湖北省应对气候变化低碳技术需求研究 ：ｌ： 谢鹏凯１王 涵２ ｆ１湖北省对外科技交流中心 湖北 武汉４３００７１ ２湖北省科技信息研究院 湖北 武汉４３００７１） 摘 要：湖北省处在大有可为的黄金机遇期，同时也面临应对气候变化和节能工作面临新 形势、新任务和新要求。本文着重解决的问题是如何立足湖北省的具体情况，探讨评估湖北省经 济社会发展亟需的低碳技术，促进先进适用低碳技术在湖北的发展。 关键词：气候变化；低碳；湖北省 中图分类号：Ｆ１２４．５ 文献标识码：Ａ ｄ０ｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６６５－２２７２．２０１７．０７．００３ 近年来．气候变化已成为人们热切关注的重大国 际问题．也是关系到每个人切身利益的实际问题。气候 变化带来的极端天气事件时有发生．给经济社会发展 展的重点任务之一．为湖北省推动能源节约和控制碳 排放指明了方向 国家大力推进供给侧结构性改革．全 面实施“互联网＋”行动计划．为湖北省加快过剩产能退 了重要支撑。 和人民群众的安全生产生活带来了重大不利影响．甚 至严重威胁到人民群众的生命安全 目前．通过大力发 展低碳技术．推动生产生活重点领域的节能减排．减少 出．形成以节能低碳为特征的新业态、新商业模式提供 从省内看．湖北省将“绿色决定生死”摆在“三维纲 二氧化碳等温室气体的排放量．积极减少气候变化带 来的影响已成为全社会的共识。低碳技术，顾名思义， 要”的首位．提出在绿色发展上走在全国前列，为绿色 低碳发展提供了思想保障。同时，通过开展循环经济示 就是能够在生产生活中减少碳排放的先进技术的总 称，低碳技术主要涉及新能源、交通、冶金、化工、绿色 范、低碳试点、碳排放权交易试点等方式，在探索绿色 循环低碳发展模式上取得了积极成效．为扎实推进应 建筑等行业和领域。相关研究表明．大力发展低碳技术 是我国近年来降低碳排放的重要手段 湖北省处于工 业化、城市化快速发展的重要阶段，面临着经济社会转 型发展的黄金机遇期．同时也面临了应对气候变化和 对气候变化和节能工作积累了丰富经验。 １．１ 国内外关于低碳技术发展状况 世界各国特别是发达国家通过实施气候变化适应 战略．大力发展低碳技术．努力在低碳技术开发上不断 节能减排工作的新形势、新任务和新要求。本文着重解 决的问题是如何立足湖北省的具体情况．探讨评估湖 创新．提高国家应对气候变化核心竞争力。在世界范围 内．美国以市场需求为导向，针对气候变化带来的影 北省经济社会发展亟需的低碳技术．促进先进适用低 碳技术在湖北的发展 响，大力发展互联网、生物技术、新能源等低碳技术。日 本则是积极开展低碳技术研究．鼓励企业开展节能减 １背景和现状 从国际看．巴黎联合国气候变化大会突破性达成 排低碳技术创新．减少碳排放．提高应对气候变化能力 和水平。在欧盟范围内，德国、英国、法国、西班牙、荷兰 等国家已经实施了国家适应战略．在洪水管理和防御、 加强应对气候变化的能力。 《巴黎协定》，提出全球尽快实现温室气体排放达峰的 目标。低碳发展成为国际潮流和新一轮经济、科技竞争 的战略制高点 各国都在加快制定低碳发展战略和政 策，不断加大资金、技术的投入．这为湖北省利用更多 国外资金和技术谋求低碳发展带来良好机遇 从国内看．为实现２０３０年左右二氧化碳排放达到 水需求管理、自然灾害风险管理、加强基础设施等方面 中国是世界上人口最多的国家．经济增长速度较 快．同时也是世界上最大温室气体排放国之一。据气象 资料记录．近５０年来全国气温变暖速度加快．全国大 范围增暖主要发生在近２０年，这一时期正好是中国快 峰值目标，党中央、国务院将低碳循环发展列为绿色发 速推进城市化进程的阶段。由于气候变化带来的暴雨 基金项目：２０１５年湖北省科技支撑计划项目（研发与示范类）“湖北省应对气候变化低碳技术应用与示范”（项目编号：２０１５ＢＣＡ３００） 通讯作者：王涵 收文日期：２０１７—２—１６ Ｒ 科技创业月刊２０１７年第７期 湖北省应对气候变化低碳技术需求研究 洪涝、高温、雾霾等气候极端事件，对我国防灾减灾能 术，利用水电与风电、光伏发电出力特性相互补充的特 力提出了严峻考验。