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来源：快三平台2023-03-08 17:48

国是访问丨能源转型会“开倒车”吗？******

　　文/庞无忌

　　2022年，受地缘政治冲突等因素影响，全球能源危机愈演愈烈。曾大力倡导放弃煤炭、走向脱碳化发展的欧洲国家在这个冬天也不得不重启煤电。英国、法国、丹麦、德国、芬兰、奥地利等国家陆续宣布延长或重新开放此前已关停、退役的燃煤电厂。

　　全球能源转型会“开倒车”吗？全球走向脱碳目标，最终能带来多大机遇？

　　毕马威中国气候变化和可持续发展主管合伙人沈莹在接受中新社国是直通车记者专访时表示，虽然去年冬天不少欧洲国家恢复煤电产能，可能暂时会增加碳排放，但是从长期来看，绿色低碳转型是各国对未来全球发展所达成的共识和不可逆转的趋势，不会因为一次“黑天鹅”事件就发生改变。

　　不过，这个过程不会一帆风顺。全球脱碳是个循序渐进的过程，需要各国积极应对外部环境新挑战，协同推进能源低碳转型与能源安全供应保障，推动经济社会发展全面绿色转型。

　　采访实录摘要如下：

　　国是直通车：业界认为，全球形成的碳中和共识将有力地引导长期投资向低碳领域配置，未来全球走向脱碳目标将带来多大投资机遇？

　　沈莹：碳中和最核心的是能源零碳化，能源结构转向以可再生能源为主是必然趋势，其中存在大量投资机会。此外，公路交通、海洋运输、航空的零碳化，工业、建筑业、农业等行业的绿色可持续发展，也会带来巨大投资机会。

　　碳中和带来的不仅是环境效益，也会带来巨大经济效益，相关产业技术与产业规模必将得到蓬勃迅速发展，推动国家整体经济朝着低碳、绿色环保方向转型。

　　国是直通车：近年来，各国纷纷布局新能源汽车等低碳相关产业。这会对全球经济竞争格局带来什么样的影响？

　　沈莹：能源绿色低碳转型成为各国共识。从化石能源到可再生能源的转变将重塑世界竞争格局，并引发经济社会变革。可再生能源与化石能源相比具有难以耗尽、开发和使用相对灵活等特点，同时也存在能量密度低、不稳定、开发成本较高等缺点。

　　因此，要提高可再生能源的产量和效率，必须通过技术创新，推出新的能量转换方法或提高现有生产消费流程效率。这场转型浪潮中，新兴技术和科技将成为核心驱动力，推动能源产业从资源、资本主导向技术主导转变。

　　国是直通车：2022年受地缘政治冲突等因素影响，全球能源危机愈演愈烈，不少欧洲国家恢复煤电产能。这会加速还是阻碍全球脱碳发展进程？

　　沈莹：俄罗斯在全球能源供应链中扮演着举足轻重的角色。乌克兰危机加深了各国对能源安全问题的担忧，尤其是对俄罗斯能源有较强依赖的欧洲。虽然去年冬天不少欧洲国家恢复煤电产能，可能会暂时增加碳排放，但从长期来看，绿色低碳转型是各国对未来全球发展所达成的共识和不可逆转的趋势，不会因为一次“黑天鹅”事件就发生改变。

　　但它也不会一帆风顺。全球脱碳是个循序渐进的过程，需要各国积极应对外部环境新挑战，协同推进能源低碳转型与能源安全供应保障，推动经济社会发展全面绿色转型。

　　此次全球能源危机，反而让越来越多国家意识到提升能源独立性的重要性。在碳中和目标引导下需要通过清洁能源来降低对化石燃料的进口依赖。长期来看，全球能源绿色低碳转型不会“开倒车”，未来清洁能源仍然是全球能源转型的方向，是未来能源增量的主体，是全球能源体系的重要组成部分。

　　国是直通车：全球能源转型还面临哪些重大挑战和机遇？

　　沈莹：全球能源转型的第一个挑战是技术。很多技术都是要创新、尝试的，这方面投入非常大。还需要很多政策、资金扶持，是一场大的社会气候变革。只有技术创新，才更有动能推动减碳、碳移除、碳中和、节能减排等。

