／赛迪研究院节能与环保研究所 莫君媛／

节能和提高能效是当前产业结构和能源结构条件下推动实现“双碳”目标的低成本路径。未来，随着变革性节能降碳技术研发和产业化，以及数字化智能化技术与传统行业进一步融合，还将带来较大降碳空间。

一、绿色低碳技术创新和推广现状

绿色低碳技术创新和推广应用，是落实碳达峰碳中和目标的重要举措，是推动工业绿色低碳转型、实现经济高质量发展的重要动力。近年来，绿色低碳技术创新和应用取得积极进展。

（一）节能与能效提升技术装备

近年来，随着节能工作持续推进，一批投资少、效益高、行业见效快的大型节能技术改造已普遍实施。据行业机构统计分析，钢铁行业焦炉上升管荒煤气显热回收利用技术普及率达50%，水泥行业低温余热发电技术普及率超过80%。由于部分高耗能产品生产在工艺结构、原料结构上与国外存在较大差异，导致整体能效水平距国际先进水平还有一定差距。如，我国乙烯、合成氨分别以石脑油、煤为主要原料，而国外乙烯生产以轻烃、乙烷为主要原料，合成氨生产以天然气为主要原料，所以这些高耗能产品的平均综合能耗远高于国外水平。从重点节能装备看，高效电机市场占有率由2015年不足10%提高至34%，新增变压器中高效变压器占比已由12%大幅提高至46%。此外，数字化技术改造正成为传统行业节能降碳的新驱动，如中国石化依托工业互联网平台对原料进行分析建模，形成典型操作样本及相应的优化工艺操作参数，从而提高汽油收率；华能某电厂通过构建关键设备的热力学模型，结合历史数据计算出平均工况下最优发电技术煤耗，从而降低平均发电煤耗。

总体而言，节能和提高能效是当前产业结构和能源结构条件下推动实现“双碳”目标的低成本路径。未来，随着变革性节能降碳技术研发和产业化，以及数字化智能化技术与传统行业进一步融合，还将带来较大降碳空间。

（二）可再生能源装备

2021年我国可再生能源装机规模突破10亿千瓦，风电、光伏发电装机均突破3亿千瓦，海上风电装机跃居世界第一。随着技术装备水平快速提升，风电单机容量不断增大，陆上最大单机容量达到6兆瓦、海上风电最大单机容量达到10兆瓦。平原低风速利用技术装备、海上重型自升自航式风电安装船舶等取得突破。光伏组件功率进入400瓦功率时代，光伏发电转化效率国际领先，单晶、多晶电池量产平均转化效率分别达到23.1%和19.5%，PERC、TOPCon、异质结等高效晶硅电池生产技术、薄膜电池技术得到推广应用。联动型塔式聚光镜等光热核心设备实现国产化突破。

（三）新能源汽车

我国新能源汽车产业已进入规模化快速发展阶段，截至2021年底，新能源汽车累计推广量超过900万辆，产销量连续7年位居全球第一，引领了全球汽车产业的电动化转型。建立了完整的新能源汽车产业链，掌握了电池、电机、电控等核心关键技术，动力电池技术水平全球领先，与2012年相比，单体能量密度提高2.2倍，成本同时下降85%左右。产品供给能力不断提升，涌现出一批具有竞争力的企业，主流汽车企业已经开发出全新设计纯电驱动平台产品，800伏高压平台加速落地，可通过一体化集成设计有效降低开发成本，整车动力、续航里程、能耗、安全性及智能化拓展等性能全面提升。

（四）环保装备

环保装备分为大气污染、水污染防治、土壤污染修复、固体废物处理、噪声与振动控制、环境污染防治专用材料和药剂、环境监测专用仪器仪表、环境污染应急处理、环境污染防治设备专用零部件等9个细分领域。截至2020年底，环保装备制造业产值约8700亿元，在除尘、烟气脱硫、城镇污水处理等领域已形成世界规模最大的产业供给能力。振动膜生物反应器污水深度处理集成装备打破国外膜产品技术垄断，1000兆瓦燃煤机组电袋复合除尘器、1000吨/日生活垃圾焚烧炉等先进高效环保装备成为行业优势产品。国产装备已基本满足国内需求，部分技术装备已实现从“跟跑”到“领跑”的跨越式发展，出口至70多个国家。