由于不同省份之间存在经济发展 不平衡，自然资源禀赋也存在差异，因此．各个省份应 对气候变化的政策和低碳技术需求也各不相同 １．２湖北省面临的节能减排压力和技术现状 湖北省正处于工业化、城镇化加速推进期．重化工 业特征依然明显．传统化石能源为主的能源结构在短 点，降低可再生能源的入网波动．提高地方电网对可再 生能源的吸纳能力，从系统范围内减少发电成本、降低 因燃烧发电导致的环境污染 包括以下３个关键技术 和创新点：研究梯级水电与可再生能源联合运行的关 键性技术指标、最优化调度方法和运行模式：研究以生 态和资源修复为目标的密集水电群联合运行技术：研 究以不可调度的小水电和光伏发电、风电就近接入和 期内难以改变．能源消耗和温室气体排放总量增长仍 然较快，节能降碳任务较重。湖北省气候条件复杂。低 温雨雪过程、伏旱、局地强对流天气、区域性强降水过 程出现较为频繁，大范围、持续性雾霾频发．适应气候 变化的任务繁重 消纳技术 ２．５柔性可穿戴电子设备的能源供应技术研究 开发可应用于柔性可穿戴电子设备的能源供应体 系．开发适合柔性电池的新型高性能电极材料．研究电 极材料结构与性能间的关系：开发柔性固态电解液．研 ２湖北省低碳技术需求 通过对湖北省重点产业和关键领域进行分析评 估．湖北省低碳技术发展清单如下： ２．１太阳能发电系统关键技术 究离子在固态电解液和电解液／电极界面的传输机制： 构筑能量密度大、循环寿命长的柔性电池，通过提升电 池的综合性能．发展具有应用价值的新型柔性电极材 料和柔性固态电解液．室温离子迁移率达１０—３ ｏＳ／ｃｍ． 电池能量密度≥３００ Ｗｈ，循环寿命≥５００次。 ２．６常温常压液态有机储氢关键技术研究与应用示范 该技术可克服单一形式太阳能光热发电技术缺 点．将高／低温太阳能聚光集热系统进行耦合，实现能量 的梯级利用．建立低成本、高效率、可规模化的太阳能 光热发电方案 通过对碟／塔式太阳能聚光集热系统进 氢燃料电池车为国家下一代电动汽车重点支持和 发展的技术．然而氢的安全高效储运成为阻碍其发展 的瓶颈性问题。主要研究内容：开发具有超低熔点（一２Ｏ ｃＩ＝以下）的有机液态储氢材料．实现常温常压下氢能规 模化安全储存和运输：研究开发可在常温低压环境高 效催化脱氢的廉价催化剂：设计开发一套基于现有汽 油运输构架的高效液态输氢加氢小型示范系统：设计 行余热回收．对低温朗肯循环进行热量补充．实现能量 的梯级利用 主要研究内容有：完成ＫＷ等级碟／槽式太 阳能梯级集热发电装置的集成、建造和运行：采集典型 运行工况的性能数据：优化太阳能梯级集热发电系统 流程工艺、设计参数、运行参数等，完成ＭＷ等级及以 上规模太阳能梯级集热发电系统方案设计 ２．２风力发电关键技术 出与燃料电池配伍的稳定供氢装置．完成液体有机储 氢材料与燃料电池一体化集成系统：设计出基于液态 针对具有风速低、连续性差、风向不稳定等特点的 低品位风能环境．通过技术攻关及研发形成具备自主 知识产权的万向聚风型低品位风力发电技术．并建立 储氢罐的新型燃料电池汽车，实现储氢材料／燃料电池 驱动氢燃料电池车示范．加速安全节能环保的氢动力 汽车的市场化进程．推进我省在以氢燃料电池汽车为 万向聚风型低品位风力发电示范运行装置．力图实现 年平均发电时间比现有技术年平均发电时间提升５０％ 代表的新能源发展速度 ２．７磷石膏生产免烧建筑陶瓷 的目标。主要研究内容：万向低品位风能高效汇聚关键 技术研究：低品位风力发电机关键技术研究；万向聚风 建筑陶瓷是一种大量使用的装饰材料 常规建筑 陶瓷需要在１ ２００ ｃＩ＝高温烧成．需要消耗大量的热量， 型低品位风力发电装置研发 ２．３城市地下热能资源协同一体化开发利用技术 同时排放出大量的尾气，存在能耗高、污染重等问题。 很显然．如果不通过高温烧成步骤就生产出陶瓷产品， 也就是免烧陶瓷，就可以达到很好的节能、减排效果。 为发展低碳经济．构建资源节约型社会和建设生 态文明社会．