料，簡稱HCNG）是一種新型燃料，可以作為內(nèi)燃機燃料使用。HCNG的使用可以解決燃料電池技術和產(chǎn)業(yè)鏈成熟之前的過渡問題，使用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機，稍加改造，就可以燃燒部分氫氣，大大的減少了碳排放。

啟迪清潔能源和清華大學汽車系團隊合作，轉化落地HCNG相關技術。在原天然氣發(fā)動機（排放為國III）基礎上，研發(fā)成功的天然氣摻氫內(nèi)燃機，以20%氫氣的天然氣摻氫作為燃料，其排放超過歐V、并滿足EEV（環(huán)境友好型汽車）排放限值，發(fā)動機ETC循環(huán)燃料消耗率（按等熱值天然氣計算）比原天然氣發(fā)動機（排放達國III）低7%、而動力性保持不變。目前已研發(fā)了國五、國六車用天然氣摻氫內(nèi)燃機并實現(xiàn)示范應用，研發(fā)成功的發(fā)電用摻氫氣體燃料內(nèi)燃機實現(xiàn)量產(chǎn)。

4、 膜法鎂鋰分離技術

鋰作為能源金屬、”工業(yè)味精”，廣泛應用于鋰電池、電動汽車等新能源領域，雖然中國鋰儲量位居全球第三，但我國卻面臨著鋰長期依賴進口狀況。啟迪清源公司通過和清華大學、青海大學的合作，成功開發(fā)了膜法鎂鋰分離技術。該技術系統(tǒng)集成了膜技術、管道壓力技術、清潔能源技術等多門類技術，通過“從0到1”的突破，解決了鋰提取領域的卡脖子問題。這一獨創(chuàng)技術路徑的應用，當年即實現(xiàn)鹽湖鋰產(chǎn)量從不足4000噸提高到超過10000噸，且成本投入大幅下降，成為世界上規(guī)模領先的鋰提取項目。正因為該項技術的先進性以及應用效果的顯著性，以色列、俄羅斯等各國紛紛前來洽商技術合作。

5、 燃料電池檢測

氫能是未來非常重要的清潔的二次能源。氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展以氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)為先導，產(chǎn)業(yè)發(fā)展離不開對于產(chǎn)品品質(zhì)的判定和把控。由于前期缺乏積累，缺乏核心技術支持，目前國內(nèi)燃料電池堆、系統(tǒng)和裝車相關標準尚不完善，燃料電池性能和壽命檢測缺少技術服務機構。

燃料電池電堆產(chǎn)品的測試包括：氣體泄漏、正常運行、允許工作壓力、冷卻系統(tǒng)的壓力、竄氣、電氣過載、介電強度、壓力差、凍結/解凍循環(huán)、氣密性、發(fā)電性能、啟停性能、動態(tài)響應低溫啟動、耐久性等多個細分項目。雖然各地的研究機構、學校、企業(yè)均可自行完成一些簡單的性能測試，但耐久性測試由于其連續(xù)工作時間長、氫能消耗量大、系統(tǒng)穩(wěn)定性要求高等問題，一般檢測機構難以實施。目前的耐久性測試多為裝車實測或電堆實際運行，由于缺乏規(guī)范的行業(yè)國標及權威的第三方檢測平臺，存在諸多問題。

啟迪清潔能源正積極產(chǎn)業(yè)化落地清華大學燃料電池團隊發(fā)明的燃料電池壽命的快速預測和評價方法。通過對變載、穩(wěn)態(tài)、怠速和起停四種工況的運行時間或次數(shù)進行記錄，并記錄每天燃料電池的運行時間，求解并不斷更新四種工況所引起的平均單片電壓/電流衰減速率，同時根據(jù)近期燃料電池的環(huán)境工況調(diào)整影響因子的數(shù)值，最終得到剩余壽命的預測值。

