“從‘全國一盤棋’的高度，在系統性布局的基礎上，遴選代表性區域優先開展‘雙碳’綜合示范，驗證一批多能融合技術并開展集成示范。同時，為全國同類型區域提供可操作、可復制、可推廣的技術方案;以點帶面，帶動全國同類型區域綠色低碳發展。”在今年全國兩會上，中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所(以下簡稱大連化物所)所長劉中民再次呼吁“在典型區域優先開展‘雙碳’綜合示范”。

為什么要示范?已有哪些成熟技術?示范區將達到怎樣的效果?近年來，圍繞著“雙碳”綜合示范技術融合、建設發展，大連化物所不斷探索、敢于創新，逐步實踐出一條“清潔高效”之路。

不融合不行

“已經到了不得不融合的階段，我們沒有選擇。”談到我國能源發展現狀，劉中民感到擔憂。

縱觀全國，煤炭、石油、天然氣、可再生能源……我國能源不僅類型多樣，且體系構成復雜。過去很長一段時間，各種能源特別是化石能源為保障國家發展和能源安全發揮了重要作用，但同時也形成了各分系統相對獨立的局面。

然而，隨著國際能源形勢的發展，加之“雙碳”目標的迫切需求，我國現有能源體系結構性矛盾突出。能源各分系統能否互相聯系、互補融合形成清潔低碳安全高效的能源新體系，已成為我國整體實現“雙碳”目標必須解決的關鍵問題。

劉中民表示，多能融合就是通過不同能源相對優勢的互補融合，對沖消除各種能源種類劣勢，形成整體優勢，同時，需要技術創新，突破聯系不同能源的關鍵技術。

更值得關注的是，我國幅員遼闊，各地能源狀況不同且發展極不均衡，嚴重制約了現代能源體系的整體建設。我國整體上實現“雙碳”目標，應建立在各地區根據自身特點實現綠色低碳發展的基礎之上。

事實上，國務院印發的《2030年前碳達峰行動方案》對此也有要求，即各地區要準確把握自身發展定位，結合本地區經濟社會發展實際和資源環境稟賦，堅持分類施策、因地制宜、上下聯動，梯次有序推進碳達峰。

“現階段最可行的途徑是在典型區域先行先試，統籌優化已有的先進能源技術，集中突破一批多能融合關鍵技術及融合模式，系統創新體制機制，為全國現代能源體系的建設探路。”大連化物所副所長蔡睿告訴《中國科學報》。

劉中民表示，選擇典型區域根據其資源和產業發展情況，結合“雙碳”技術創新，制定低碳化發展技術路線并先期開展綜合示范，不僅是地區高質量低碳發展的要求，也是實現國家“雙碳”目標的必然要求。

比如，陜西榆林是化石資源富集區低碳化發展的減碳區，可建設“榆林能源革命創新示范區”;山東是新舊動能轉換推進綠色增長的去碳區，可建設“山東能源綠色轉型發展示范區”;青藏高原是生態固碳與清潔能源輸出地的負碳區，可開展“青藏高原碳中和貢獻先行綜合示范區”建設等。

打造“集團軍” 助力“示范田”

目前，大連化物所作為牽頭單位，已推動建設我國首個“雙碳”綜合示范區——榆林能源革命創新示范區。

作為“雙碳”綜合示范建設任務負責人，蔡睿介紹，榆林地區是國家重要的能源基地和煤化工基地，煤、油、氣、風、光等資源富集。“雙碳”綜合示范的獨特性體現在充分發揮地區資源稟賦，以多能融合為手段，圍繞化石能源清潔高效開展利用與耦合替代、非化石能源多能互補與規模應用、低碳化智能化多能融合三條主線，開展碳中和關鍵技術突破。

開展“雙碳”示范非一日之功，中科院早有部署。中科院一直注重能源領域的科技創新和技術突破，致力于為國家構建“清潔高效、安全低碳”的能源體系提供科技支撐。2017年，大連化物所牽頭，聯合中科院能源領域20余家研究所及大學，共同建設中科院潔凈能源創新研究院，組建能源科技“集團軍”。

與此同時，為強化能源領域科技布局，中科院提出多能融合新型能源體系技術方案，在“雙碳”領域部署實施中科院A類戰略性先導科技專項“變革性潔凈能源關鍵技術與示范”等重大科技任務，已取得系列重要工作進展和一批重大科技成果。

“首個‘雙碳’綜合示范區(榆林)建設，正是以上重要工作進展和重大科技成果落地實施的一次‘檢驗’，為我國能源革命提供先行先試的‘試驗田’。”蔡睿說。

該“雙碳”綜合示范區目前已經形成科研創新基地、綜合中試及示范基地和科教融合基地三位一體的發展格局。

“我們立足當地產業基礎和資源優勢，與當地政府聯合編制《榆林國家級能源革命創新示范區創建方案》，希望以區域低碳化發展為目標，通過加快推進榆林‘一區三基地’建設，聚焦突破碳中和關鍵核心技術，助推技術成果迅速產業化。”蔡睿說。

值得一提的是，大連化物所還聯合中科院能源領域各研究所與榆林學院共建科教融合基地，加強科研合作，聯合培養研究生，為當地發展培養人才。

一個系統工程

榆林“雙碳”綜合示范區正處于建設之中。預計今年下半年，相關辦公實驗、綜合中試及示范基地項目將相繼入駐。

“‘雙碳’綜合示范是一個系統工程，單個企業難以完全承擔，需要聯合行業內相關產業鏈中的眾多企業共同配合開展綜合示范，跨企業甚至跨行業協調還存在困難。”蔡睿談到建設發展中面臨的難題時說。

的確，所謂示范一般為國內甚至國際首臺/套技術的示范，榆林的綜合示范不僅包括新技術應用，還涉及多種技術的聯合模式，存在一定風險。

在蔡睿看來，處于產業導入的初期，在綜合成本高、有一定風險但技術對于節能降碳具有重要意義的情況下，需要引導企業重視新技術，注重長遠利益，積極參與“雙碳”綜合示范。

蔡睿還希望，國家對中試及示范項目應盡快形成標準化管理程序，尤其是項目的安全評價、環境評價等審批環節。

“對于先期進行‘雙碳’綜合示范的區域，根據區域特色，國家應給予相應的鼓勵性政策支持。”劉中民說。

“雙碳”目標的實現是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革。蔡睿期待，在“雙碳”綜合示范中，能突破系列碳中和關鍵技術，為國家實現“雙碳”目標提供系統解決方案，推動區域經濟高質量發展，為構建“清潔低碳、安全高效”的國家能源革命體系提供先行先試經驗。