在城市地下空间开发建设工程中。将换热 器布置在地下建筑工程结构内。协同一体化开发利用 城市浅层热能资源。主要研究内容：地下空间取能换热 埋管方式、换热效率评价、地下换热管换热量测定与变 化监测、换热与地下建筑工程结构一体化设计、取能建 造工艺、地下连续墙埋管换热技术等。 ２．４密集水电与可再生新能源联合运行关键技术研究 另一方面．磷石膏是磷化工企业生产磷酸过程中排放 的工业固体废物．每生产１ ｔ磷酸约产生５ ｔ磷石膏。磷 石膏的排放已造成了严重的环境污染。磷石膏资源化 利用是根治磷石膏环境污染的最佳途径。该技术利用 磷石膏作为主要原料、不通过烧结，直接压制生产出免 烧陶瓷的工艺技术。具体为：一是工艺方案设计。以磷 石膏为原料．通过加热烘干，使其转化为半水石膏：向 半水石膏中掺加一定量的水．迅速搅拌均匀后压制成 型，即得陶坯；将若干块陶坯叠加在一起，放入水注入 充分利用湖北省水电资源丰富的特点．开展密集 水电群与风电、光伏发电等分布式电源的联合运行技 ＰｌＯＮＥＥＲＩＮＧ ＷＩＴＨ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＭＯＮＴＨＬＹ ＮＯ．７ ２０１ ７ ９ 湖北省应对气候变化低碳技术需求研究 水．在施加和保持一定压力的条件下，使陶坯与水发生 充分的水化反应．最终形成结构致密、机械强度高的石 膏质免烧陶瓷产品 二是工艺过程研究 通过单因素实 验．掌握各项工艺参数对磷石膏免烧建筑陶瓷性能的 铁３ ｔ左右．按照粗略计算．则全国钛白粉厂每年至少 产生２０万吨以上的副产硫酸亚铁．环境影响日益突 出 该技术通过研究回收利用工业废酸、废铁屑、钛白 粉副产物制备绿色环保锂电池材料．并研究设计污水 影响规律，同时通过一些多因素实验，探讨各工艺参数 相互之间的关联性。最终获得一套最佳工艺参数。三是 制备机理探讨。利用现代测试手段对样品的微观结构、 零排放系统．回收废水中的氨氮、磷、硫资源，污水经处 置后可循环使用，有效保护生态环境，节约资源。通过 对工业废酸和钛白粉副产物进行综合处置循环再利 用．具有较好的环境、经济及社会效益。 晶相转化、显微硬度等进行表征，同时结合相关物理化 学理论．对“工艺流程一工艺参数一物化性能”之间的关 联理论进行分析探讨 ２．８低热值煤气高参数小型化发电技术 ３研究小结 应对气候变化以低碳技术的创新为突破口．以低 碳技术的推广应用为落脚点 湖北省应积极发展国内 本技术可有效提升钢厂煤气综合利用效率．节能 减排，降低钢厂运行成本。主要研究内容：在高温超高 外领先的低碳技术．对落实本省的节能前景和温室气 压基础上．采用先进的设计集成技术．实现更高蒸汽参 数（如亚临界、超高温超高压等）应用于２００ＭＷ以下煤 气发电机组。创新点：解决高参数下小容量机组由于蒸 汽流量小而带来的汽轮机高压缸效率迅速下降及高参 数低容量机组的辅机选型难问题．在煤气发电机组上 实现更高蒸汽参数 ２．９焦化烟气脱硫脱硝及余热利用技术 本技术针对独立焦化厂烟气ＳＯ，浓度较低、ＮＯｘ 体减排目标具有十分重要意义 本文通过认真分析和 术在湖北省的发展 研究表明．在重点产业和领域大力 研究．遴选出湖北省亟需发展的低碳技术．推动低碳技 发展低碳技术．推动先进适用低碳技术创新和应用．可 济发展方式．提升应对气候变化能力．实现节能减排目 以有效促进湖北省产业升级和经济结构转型．转变经 标，实现经济社会健康、绿色、和谐发展。为此本文通过 判明节能减排重点行业（领域），确定了新能源与新能 浓度较高，且有余热可以利用的特性．开发焦化烟气脱 硫脱硝及余热利用新技术 研究内容一是研究不同类型 焦炉的焦化烟气排放特性：二是开发焦化烟气脱硫脱硝 源汽车、冶金、电力、化工、绿色建筑等重点领域的１０ 项低碳技术发展目标．通过发展这些先进低碳技术．可 有效提升湖北省应对气候变化能力．实现节能减排目 标，为湖北省经济社会发展提供技术支撑。 参考文献 及余热利用的综合成套技术：三是开发焦化烟气脱硫 脱硝及余热利用系统和关键设备 创新点一是开发焦 化烟气脱硫及深度净化集成技术．