這套燃料電池堆耐久性測試方法將原先需要上萬小時的裝車實際工況測試簡化為400小時以內(nèi)的模擬測試，可較為準確地對實際電堆衰減情況進行預測，大大降低耐久性測試的人、財、物的消耗。

（六）零碳農(nóng)村生物質(zhì)網(wǎng)

在廣闊、相對落后的農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)民可負擔的實現(xiàn)減碳是一項比較困難的工程。但同時，我國生物質(zhì)資源豐富，分布較廣，每年廢棄的農(nóng)作物秸稈及農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物資源量約2億噸標煤；薪炭林、木材加工等林業(yè)剩余物約2億噸標煤，合計約4億噸標煤。采用先進的生物質(zhì)能利用技術，配合因地制宜的推廣政策，既可以解決零碳能源問題，又可消除農(nóng)村傳統(tǒng)低效的直接燃燒利用，以及秸稈就地焚燒引起的環(huán)境污染等問題。

針對農(nóng)村采暖存在方式分散、采暖效率低，以及生物質(zhì)成型燃料成本高、難規(guī)?；茝V等問題，啟迪清潔能源集團在大同市政府的積極支持下，在國內(nèi)首創(chuàng)以“村集體+村民”為主體建立“生物質(zhì)能源公社”，探索出“分散式燃料加工+分布式采暖”的商業(yè)模式，開發(fā)了擁有自主專利的生物質(zhì)燃料成型設備和生物質(zhì)氣化爐具等，以眾多燃料加工點和能源用戶為基礎，建設全中國首家生物質(zhì)燃料交易平臺與檢測中心，構建零碳生物質(zhì)能源網(wǎng)。

在生物質(zhì)資源豐富的區(qū)域，建設生物質(zhì)燃料加工點，收集周邊的原料加工后以與散煤接近或者低于散煤的價格售賣給周邊農(nóng)戶，通過降低生物質(zhì)燃料成本價格、人工成本、原材料收儲運成本等，實現(xiàn)加工點的盈利，從而促進加工點的自主商業(yè)化運營，構建生物質(zhì)行業(yè)供應鏈體系。針對農(nóng)村不同條件用戶提供以下三種模式：農(nóng)戶自行收集田間玉米秸稈運至“分散式加工點”進行加工，支付加工費用：240元/噸；農(nóng)戶委托“分散式加工點”收集玉米精稈進行加工，支付收運及加工費用合計：430元/噸；農(nóng)戶直接向“分散式加工點”購買生物質(zhì)燃料，支付燃料費用：650元/噸。兩年的采暖季試點，運行狀況良好，整個取暖季燃料消耗量平均僅為1.8噸左右，采暖成本僅432元-1170元/采暖季。

數(shù)據(jù)表明，每3萬戶生物質(zhì)清潔采暖改造成功，供應生物質(zhì)燃料6萬噸，每個采暖季可減排：二氧化碳約15萬噸、粉塵約7萬噸、二氧化硫約2000噸、氮氧化物約660噸。同時，可解決20萬畝土地秸稈離田問題，減少20%的農(nóng)林廢棄物污染。

七、面向雙碳目標，開展國際科技合作

能源是大國博弈的焦點之一。在傳統(tǒng)能源領域的競爭白熱化，在新能源領域的合作也越來越多元化。碳中和的基礎則是新能源，其背后邏輯既是地球家園的生存危機，也是未來各國在新發(fā)展路徑上的生存權與發(fā)展權之爭。隨著國際形勢的變化，貿(mào)易戰(zhàn)、技術封鎖等不和諧的聲音越來越多，我國在發(fā)展過程中面對的外部技術合作環(huán)境越來越惡劣。

積極應對氣候變化為中國國際科技合作開辟了新空間。應對氣候變化中國是重要的積極力量，碳中和相關技術的發(fā)展需要全球科技人員密切合作。我國相關領域技術儲備領先，存在巨大的能源消費市場，產(chǎn)業(yè)齊全，國際合作空間巨大。引進來、走出去，通過廣泛的國際合作，可以開啟我國改革開放的新篇章。在新的歷史時期，尤其是科技成果走出去，走向一帶一路國家，走向全世界，更是彰顯了中國的大國風范和時代擔當。

