生態環保科技主題周丨洪祖喜：減污降碳成“十四五”環保技術發展新契機
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洪祖喜 ｜PROFILE
上海市環境科學研究院高級工程師
上海環境保護有限公司董事長、總經理
上海市環境保護產業協會理事
上海第三方環境治理產業聯盟副理事長
長期從事排污許可與環境監理等環境管理研究工作，為上海市排污許可證制度的制定與完善、上海市環境監理制度的制定與完善做出了重要貢獻，推動了上海市排污許可制度與環境監理制度的實施。
先后發表了《受污染底泥易地處理處置技術》、《水體受污染底泥原地處理技術》等論文，參與編寫了《重大工程項目建設的環境管理》論著。
01
Q：在中國的十四五規劃中，生態環境保護已經成為了中國未來發展的重中之重，從政策的角度出發，能否談一下中國生態環境保護的現狀以及未來？
“十四五”期間，我國進入新發展階段，需要貫徹新發展理念，構建新發展格局，面臨新形勢、新挑戰，生態環境保護既面臨難得的歷史機遇，也面臨諸多挑戰。
中國生態環境保護現狀：
過去五年，生態環境保護工作取得了新的歷史性成就。“十三五”規劃綱要確定的生態環境9項約束性指標均圓滿超額完成。其中，全國地級及以上城市優良天數比率為87%(目標84.5%)；PM2.5未達標地級及以上城市平均濃度相比2015年下降28.8%(目標18%)；全國地表水優良水質斷面比例提高到83.4%(目標70%)；劣V類水體比例下降到0.6%(目標5%)；二氧化硫、氮氧化物、化學需氧量、氨氮排放量和單位GDP二氧化碳排放指標，均在2019年提前完成“十三五”目標基礎上繼續保持下降。污染防治攻堅戰階段性目標任務高質量完成。
藍天、碧水、凈土保衛戰，七大標志性戰役取得決定性成效。重污染天數明顯減少。飲用水安全得到保障，城市黑臭水體基本消除。農用地和城市建設用地土壤環境風險有效管控。生態系統質量和穩定性提升。人民群眾身邊的藍天白云、清水綠岸明顯增多，環境“顏值”普遍提升，美麗中國建設邁出堅實步伐。
同時，我們也要看到，盡管“十三五”生態環境保護工作繼續取得歷史性成就，但當前我國生態文明建設仍處于壓力疊加、負重前行的關鍵期，保護與發展長期矛盾和短期問題交織，生態環境保護結構性、根源性、趨勢性壓力總體上尚未根本緩解。最突出的是“三個沒有根本改變”，即以重化工為主的產業結構、以煤為主的能源結構和以公路貨運為主的運輸結構沒有根本改變，污染排放和生態破壞的嚴峻形勢沒有根本改變，生態環境事件多發頻發的高風險態勢沒有根本改變。進入新發展階段，深入打好污染防治攻堅戰還有很大的空間。
中國生態環境保護未來：
進入新發展階段，生態環境保護工作肩負新的歷史使命，就是到2035年基本實現美麗中國建設目標，到本世紀中葉建成美麗中國。在“十四五”時期經濟社會發展主要目標中提出“生態文明建設實現新進步”，具體包括“國土空間開發保護格局得到優化，生產生活方式綠色轉型成效顯著，能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高，主要污染物排放總量持續減少，生態環境持續改善，生態安全屏障更加牢固，城鄉人居環境明顯改善”，明確在推動綠色低碳發展中解決生態環境問題。
生態環境保護工作在新發展階段面臨的最大機遇，就是以習近平同志為核心的黨中央，把應對氣候變化工作擺在了生態文明建設更加突出重要的位置，把實現減污降碳協同效應作為深入打好污染防治攻堅戰的目標要求，作出一系列重大部署，推動減污降碳協同治理成為促進經濟社會發展全面綠色低碳轉型的重要抓手。“十四五”時期，我國生態環境保護將進入減污降碳協同治理的新階段。