（五）终端电气化技术

目前，工业终端用能电气化技术成熟度、适用范围都存在较大约束。从经济性看，以锅炉为例，以煤代电是否经济，取决于使用煤电和电锅炉的综合效率，及现役燃煤锅炉效率之间的差别。比如，电锅炉效率通常较高，甚至可达到99%左右，但煤炭发电加上输配电的综合效率不到50%，因此对于本身效率已经很高的燃煤锅炉改为电锅炉不具备经济性。从技术适用范围看，钢铁、陶瓷、玻璃等行业存在一定的电气化潜力，如推广电炉短流程炼钢，陶瓷、玻璃行业采用电窑炉、电锅炉等。电窑炉是以辐射换热为主，换热效率远低于对流换热，烧成速度慢、周期长，难以满足大规模生产对换热效率的要求，因此电窑炉可替代的多数是各行业相对小规模的装置和工艺，比如钢铁行业单个电炉容量远小于高炉，建材行业多应用在磁性陶瓷、特种陶瓷、玻璃马赛克等领域。

（六）氢及氢基燃料等低碳燃料/原料替代技术

在电力无法经济或便捷地满足能源需求的领域，如重化工业中的高温过程热和原料供应，氢能等低碳燃料替代将成为低碳转型的重要方向。我国是世界上最大的制氢国，年制氢产量约3300万吨，其中，达到工业氢气质量标准的约1200 万吨，已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺。但总体来看，我国氢能产业仍处于发展初期，产业发展形态和发展路径尚需进一步探索。当前，煤化工、钢铁、石化化工等行业处于示范阶段的深度脱碳技术多数与氢能有关，如，氢能冶金技术、氢气和二氧化碳制甲醇以及基于该技术路线的甲醇制烯烃和丙烯等深度脱碳的技术等。根据IEA发布的《中国能源体系碳中和路线图》报告，目前，低碳燃料仅占我国终端能源需求不到1%，且以生物燃料为主，到2060年，低碳氢和氢基燃料在终端能源消费总量中的占比将达到近10%。

水泥行业以原料替代减少碳排放空间较大。水泥行业主要排放环节为煅烧生料成为熟料过程中的碳酸盐分解，约占行业总排放量的50%～65%，因此，水泥生料的原料替代成为低碳水泥生产的重要技术。目前我国吨水泥熟料综合能耗约108千克标准煤，较国际水平高3千克标准煤，主要原因在于水泥熟料生产的原料替代比较低，目前不足5%，而发达国家已超过30%。每使用1吨电石渣或钢渣，碳排放量可分别降低约440千克、250千克。

（七）碳捕集、封存和利用技术

目前，中国至少有21个CCUS试点、示范项目在运行，每年总捕集能力超过200万吨，其中许多与提高石油采收率有关。总体来看，CCUS技术还没有在工业规模的生产中得到验证，存在项目成本高、环境风险大等问题。如，当前采用较多的是化学吸收和物理分离技术，捕集二氧化碳需要增加燃料和发电成本。碳运输目前主要以罐车运输为主，成本较高。大规模封存带来各种潜在风险，如地下水污染、生态破坏、碳泄露对公众健康的影响等。碳利用方面，目前除了用于提高原油、煤层气采收率、化学品制造外，少量用于电子和食品饮料行业，用于固化混凝土和制造矿化建筑材料方面正在规模化应用示范，但二氧化碳的年消耗量较小，大规模二氧化碳利用场景有待进一步开发。

二、存在的问题

（一）重点领域尚未完全掌握核心技术，高端装备供给不足

大型风电机组主轴承、氢能生产储运应用技术、大容量先进储能、车用芯片、专用检测设备、膜材料、环境监测专用仪器仪表等关键材料、零部件和设备仍存在短板，新型低碳冶金、水泥原料燃料替代、可再生资源制取化学品等低碳零碳工业流程再造工艺技术亟待突破，成为制约绿色低碳产业发展、行业低碳转型的重要因素。以车用芯片为例，全球汽车半导体市场份额中，欧洲、美国和日本企业分别占37%、30%和25%，中国企业仅占3%左右，国内汽车芯片市场基本被国外企业垄断，芯片短缺对汽车生产的影响持续扩大。此外，高炉富氢冶炼等技术仍处于起步研究阶段，现有装置规模均较小，尚未形成成熟的可推广应用技术装备。