啟迪控股作為我國科技服務業(yè)的一線領軍企業(yè)、國際能源科技合作的積極先鋒，多年來在全球綠色低碳領域加速科技成果轉化、大力培育新興產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)取得了一定的成績，下面簡單介紹幾個典型的合作案例。

1、 啟迪中英海洋科技研究院

啟迪與在海上發(fā)電具有優(yōu)勢的英國企業(yè)合作，積極打造中英海洋科技合作平臺，加速兩國間優(yōu)勢科技項目研發(fā)、合作及跨國間推廣。截止到目前，該研究院已先后引進英國先進技術近10項。該研究院不久前完成了與英國Carjon科技項目管理公司的簽約，共建“歐洲國際能源技術轉移平臺”項目，為中英兩國能源企業(yè)提供對話窗口和交流平臺。目前，該平臺已有400多家國際能源科技企業(yè)完成注冊，發(fā)布其最新技術及產(chǎn)品，為更好地對接中國市場做好了準備。

2、 中國-巴西氣候變化與能源技術創(chuàng)新研究中心和中國-拉美國家清潔能源與氣候變化聯(lián)合實驗室

啟迪清潔能源作為主要推動者之一，建設了中國-巴西氣候變化與能源技術創(chuàng)新研究中心（簡稱“中巴中心”）。這是在中國和巴西兩國政府的支持下于2010年4月正式成立的聯(lián)合機構，分別在清華大學和巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學設立辦公室。中巴中心的主要職能是發(fā)揮中國、巴西氣候變化與能源技術創(chuàng)新合作的橋梁作用，開展氣候變化與能源技術創(chuàng)新領域相關研究工作，為中巴合作特別是提高氣候變化與能源技術創(chuàng)新研究水平做出貢獻。在中巴中心的協(xié)調(diào)下，中巴雙方共同推動了“酶法生產(chǎn)生物柴油”、“太陽能熱利用”等具有自主知識產(chǎn)權的技術在巴西的產(chǎn)業(yè)化示范，其中酶法生物柴油示范項目作為發(fā)展中國家南南合作的典型案例被聯(lián)合國南南合作辦公室（UNOSSC）收入《生物經(jīng)濟南南合作與三角合作——根據(jù)（巴黎協(xié)定）和（2030年可持續(xù)發(fā)展議程）》報告，并在第二十五屆聯(lián)合國氣候變化大會發(fā)布。中國-巴西合作事跡被中國前駐哥倫比亞大使吳長勝等編著的“我們和你們”系列叢書之《中國和巴西的故事》收錄，并由“學習強國”APP進行了報道。

基于中巴中心取得的成功經(jīng)驗，2015年12月，中國科技部和相關國家一起支持成立了中國-拉美國家清潔能源與氣候變化聯(lián)合實驗室（簡稱“中拉實驗室”）。中拉實驗室由清華大學、啟迪清潔能源集團等為中方參與單位，巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學、古巴甘蔗衍生品研究所、秘魯天主教大學等為外方參與單位。中拉實驗室的目標是促進中國和拉美國家在清潔能源、氣候變化和可持續(xù)發(fā)展及電動汽車等方面的學術交流、人才培養(yǎng)、技術轉移和產(chǎn)業(yè)合作，通過打造政產(chǎn)學研金廣泛參與的科技合作平臺，促進雙方機構建立穩(wěn)定的合作關系。中拉實驗室不斷吸收新的拉美合作伙伴，與墨西哥國立自治大學、智利大學、厄瓜多爾欽博拉索高等理工學院等開展了密切的交流與合作，并將合作擴展至馬來西亞等“一帶一路”成員國。