02
Q：中國需要做好生態環境保護，實現十四規劃中的這些目標，例如碳達峰、碳中和等等，我們需要從那些環節入手，做好哪些工作？
2020年9月以來，習近平總書記先后在聯合國大會、氣候雄心峰會等會議上，向世界作出了“二氧化碳排放力爭在2030年前達峰、努力爭取2060年前實現碳中和”的重大宣示，并宣布了提高中國國家自主貢獻的一系列新目標新舉措。十九屆五中全會和中央經濟工作會議，進一步對碳達峰、碳中和工作作出安排部署，對實現減污降碳協同效應提出了明確要求。新的碳達峰、碳中和目標愿景的提出，為生產生活體系全面向綠色低碳轉型提供了新的契機。習近平總書記多次強調，應對氣候變化不是別人要我們做，而是我們自己要做，是我國可持續發展的內在要求。
減少碳排放，實現碳中和的對策可以分為碳替代、碳減排、碳封存、碳循環4種主要途徑。
碳替代主要包括用電替代、用熱替代和用氫替代等。用電替代是利用水電、光電、風電等“綠電”替代火電，用熱替代是指利用光熱、地熱等替代化石燃料供熱，用氫替代是指用“綠氫”替代“灰氫”。
碳減排主要包括節約能源和提高能效。在建筑行業主要以提高電器和設備能效、房屋外加太陽能光伏等為主，開發新型的水泥和鋼材等材料、減少水泥和鋼材的隱含碳排放量等；在交通行業主要以使用更高效的動力系統和更輕的材料等為主。從源頭減少“黑碳”的排放量。
碳封存是指將大型火力發電、煉鋼廠、化工廠等產生的二氧化碳收集后，運輸至合適場所，利用技術手段長時間與大氣隔離封存。地質封存是碳封存的主要形式，封存場所主要為油氣藏、地下深部咸水層和廢棄煤礦等。未來油田、氣田采完后，應用已有地面與地下設施，進行二氧化碳庫封存，可能是主要舉措。通過技術減少大氣圈中的“黑碳”數量。
碳循環包括人工碳轉化和森林碳匯。人工碳轉化是指利用化學或生物手段將二氧化碳轉化為有用的化學品或燃料，包括二氧化碳合成甲醇、二氧化碳電催化還原制備CO或輕烴產品(C1—C3)等。森林碳匯是指植物通過光合作用將大氣中的二氧化碳吸收并固定在植被與土壤中，減少大氣中二氧化碳濃度。發揮“灰碳”可再利用的作用。
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Q：目前中國生態環境保護有哪些核心科技的應用，這些應用對中國人民的生活會產生哪些深遠的影響？
我們國家高度重視生態環境保護科技創新技術支撐，在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020)》確定的大型飛機等16個國家科技重大專項中就有“水體污染控制與治理科技重大專項”，簡稱水專項。
國家重點研發計劃中也包括“大氣污染成因與控制技術研究”、“場地土壤污染成因與治理技術”等生態環境保護相關重點專項，通過持續的科技研發、成果轉化與應用示范，我們國家在工業廢水治理、流域水污染控制、水環境生態修復、大氣污染控制(如脫硫、脫硝、VOCs減排等)、土壤污染治理技術與裝備、環境監測儀器儀等方面都逐步擁有了一批核心技術、裝備、儀器、材料、藥劑等，與國外先進的環保技術也在逐步縮小差距，同時也極大促進了國內環保產業的快速發展、也培養了一大批生態環境保護人才隊伍，為打好污染防治攻堅戰，改善生態環境質量，創造天更藍、水更清、地更綠、氣更新的美好生態環境做出了突出貢獻，為最終實現美麗中國的目標打下堅實基礎。
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Q：作為行業專家，您對生態環境保護未來的哪些產業或是技術比較看好？具體的應用場景或案例是怎么樣的？
