我们距离实现联合国2030可持续发展目标的余额只有不到5年的时间,而目前仍有超过半数以上的可持续发展目标并未走上正轨。
在不断演变的可持续性挑战领域的中心,有一个关键领域是许多可持续性挑战的主要触发因素,但它也是解决普遍存在的可持续挑战的关键——人为气候变化。
净零排放的概念围绕着减少温室气体排放(特别是二氧化碳排放),是加快解决人为气候变化的主要途径。可再生能源,特别是太阳能和风能,可以直接消除末端二氧化碳排放,被认为是实现净零排放的重要推动力。事实上,可再生能源的势头在过去几年一直在增长,预计到2030年将进一步增长2.7倍。
然而,这种雄心勃勃的增长趋势仍将无法达到净零路径下所需的“可再生能源容量增加两倍”。除了需要进一步加强可再生能源的增长外,还有另一个棘手的问题——不少行业和部门的减排仍异常困难。例如,在我们能够以成本效益和可持续的方式将生物基资源用作化学工业的原材料之前,化石燃料将继续是化学工业的主要原料。再举一个例子,许多工业过程,包括化肥、水泥和混凝土、钢铁的生产,都需要高温供暖,而可再生能源很难实现这一点。
正如许多IPCC报告(包括最新报告)所重复的那样,二氧化碳去除(CDR)是实现净零排放的重要途径。
在众多CDR措施中,碳捕获、储存和利用(CCUS)正成为一种必要的工具。这种方法可以直接在污染源处捕获大气中的二氧化碳排放,为难以减排的部门创造额外的时间和能力,以实现净零转型。这种方法的“利用”部分将捕获的二氧化碳升级为更有价值的可持续产品(如高能量密度燃料、乙醇、塑料),也可以为二氧化碳创造一个循环经济平台。
在此背景下,我们将通过本次Cell Press-WeeChem联合讲座活动,聚集专家学者,从宏观潜力到微观技术,就“绘制CCUS以高效和有效地过渡到净零”这一主题进行跨学科讨论。
本场Cell Press-WeeChem联合讲座开放限量VIP观众席位:报名并通过审核的观众将有机会在问答环节直接与主讲嘉宾连麦,畅聊科学前沿。名额有限,先到先得,扫描下方海报二维码火速报名!
*请在报名问卷中注明愿意参与线上连麦并留下联系方式(真实姓名,手机号),工作人员将与您提前联系安排现场互动事宜。
现任北京理工大学杰出教授,碳中和系统工程北京实验室主任。长期从事碳减排多学科交叉研究、工程实践和高等教育工作。
作为学术带头人牵头获批中国国家自然科学基金委基础科学中心(2024年)和创新研究群体(2015年)。曾获光华工程科技奖、全国创新争先奖、国务院政府津贴、全国优秀科技工作者、中国青年科技奖等荣誉。曾获国家杰出青年科学基金(2004年)、教育部CJ学者特聘教授(2008年)、入选国家高层次人才计划领军人才。作为第一完成人,获教育部自然科学一等奖、教育部科技进步一等奖、中国煤炭工业协会科技进步一等奖、日内瓦国际发明展金奖等科技奖;获国家级教学成果一等奖、全国优秀教材二等奖。在Nature Climate Change、Nature Energy等著名期刊发表论文300余篇,30余篇入选全球高被引论文(ESI),累计他引5万余次,h指数110,自2018年连续入选全球高被引科学家。
碳捕集利用与封存(CCUS)是全球气候治理和中国实现碳中和目标的关键技术选择,本报告结合报告人及其团队在这一领域的长期研究工作,将系统分享:①碳捕集封存与利用产业化的全球发展趋势; ② 2度/1.5度温控目标下全球CCUS 的布局方案;③碳中和目标下中国的CCUS布局方案及管网规划等研究成果;④针对CCUS发展存在问题,提出产业集群化发展的相关建议。
海岸带蓝碳生态系统包括红树林、盐沼和海草床等,具有高效的二氧化碳吸存能力,因此保护和恢复这些生态系统成为重要的“基于自然的解决方案”。 在减缓温室气体排放的同时,滨海湿地可以给沿海国家乃至全球带来经济和社会效益。因此,有效地评估滨海湿地的碳汇能力、固碳潜力和生态系统服务功能,是制定减排增汇措施的重要手段,也是各国政府制定应对气候变化行动计划的理论依据,更是我国实现碳中和目标的重要基础。本报告总结了本团队在该领域的一些最新进展,并提出了一些热点方向。