3、 中國-馬來西亞生物能源合作

馬來西亞是世界第二大棕櫚油生產(chǎn)國，棕櫚產(chǎn)業(yè)對整個國民經(jīng)濟影響很大。棕櫚油不僅僅食用，也提煉轉化為生物柴油，生育三烯酚等產(chǎn)品。但其生產(chǎn)工藝相對老舊，生產(chǎn)過程排放大、成本高，亟待技術改進提高。在兩國政府交流中，希望引入清華大學酶法生物柴油等相關成果，共同開展棕櫚生物柴油技術合作。啟迪清潔能源作為成果轉化平臺，具體承接落地實施。2018年8月20日，在兩國總理的共同見證下，在人民大會堂簽署了《清華大學-馬來西亞棕櫚油總署關于棕櫚生物燃料技術開發(fā)與推廣合作備忘錄》。2019年5月27日，清華大學、馬來西亞棕櫚油局、啟迪清潔能源三方在清華大學工字廳共同簽署《棕櫚生物柴油示范科研項目》協(xié)議，由啟迪落實在馬來西亞的技術服務工作。

4、 中芬合作

啟迪和富騰集團戰(zhàn)略合作。富騰集團由芬蘭政府控股，是北歐最大、歐洲主要的能源公司之一，致力成為清潔能源的先行者，主營電能的生產(chǎn)和配送、電能工程項目及其他相關環(huán)保項目建設。集團的業(yè)務覆蓋全球十幾個國家和地區(qū)。啟迪和富騰合作，將雙方優(yōu)勢技術資源引入對方國家，開展落地轉化工作。

5、 國際標準化組織ISO合作

中國的相關科技成果，要在國際標準上占領制高點。啟迪清潔能源編寫的太陽能領域國際標準ISO22975-1，ISO22975-2已于2016年已頒布實施，ISO22975-4已進入CD稿階段，啟迪清潔能源是Project leader，執(zhí)筆該標準編寫。

6、 BP共同研發(fā)產(chǎn)業(yè)化、合作創(chuàng)新營、清潔技術大賽

作為傳統(tǒng)能源的巨頭企業(yè)，BP公司在努力開展清潔技術的轉型。BP和啟迪清潔能源、清華大學化工系共同開展新一代纖維素燃料乙醇項目的合作研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化落地工作。

另外，通過啟迪龐大的創(chuàng)新網(wǎng)絡，雙方合作開展雙創(chuàng)活動，助力BP的創(chuàng)新轉型。目前通過開展的BP中國-啟迪之星數(shù)字創(chuàng)新營活動，BP已經(jīng)和10余家創(chuàng)業(yè)企業(yè)達成采購等合作。

八、建立健全面向雙碳目標的科技成果轉化機構和模式

實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革。2021年是中國碳中和元年，為完成中國3060碳達峰碳中和的雄偉目標，社會各界均積極開始行動。今年4月以來，科技部全速推動碳中和科技創(chuàng)新，撰寫《碳中和行動方案》，將零碳、減碳、負碳技術的研發(fā)推廣以及產(chǎn)業(yè)的綠色轉型作為碳中和科技創(chuàng)新規(guī)劃重點。7月，清華大學召開碳中和戰(zhàn)略座談會，謀劃成立碳中和研究院，統(tǒng)籌各學科發(fā)展，推動學科轉型，在關鍵、核心、重大的技術發(fā)展方向上攻堅克難，為國家重大戰(zhàn)略部署與科學技術創(chuàng)新做出新的更大貢獻。

在高校科研機構加大零碳技術研發(fā)的同時，也必須加快科技成果轉化步伐，只有將科技成果書寫在祖國的大地上，才能真正發(fā)揮效力，解決我國面臨的可再生能源大比例上升、高耗能高排放企業(yè)平穩(wěn)轉型、經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的一系列問題，最終在保證經(jīng)濟社會全面高速發(fā)展的同時，實現(xiàn)雙碳目標，實現(xiàn)中華民族的“中國夢”。

