聚焦等离激元新技术应用 探寻绿色高质量发展新路径

　　北京3月2日讯 (记者苏兰)我国近期提出2030年实现“碳达峰”、2060年实现“碳中和”的目标。如何高质量实现目标成为社会各界广泛关注的焦点。日前，在北京市中关村环保科技示范园举办的“等离激元碳中和研讨会”上，专家、学者以及科创人员对等离激元推广应用等热点问题进行了前瞻和分析。

　　梁云凤：等离激元新技术将产生“一石三鸟”效应

　　中国国际经济交流中心研究员“绿色技术经济政策课题组”组长梁云凤表示，“碳达峰、碳中和不止是个过程目标，它更是一个动力机制。通过科技创新抢占先机，变不利为有利，内化成内生动力，形成巨大的碳中和产业，支撑中国经济绿色高质量发展，推动疫情后世界经济的绿色复苏。”梁云凤表示。

　　“我国二氧化碳的排放约占全球总量的30%，要想减量就需要通过科技创新和产业变革，把二氧化碳排放高的劣势和压力变成优势和动力。根据2016年4月签署的巴黎协议，2030年全球的碳排放总量要达到550亿吨，按照30%计算，我国到时候每年的碳排放就会达到165亿吨。这跟我国的富煤、缺油、少气的能源禀赋和能源结构有关，煤炭占我国一次能源消费60%左右，燃煤发电是我国碳排放最大的来源，占总量的一半左右，再加上数以千计的钢铁厂、化工厂等，总共占到80%。能源供给制约的要素多，能源生产消费对环境损害大，能源技术总体上仍相对落后。此外，我国的油气对外依存度偏高，2019年我国石油对外依存度是72%，天然气的依存度是42.1%。我国是发展中大国，人口多、底子薄，中国特色的碳中和之路应该是一石三鸟之路。”梁云凤说，“既能解决能源安全问题，也能解决环境安全问题，还能实现绿色高质量增长。”

　　 图为等离激元效应原理

　　“实现一石三鸟效应，需要大力发展碳中和产业，在破解能源环境困境的同时促进经济增长。使我国有望在这次碳中和世界产业浪潮中，成为世界绿色经济技术变革的引领者。该技术完全符合五中全会提出的科技创新要面向世界科技前沿；面向经济主战场；面向国家重大需求；面向人民生命健康的四个面向要求。它最大的特点就是变废为宝，把困扰发展的二氧化碳变成原材料，用太阳能或者废热制造出我们需要的能源，汽油、柴油、氢能等等。

　　梁云凤总结指出，等离激元碳中和技术对于我国加快构建以国内大循环为主体，国内国际双循环相互促进的新发展格局至关重要。有利于增强我国在世界上的能源话语权和环境话语权，有利于实现中华民族伟大复兴以及推动构建人类命运共同体。

　　王琮：等离激元技术得到产业界广泛认同 迭代创新无止境

　　北京光合新能科技有限公司首席科学家王琮博士从科学原理的角度将等离激元技术从概念到产业应用给予了阐述。

　　图为二氧化碳及水蒸气由热电厂输送到七台河碳吸收中试场 　

　　王琮博士介绍：“1951年David Pines和David Bohm预测提出了等离激元的概念，之后1957年，Rufus Ritchie又将等离激元的概念延伸到表面和界面上，提出了表面等离激元的存在。局部表面等离激元共振(LSPRs)，定义为“在纳米颗粒周围，由光激发的电子振荡的集合；而在纳米颗粒周围，得到的聚焦增强的光场，也是LSPRs的重要特点。得益于计算模拟技术的发展，于2000-2010年左右，等离激元的理论模拟逐渐成型，并进一步完善。其应用已在诸多领域崭露头角。2008年，华盛顿大学的Raschke教授团队发布论文，用扫描近场光学显微镜(s-SNOM),首次实际观测到了表面等离激元超高分辨率的空间分布，即纳米级的光场自聚焦增强。早在2006年，美国普渡大学投资1亿美元着手建设了面积2万平米的布雷克纳米中心，集中研发等离激元技术和相关纳米光子学。”

　　“目前我们团队率先进行了等离激元碳中和技术的工业化，在七台河市建成了中试基地，并已利用大唐电厂的废气余热开始了试运行。”王琮博士表示。

　　图为工程人员正在测试由火电厂输入的蒸汽温度　

　　谈到等离激元技术在产业转化中的难点，王琮坦诚地说，这是一个新的工业体系。在整个落地的过程中，需要很多新工艺，包括上、下游以及全产业链的整合。与此同时，等离激元技术还在不断迭代更新，我们也在不断投入研发，保证中国的技术能够领先，创新无止境。

　　熊焰：等离激元技术是从0到1突破

　　北京环境交易所首任董事长、国富资本董事长熊焰则从碳市场角度对等离激元技术应用的发展前景进行了分析。

　　“凡是能够达成二氧化碳净减少的技术都应该被重视，等离激元碳中和技术对于我国实现2060碳中和目标有着极其特殊的价值。众所周知，我国的能源禀赋是富煤、少气、贫油。如何把二氧化碳这个负担变成资源，就是重中之重，是国之大事。”熊焰认为，“光合新能科学家团队解决了从0到1的突破问题，功莫大焉。”

　　“在产业化方面，应该是我们中国的产业界该解决该回答的问题。”熊焰认为，从1到N推广应用，是大家擅长做的。推动技术进步，责无旁贷。“我对等离激元碳中和技术未来产业化持乐观态度，综合看，火电、钢铁、化工、建材等四大领域占到中国二氧化碳排放的80%左右。如果把等离激元碳中和技术与四大领域来进行对接，将改变四大工业领域碳排放的技术路径的选择。”熊焰以等离激元技术规模化推广应用为例，进一步详细解释了节能减排应以行政和经济等手段相结合的推广方式。　　

　　图为等离激元人工光合清洁燃油产物　

　　熊焰表示，一项技术是否能够被广泛的应用、被产业化，并且产生较好的经济社会效用，要从多个维度进行观察和思考。

　　首先，原理是不是具有创新性和颠覆性，等离激元今后会成为一个技术范畴，它不是一个单一技术，而是一组技术巨大的产业应用。现在我们看到的等离激元光热催化、二氧化碳制备油气等等的原理是颠覆性创新。

　　其次，技术路径是全新的。碳捕获利用与封存，是目前国际上热门的技术投资方向和研究领域。现在国际通行的多步技术是，先把二氧化碳分子键打开，再将水分子键打开，然后再链接化合，它往往是两三步工业步骤。而等离激元碳中和技术是在一个反应设备中同步完成，一个动作肯定比多个动作节省能源，节省成本，这是全新的一套化工逻辑。

　　此外，是国家经济社会发展需求。毋庸置疑，中国碳排放目标已定，等离激元技术的应用是刚需。

　　经过深入研讨，科学界、专家、学者形成共识，等离激元技术能充分提高能源效率；工业要向产业链、价值链等全产业链发展；加快促进绿色金融发展。要综合运用市场和政策手段，一方面加快碳排放交易市场的建设，为碳排放合理定价。另一方面通过政策调整能源结构、产业结构和能源效率，安排财政资金支持绿色发展相关项目。

　　我国碳排放目标已定，创新型的碳中和技术的广泛应用已经引起社会重视。记者了解到，目前，等离激元碳中和技术已吸引了中石化、国能投等各界高度关注。