高效脱除烟气中的Ｓ０， 及粉尘。二是开发原烟囱热备技术，结合烟囱热备与焦 １ 科学技术部，中同气象局，中同科学院等．第二次气候变化国 家评估报告［Ｍ］．北京：科学出版社，２０１１ 化烟气余热锅炉，形成余热利用的综合技术。三是出口 浓度Ｓ０２＜５０ ｍｇ／ｍ ．ＮＯｘ＜１５０ ｍｇ／ｍ 。粉尘＜２０ ｍｇ／ｍ。 ２麦肯锡．节能减排的坚实第一步：浅析中国“十一五”节能减排 目标［Ｒ］．麦肯锡，２００９ ３ 王军．全球气候变化与中国的应对［Ｊ］．学术月刊，２００８（１２） ４ Ｍｅｌｅｓｈｋｏ Ｖ Ｐ，Ｋａｔｔｓｏｖ ＶＭ，Ｍｉ￣ｉｓ ＶＭ，ｅｔ ａ１．Ｃｌｉｍａｔｅ ｏｆ Ｒｕｓｓｉａ ｉｎ ｔｈｅ ２ １ ｓｔ ｃｅｎｔｕｒｙ．Ｐａａ１．Ｎｅｗ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｏｆ ａｎｔｈｒｏ— ｐｏｇｅｎｉｃ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｒｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ２．１Ｏ汽车工业废弃物循环化再利用技术 据中国化工信息中心调研统计推算．我国每年产 生废硫酸在１亿吨以上，对地下水、土壤、河流造成的 污染具有极大破坏性 我国大约有一百多家钛白生产 厂家，总设计能力超过１０万ｔ／ａ．实际产量接近７万ｔ／ ［Ｊ］．Ｒｕｓｓｉａｎ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ，２００８（６） ａ，国内钛白粉厂绝大部分都采用硫酸法工艺．该法生 产钛白的过程中．每生产１ ｔ钛白粉需排出副产硫酸亚 ５ 唐国平，李秀斌．气候变化对中国农业生产的影响［Ｊ］．地理学 报，２０００（５５） （责任编辑亢婷婷） Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｄｅｍａｎｄ ｏｆ Ｌｏｗ Ｃａｒｂｏｎ ｉｎ Ｃｌｉｍａｔｅ Ｃｈａｎｇｅ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｇｏｌｄｅｎ ａｇｅ ｏｆ ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ，ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｆａｃｉｎｇ ｎｅｗ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ，ｎｅｗ ｔａｓｋｓ ａｎｄ ｎｅｗ ｄｅｍａｎｄｓ ｆｏｒ ｔａｃｋｌｉｎｇ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｈｏｗ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｕｒｇｅｎｔ ｎｅｅｄ ｆｏｒ ｌｏｗ－ｃａｒｂｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｓ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ａｎｄ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｄｖａｎｃｅｄ ａｎｄ ｌｏｗ－ｃａｒｂｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ Ｈｕｂｅｉ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ；ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ；Ｈｕｂｅｉ ｐｒｏｖｉｎｃｅ １Ｏ科技创业月刊２０１７年第７期