作為享譽世界的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)“發(fā)動機”，啟迪控股在碳中和領域開展科技成果轉化已經(jīng)有將近10年的布局，形成了該領域專業(yè)的科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)平臺——啟迪清潔能源集團，積累了一大批高技術成果正分階段開展轉化。建設了啟迪清潔能源研究院，作為專門的成果轉化機構。研究院的重要職能就是挖掘成果。研究院科學技術委員會擁有行業(yè)知名的6名院士和近30位教授，與清華大學十幾個院系以及中科院、西安交大等建立了直接的合作對接機制，每個月都會召開相應的對接會，深入挖掘相關成果，研討技術研發(fā)方向和轉化模式。研究院形成了成果轉化的人才培養(yǎng)梯隊，研究院人員作為教授的成果轉化助手，協(xié)助對接各種資源，最終成果落地時，也有機會作為創(chuàng)始負責人之一加入轉化的技術公司，實現(xiàn)在平臺上創(chuàng)業(yè)。以技術挖掘、人才培養(yǎng)為基礎，依托啟迪成功的孵化加速產(chǎn)業(yè)平臺，目前已和清華大學成果轉化成立了多家技術公司，在孵項目百余項，涉及80余名相關教授。

成功實現(xiàn)科技成果轉化，離不開政府、大型企業(yè)和金融機構的支持。在推動轉化落地的過程中，結合地方政府轉型發(fā)展的需要，為更密切的對接相關資源，研究院在地方政府的幫助下，也在山東、陜西、內(nèi)蒙、新疆等地成立了多個地方分院。為便于開展工作，部分分院院長還同時在地方政府掛職。分院在做好地方政府發(fā)展智囊的同時，積極對接雙方資源，既尋找了成果轉化的需求方和發(fā)展土壤，又為地方政府解決了面臨的問題，提供了新的支撐，為當?shù)氐目萍紕?chuàng)新轉型發(fā)展注入新的活力。

針對“碳達峰碳中和”發(fā)展機遇，在原有的清潔能源研究院基礎上，正組建碳中和研究院，聯(lián)合地方政府和企業(yè)共同開展 “碳達峰、碳中和”實施路徑研究、能源發(fā)展轉型研究、碳中和評價體系研究等，提供定制化、系統(tǒng)化、專業(yè)化的碳資產(chǎn)管理服務，協(xié)助地方企業(yè)搭建內(nèi)部管理架構，盤活管理碳資產(chǎn)，實現(xiàn)碳資產(chǎn)的保值增值。同時深入研究碳資產(chǎn)的金融屬性，發(fā)揮綠色金融業(yè)務在支持綠色技術創(chuàng)新、推進清潔生產(chǎn)過程中的作用，提供專業(yè)化的碳金融及衍生品等綜合服務，開創(chuàng)綠色投融資新途徑，助力地方企業(yè)拓寬融資渠道、減少融資成本。并在此基礎上組建碳中和基金，依托已經(jīng)經(jīng)過檢驗成熟的科技成果轉化體系，不斷將科技成果轉化做強做深，為我國實現(xiàn)雙碳目標貢獻力量。

實現(xiàn)雙碳目標，既是機遇，又是重大考驗，沒有大量的科技創(chuàng)新成果的落地實施應用，是不可能完成的任務。啟迪控股將不忘初心，深入研究挖掘先進成果，創(chuàng)新發(fā)展模式，在“一腦”（能源大腦）“一鏈”（能源區(qū)塊鏈）“四網(wǎng)”（零碳電力網(wǎng)、零碳熱力網(wǎng)、零碳動力網(wǎng)、零碳農(nóng)村生物質(zhì)網(wǎng)）等各領域，布局零碳技術成果轉化，為應對氣候變化，保護好人類賴以生存的地球家園，為實現(xiàn)中華民族的偉大復興做出啟迪的貢獻。