（二）绿色低碳技术成本较高，推广应用难度大

大多数绿色低碳技术应用将产生绿色溢价，考虑到投资规模、技术门槛、原料供给等因素，企业实施技术改造意愿不高，推广应用比例较低。据有关协会测算，节能效益分享型合同能源管理项目平均合同期已由“十二五”时期的4.5年增长至“十三五”时期的7年，技术改造成本上升、投资回收期增长，企业实施技术改造动力不足。碳交易市场总体规模较小，2021年总成交量约1.79亿吨，总成交额76.61亿元，整体碳价偏低，居于40～60元/吨之间，远低于应用绿色低碳技术带来的成本，不足以激励化石能源企业低碳转型。

（三）市场主体推进技术创新活力不足，融资难问题突出

绿色低碳技术具有跨行业、跨专业的特点，投入成本大、从研发到产生经济效益周期长，仅靠市场难以持续。据国家知识产权局相关报告指出，我国绿色专利主要集中在高校。企业创新主体地位尚未形成，绿色技术创新的市场导向特征不突出。绿色低碳技术创新初期投入成本大、从研发到产生经济效益周期长、风险较高。由于缺少担保和抵押、传统信贷平均期限短等原因，绿色技术企业难以从银行等传统渠道获得足够融资，国内的PE/VC机构、绿色基金等很少涉足绿色技术创新领域。

（四）产业发展基础不牢，配套设施、法规政策限制等非技术因素是重要制约

新能源开发受生态环境和国土空间开发等政策影响，项目落地难。新能源汽车充电基础设施建设相对滞后，公共桩布局不够合理、利用率偏低，电池回收利用政策法规和回收体系还不健全。尽管国家出台了节能环保专用设备、资源综合利用产品等相关税收优惠政策，但在一些地方操作层面难以落实，导致政策激励不到位，企业积极性不高。此外，绿色低碳技术创新还需考虑安全性问题，如，大规模新能源并网可能对电网安全产生影响，氢能制储运用各环节存在安全风险等。

三、政策建议

（一）搭建共性技术平台，培育创新主体

以市场为导向，鼓励绿色低碳技术研发，实施绿色技术创新攻关行动，在绿色低碳领域培育建设一批制造业创新中心、工程研究中心等创新平台，着力解决跨行业、跨领域关键共性技术问题。强化企业创新主体地位，支持企业整合高校、科研院所、产业园区等力量，探索联合开发、利益共享、风险共担的模式，攻克一批绿色低碳基础技术、前沿技术和关键共性技术。支持行业龙头骨干企业围绕绿色低碳重大关键核心技术开展产业应用示范，突破应用一批具有推广前景的变革性绿色低碳技术。

（二）加大推广力度，以应用促创新提高产业竞争力

实施重点行业和领域绿色低碳技术改造，制定重大技术推广方案和供需对接指南。拓展工业可再生能源利用模式，开展工业绿色微电网试点示范，在具备条件的工业企业、园区，统筹建设厂房屋顶光伏、分布式风力发电、多元化储能等。积极探索“车电分离”等商业模式，实施《推动公共领域车辆电动化行动计划》，循序渐进提升公交、出租、物流、环卫等公共领域车辆电动化水平。

（三）推动数字化赋能绿色低碳改造，深挖节能降碳潜力

推动钢铁、有色金属、石化化工、建材等行业进一步提升改造企业能源管控平台，鼓励企业以能源管控平台为基础，建设数字化碳资源管理平台，开展碳核算、碳足迹评价等。支持机械、汽车、船舶、轨道交通、航空航天等装备制造企业，开展绿色设计平台建设示范，提升产业链绿色低碳水平。支持轻工、家电、纺织、食品等消费品行业，充分发挥数字技术在个性化定制、柔性生产、产品溯源等方面优势，建立完善全生命周期绿色供应链管理体系。

（四）完善配套政策，优化发展环境

立足绿色低碳技术发展需求，健全绿色低碳标准体系，制修订一批低碳、节能、节水、资源综合利用等重点领域标准及关键工艺技术装备标准。制定新能源汽车动力电池回收利用管理办法，完善新能源汽车动力电池溯源管理体系。深化首台（套）重大研究技术装备保险补偿机制试点，加大对绿色低碳技术装备产业化的支持。落实环境保护、节能节水、资源综合利用企业所得税优惠政策。推进产融对接，引导金融机构为企业绿色低碳技术创新和应用提供更多中长期贷款。发挥国家级基金、财政类资金和地方引导基金的作用，引导更多社会资金参与绿色低碳创新投资。