水方面：長江生態環境保護修復、流域生態環境保護與修復等，在水質進一步提升，滿足水環境功能區劃的要求的前提下，修復或恢復水體生態的技術與產業發展。
大氣方面：細顆粒物和臭氧污染協同防控技術，VOCs、氮氧化物控制等方面的技術與產業發展。
土壤與地下水修復：土壤與地下水異位、原位修復；礦山污染防治與修復；農田土壤污染防治與修復等方面的技術與產業發展；
固體廢物/危險廢物安全處置與資源化利用等方面的技術與產業發展。
環境健康：關注抗生素、微塑料等新型污染物對人體健康的影響，新型污染物的防治技術與產業發展。
碳達峰碳中和關鍵技術研究與示范：包括前面說的碳替代、碳減排、碳封存、碳循環等相關技術，同時關注減污降碳協同治理相關技術與產業發展。
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Q：中國生態環保與國外相比還是有一定差距，這些差距體現在哪里？哪些核心技術需要攻關？
當前，大力發展環保產業，治理環境污染，提高生態環境質量，已經成為歷史發展的必然。與發達國家相比，我國環境科技創新水平領跑、并跑、跟跑技術的比例分別約為10%、35%、55%，仍處于跟跑水平。
近年來，我國環保企業不斷加大人才和資金投入，成為環保產業技術創新發展的生力軍，環保產業創新能力和創新效率不斷提升，技術裝備和產品供給能力顯著增強。例如除塵、煙氣脫硫脫硝、城鎮污水處理等領域形成了世界規模最大的產業供給能力；超低排放技術、多個行業近零排放技術的成功應用，已經參與國際市場競爭。
盡管我國環境科技發展迅速，建立了較為完整的環境科技體系，為環境保護提供了有力的科技支撐，但是與國際先進水平相比，環境科技仍存在明顯差距，原創核心技術欠缺，自主創新能力不強。環境領域沒有充分吸收和采用其他相關領域最新技術成果，與材料、生物、大數據、信息技術、人工智能等學科交叉融合不夠緊密，在其他學科快速發展的同時，環境科技發展相對滯后。環保市場發育不足，企業缺乏把加強自身技術創新能力作為發展壯大的驅動力。
目前全球正逐步進入向低碳經濟轉型的階段。新能源、可再生能源、非化石能源、電動汽車、物聯網、智能電網等等都是科技突破的重要方向，涵蓋了綠色電力、綠色汽車、綠色工業、綠色建筑等新興戰略產業，這些領域的技術進步和產業化開發，將推動產業結構調整、經濟增長方式轉變，并將帶動新一輪低碳經濟的高水平發展。
世界發達國家都很重視低碳技術的研發，我國在發展低碳經濟方面已有良好開端，但在核心技術方面與發達國家有很大差距，必須急起直追。如風力發電雖然是中國發展最快的新能源行業，已擁有1.5MW以下風機的整機生產能力，但是一些核心零部件，如軸承、變流器、控制系統、齒輪箱等的生產技術難關卻遲遲未能攻克。我國太陽能光伏電池產量已位居世界第一，然而，多晶硅太陽能電池的硅材料制備技術落后，與美、日、德、意、挪威等國存在較大差距——由于落后，平均能耗為世界先進水平的1.5-2倍；薄膜太陽能電池技術也非常落后，只能采購國外設備供應商的整線設備，所謂“交鑰匙工程”，使得大部分利潤落到他人囊中，而且未來的設備升級和技術升級都將依賴國外設備廠商，處境非常不利。這些都需要進一步開展技術攻關。
總之，我們國家今后在環保新技術、新材料、環保裝備、儀器儀表等方面仍然需要不斷加強技術攻關，掌握核心技術，不斷縮小與國外發達國家之間的差距，最終實現趕超。
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