能源转化利用面临资源多样化和环境可持续发展的重大变革和挑战,发展相适应的综合利用过程已势在必行。碳基小分子电催化转化仍面临目标产物选择性低、生成速率有限以及能量转化效率不佳等难点。针对上述关键科学难点,本团队系统研究了电催化表界面特性和电解反应机制,在催化基础和电解技术方面开展研究:(1) 发展了电催化表界面精准调控的新策略,阐明了在反应条件下催化活性中心的动态结构;(2) 揭示了CO2、CO、CH4等反应物活化及产物选择性调控的内在规律,丰富了电催化反应微观机制的科学认识;(3) 研制了具有工业级电流密度、高能量转化效率的固体氧化物电解器件、碱性膜电解器件和电堆,实现了电解过程的高效稳定运行。
王璐博士于2020年正式加入香港中文大学(深圳)理工学院,任助理教授,主要研究方向是碳基小分子催化转化。截至目前,已发表期刊论文90余篇,以第一作者/通讯作者身份发表J. Am. Chem. Soc. 3篇、Angew. Chem. Int. Ed.5篇、Joule5篇、Nat. Commun.3篇、Adv. Mater. 2篇、Energy Environ. Sci.1篇等;授权美国发明专利1项,国家发明专利1项。连续多年入选全球前2%顶尖科学家榜单和单,并于2024年入选美国化学学会 “能源与燃料新星科学家榜单”。
光热耦合催化是一种新兴催化技术,在碳捕集、利用与封存领域展现出巨大的应用潜力。其技术涵盖了光能和热能向化学能的转化,包括光催化和热催化。光催化主要由光子激发的光生载流子和表面等离激元效应产生的热电子驱动,而热催化则由声子驱动,可以促进表面吸附分子活化和转化。光热耦合催化通过优化催化剂设计,可以为构建新的能源体系提供创新途径,不仅提高了能源利用效率,也推动了环境可持续性和科技创新。王璐博士的报告将重点介绍其课题组近年来关于光热催化CO2转化和热辐射催化碳基小分子转化方面的进展。
任职伦敦大学学院(UCL)基建可持续转型教授、巴特莱特可持续建筑学院副院长,中英广东碳捕集利用与封存中心秘书长。兼任中国环境科学学会气候投融资专委会(CIFA)常委、碳市场专委会常委和碳捕集利用与封存(CCUS)专委会副主任,中国可持续发展研究会碳中和专委会副主任,科学碳目标(SBTI)金融工作组委员等职务。梁希曾任爱丁堡大学商学院能源金融副教授和商业与气候变化中心主任,埃克塞特大学地理系能源政策讲师。梁教授是生态环境部多个气候投融资项目的关键成员,包括标准制定、政策制定、气候风险管理和城市气候融资试点方案编制,并为政府、企业和金融机构提供气候投融资和碳定价有关培训。梁希博士主持多个亚行、世行项目,包括亚洲开发银行(亚行)城市气候投融资路线图项目负责人,亚行气候金融加速器及项目库负责人,亚行CCS卓越中心(广东)项目的国际负责人,亚行钢铁碳捕集与利用可行性研究项目负责人,世界银行网络碳市场(中国)项目负责人,以及英国外交和联邦事务部(FCO)多个战略计划基金项目的项目负责人。他共发表与气候投融资、区域排放核算、CCUS等相关学术论文60余篇,报告50余篇,专利5项,软著2项。
梁博士曾负责总计超过等值8000万人民币的气候变化相关研究课题,主持陕西省鼓励居民和中小企业减碳的碳普惠系统建设,以及主持宁夏、广东和陕西的CCUS规划和转型研究,并参与开发了多个CCUS项目,南宫28包括开发了已经建成的投资1亿人民币的华润电力海丰碳捕获测试平台项目,该项目是广东近海CCUS项目(GOCCUS)的第一阶段,也是亚洲首个开放式碳捕集技术测试中心。梁希从在2005开始参与到碳减排研究工作,2012年至2020年在爱丁堡大学工作,联合开发全球首个碳金融硕士课程,教授基础设施融资、气候风险管理、能源金融和气候金融专业,并带领该校的商业与气候中心。梁希持有剑桥大学商学院能源政策和气候金融博士学位,剑桥大学管理学研究硕士和华威大学过程工程硕士,帝国理工学院颁发的能源与可持续发展机械工程文凭(DIC)和华南理工大学电子信息工程专业学士学位。梁希还是一名特许金融分析师(CFA)和金融风险经理(FRM)。在广东省政府的支持下,梁希博士2013年与中国能建广东省电力设计研究院共同成立国内首家CCUS非盈利机构中英(广东)CCUS中心(注册运营单位广东南方碳捕集与封存产业中心)。
汇报将回顾净零转型的技术路径以及碳捕集利用与封存技术(CCUS)的应用,分析不同排放源的潜在CCUS减排技术路径和经济,探讨直接空气碳捕集(DAC)和生物质结合CCS(BECCS)负排放技术的应用前景。分析CCUS与碳市场、项目碳评估、碳排放绩效标准等碳减排政策关系,介绍CCUS纳入区域工业与经济发展规划的路径。通过压力测试等模型,展示CCUS在未来转型政策情景下对钢铁、电力项目的影响。