　　第二个挑战是资金。需要大量资金投入，不仅仅是政府，还需要社会资本的投入。

　　机遇方面，可再生能源，碳达峰、碳中和是目前全球发展的主流方向，这不仅带来能源结构的变革，更将带来全球金属原材料供应的变革。

　　这主要是由非化石能源所具有的制造业特征以及其产业链特点所决定的。目前我们对铜、镍、铝、锂、稀土等金属原材料的需求正不断攀升。例如，在能源结构转型过程中，风电、光伏、水电等绿色低碳产业的蓬勃发展，离不开上游金属原材料的供应，其中，风电大幅增长将推动对碳纤维、稀土和磁材(电机)等的需求。

　　国是直通车：在这一过程中，中国拥有哪些优势？

　　沈莹：中国强大的国家综合实力能为实现“碳中和”目标奠定坚实经济基础。中国持续推动绿色、新能源技术发展也将为实现“碳中和”目标提供充足动力。

　　目前我国在可再生能源、新能源汽车等领域处于领先地位，拥有强大装备制造能力，掌握核心技术和关键产业链优势。

　　以光伏产业为例，当前，我国光伏组件产量全球占比超过3/4，累计装机容量稳居世界第一，并已实现全产业链国产化。预计中国将会成为氢能、储能等新能源重要领域的全球主要增量市场，并且成为核心技术输出和产业投资的主要力量。

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气凝胶：能改变世界的多功能材料******

　　展览会上展出的具有纳米多孔结构的新型材料气凝胶服装

中新社任海霞摄

　　【走近超材料①】

　　编者按超材料具有常规材料不具备的超常物理性质，是国际上重点关注的战略前沿领域。我国也高度重视超材料技术的发展，国家自然科学基金、新材料重大专项等都对超材料研究予以立项支持。近年来，越来越多的科研人员对超材料产生兴趣，使超材料的设计开发进入了一个崭新的天地。据此，本版推出“走近超材料”系列报道，展示超材料技术创新发展与产业化应用情况。

　　气凝胶具有高比表面积、高空隙率等特殊的微观结构特点，化学性能稳定、导热系数低、耐高温、使用温度范围广、寿命长。近年来，中国、美国、欧洲等国家和地区的研究人员通过改进气凝胶制备工艺，开发出生物质基气凝胶等多种新型气凝胶。

　　气凝胶是一种超材料，它非常轻，即使把一块气凝胶放在花蕊上也不会将其压弯。目前，各种各样的气凝胶被开发出来，它们或柔软或坚硬，或导电或绝缘，应用领域广泛。1月10日，中铁一局集团有限公司表示，河南省新乡蒸汽管网项目全面通过验收。蒸汽管网对防腐、保温要求极高，其管道选用了高温离心玻璃棉及纳米气凝胶复合保温材料。项目技术负责人汪惺说，纳米气凝胶隔热效果是传统隔热材料的2—5倍，可极大提高施工质量和施工效率，降低施工成本。

　　作为目前已知导热系数最低、密度最小的固体材料，气凝胶可谓是材料领域的“隔热王者”，并已在航天、石化等领域应用。比如“天问一号”探测器发动机与火星车表面、“长征五号”遥四运载火箭发动机高温燃气系统隔热、嫦娥四号探测器热电池防护等都应用了气凝胶。在我国提出“双碳”目标后，随着技术的不断创新，气凝胶的应用场景也在进一步扩大。

　　具有耐高温、高弹性、强吸附等特性

　　气凝胶是一种纳米级的多孔固态新型材料，所有孔的体积合起来占整个气凝胶体积的绝大多数，甚至可以达到99％以上，具有高比表面积、高空隙率、纳米级孔洞、低密度等特殊的微观结构特点，化学性能稳定、导热系数低、耐高温、高弹性、强吸附、防水效果好、使用温度范围广、寿命长。

　　“可以把气凝胶理解成多孔海绵的一个纳米版。”气凝胶领域技术专家王贝尔说，其孔径在20纳米至50纳米之间。而空气分子大小约为70纳米，大于气凝胶孔隙的直径，因此空气在气凝胶上流动效率极低，加上气凝胶本身比热容很高，热辐射传递能降到最低，因而具有很好的隔热性能。

　　气凝胶主要分为无机气凝胶、有机气凝胶和有机—无机杂化气凝胶三类。其中，无机气凝胶是以无机物为主体，包括单质气凝胶、氧化物气凝胶和硫化物气凝胶等。有机气凝胶则是以有机物为主体，主要包括酚醛气凝胶、纤维素气凝胶、聚酰亚胺气凝胶、壳聚糖气凝胶以及壳聚糖—纤维素气凝胶等。有机—无机杂化气凝胶可利用有机物和无机物各自优势，实现气凝胶特殊的功能化。

　　《科学》杂志2021年将气凝胶列为十大热门科学技术之一，并称其为“可以改变世界的多功能新材料”。王贝尔说，气凝胶是《科学》杂志评选出的十大新材料中，唯一一个已大规模落地于实际商业场景的材料。

　　气凝胶的制备工艺主要分为两步，即通过溶胶—凝胶过程制备凝胶，再利用一定的干燥方法将凝胶内的液态物质替换为气态，从而制得气凝胶。

　　有数据显示，在气凝胶行业的成本结构中，制造成本约占45%。苏州锦富技术股份有限公司董事长助理郑松说，降低气凝胶成本是行业正在努力的一个方向，目前主要路径之一是自动化产线的落地，而成本降低将会打开更多的应用场景。

　　生物质基气凝胶成研究热点

　　据中国石油管道科技研究中心评估，以350摄氏度蒸汽管道的保温应用为例，相比于传统保温材料，气凝胶的保温层厚度可减少2/3，节约能耗40%以上，每公里管道每年可减少二氧化碳排放125吨。

　　数据显示，2021年油气领域对气凝胶的需求占总需求量的56%，另有18%用于工业隔热、9%用于建筑建造、8%用于交通运输。国家新材料产业发展战略咨询委员会在《2022气凝胶行业研究报告》中指出，在新能源汽车蓄电池芯模组中采用气凝胶阻燃材料，可将电池包高温耐受能力提高至800摄氏度以上。随着新能源汽车产业等的发展，气凝胶在新能源汽车及储能行业应用场景广泛，需求量有望持续提升。

　　气凝胶发展迅速。国务院发展研究中心国际技术经济研究所分析员李维科说，近年来，中国、美国、欧洲等国家和地区的研究人员通过改进气凝胶制备工艺，开发出生物质基气凝胶、石墨烯气凝胶、聚合物气凝胶等多种新型气凝胶。值得一提的是，生物质原料来源广泛、成本低廉、碳源丰富，利用生物质原料制备环保型多孔碳纤维气凝胶是一种经济、可持续的生产方式，因此目前生物质基气凝胶也成为研究的热点。

　　比如中国科学技术大学俞书宏院士团队研发出超弹性纤维素气凝胶，该纤维素气凝胶从室温到零下196摄氏度，都表现出不随温度变化的超弹性、优异的抗疲劳性等，在恶劣环境中具有巨大的隔热潜力。且制备中所使用的材料均为生物质原料，有望解决能源密集型技术和石化材料造成的环境污染问题，是传统不可再生气凝胶的理想替代品。

　　中国林业科学研究院木材工业研究所卢芸研究员团队以木材为基质，将无机、有机气凝胶与木材骨架基体复合，首创了第三代木质纤维素气凝胶。通过对木材及生物质废弃物纤维素的调控，将纤维素比表面积提高了7个数量级，对油污吸附能力高达自身质量的75—300倍，体积用量缩减50%—75%，可降解、可再生。

　　气凝胶发展驶入“快车道”

　　气凝胶的发展得到国家政策的持续支持。2014年和2015年，国家发改委连续两年将气凝胶列入《国家重点节能低碳技术推广目录》，开始对气凝胶进行初步推广应用；2018年6月气凝胶被列入建材新兴产业；同年9月，第一个气凝胶方面的国家标准《纳米孔气凝胶复合绝热制品》发布；2020年，《气凝胶保温隔热涂料系统技术标准》启用；2021年，《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出，推动气凝胶等新型材料研发应用。

　　随着气凝胶应用技术不断成熟，气凝胶发展进入“快车道”。不过，李维科说，目前气凝胶研究仍存在一些问题，比如气凝胶在高温条件下热导率增长较快，与纤维等增强基体材料的黏结性较差；生产过程中会用到许多有机溶剂，容易造成环境污染；气凝胶难以回收利用，不利于可持续发展等。

　　此外，气凝胶生产成本高昂，产品价格昂贵。《2022气凝胶行业研究报告》指出，气凝胶的生产成本主要集中在原材料硅源、设备折旧及能耗方面。有效降低成本既依赖于制备工艺的突破，也需要通过低成本原材料的大规模产业化来实现。

　　气凝胶是罕见的可以同时满足防火、防水、隔热、隔音等多种需求的材料。李维科说，气凝胶的发展和应用仍然处于不断探索的过程，未来的研究方向主要集中在开发纤维素气凝胶、石墨烯气凝胶、钙钛矿结构气凝胶、非金属单质气凝胶等新型气凝胶上。（记者李禾）

　　（文图：赵筱尘巫邓炎）

[责编：天天中]

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