第一章创新驱动绿色低碳转型
第一节创新驱动绿色低碳转型已经成为
高质量发展的必然选择
习近平总书记在党的第二十次全国代表大会上强调要进一步推动绿色发展，促进人与自然和谐共生，加快经济社会发展全面绿色低碳转型。绿色低碳转型是一场经济社会的系统性变革，不仅需要社会经济制度改革推动，更依赖于科学技术创新驱动。随着全球气候问题日益凸显，特别是在“碳中和”这一新的经济社会发展目标驱使下，世界各国关于创新驱动绿色低碳发展的共识不断加强，全球对于创新驱动绿色低碳转型的需求越来越迫切。然而，创新驱动绿色低碳转型是一项复杂的系统性工程，不仅要求在科技层面加强绿色低碳技术创新，还需要不断推动传统科学技术的绿色低碳化发展，同时在产业、社会和环境等多方面进行技术经济范式的绿色低碳变革，*终实现高质量发展（图1-1）。为应对创新驱动绿色低碳转型面临的复杂性、系统性难题，新时期迫切需要深入思考重塑国家创新体系治理，加强创新引领，加快绿色低碳转型发展进程。
一、实现绿色低碳转型必须推进科学技术的绿色低碳化发展
（一）科学技术的绿色低碳化发展是实现绿色低碳转型的基础
经济社会的可持续发展需要破解资源依赖困境、提高资源利用效率、减少污染物排放，要求技术体系的系统性变革，从根本上需要通过科技创新实现。科学技术的绿色低碳化发展包括绿色低碳科学技术的创新和传统科技的绿色低碳化转型，是推动实现经济社会绿色低碳转型的关键基础。
一方面，通过强化绿色低碳技术创新，如开展绿色科技创新专项行动，围绕新能源利用，智慧能源互联网，新能源汽车，智慧交通系统，储能，新型建筑材料，碳捕集、利用与封存（CCUS），森林增汇等重点领域开展技术研发攻关，能够不断扩大清洁能源供给，减少废弃物排放，从源头上实现绿色低碳转型。例如，国际能源署（IEA）发布的《能源技术展望2020》（Energy Technology Perspectives 2020）报告指出，清洁能源技术创新在实现快速减少温室气体排放、推动促进联合国与能源有关的可持续发展目标（SDGs）方面发挥着至关重要的作用。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的《IPCC全球升温1.5℃特别报告》［The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Special Report on Global Warming of 1.5℃］也强调应对全球变暖需要采用一系列新的、变革性的绿色低碳技术。
另一方面，通过持续推进传统科学技术的绿色低碳化发展，如强化传统材料的高耐久度、高性能化与低能耗制备，加强传统高耗能技术的节能提效综合技术研发等，能够大幅度降低能源消耗，在不影响当前社会需求的基础上，加速推动实现“双碳”目标。例如，在传统材料技术低碳化方面，以传统钢筋混凝土材料为例，据刘加平测算，若将混凝土服役寿命延长一倍，所导致的碳排放占全国的比重将降低15.9%；若解决混凝土的组分分散问题，使其能在降低水泥用量的条件下维持强度和流动性，则CO2直接排放可降低34%以上；若采用超早强技术可实现管桩泵送免压蒸生产，则可降低生产能耗约70%，直接减少单位产品碳排放86千克/米3。在高耗能技术的绿色低碳化方面，以石油化工技术为例，据张锁江等测算，若大力发展原油催化裂解化学品生产技术，可将化学品收率由传统炼油的15%～20%提高至70%～80%，同时可与绿电/绿氢等可再生能源技术相集成，大幅减少碳排放。
（二）世界主要国家的政策布局以及战略研究
世界主要国家积极推动科学技术绿色低碳化发展。美国2021年发布《美国长期战略：2050年实现净零温室气体排放的路径》，规划了美国在2050年前实现净零排放终极目标的长期规划和技术路线，重点推动太阳能、氢能、CCUS等绿色低碳技术研发，同时推进燃煤、化工等相关技术的绿色低碳化改进。欧盟于2020年出台《欧洲气候法》，以立法的方式为绿色转型指明了技术发展方向，强调要优化清洁能源技术部署，以新型复合材料取代能源密集型材料，发展钢铁、化工节能降耗新技术等。英国2020年宣布开启“绿色工业革命”十点计划，力图将英国打造成绿色低碳技术的全球领导者，并提出包括海上风能、低碳氢能、核能、零排放汽车、绿色公共交通、零排放飞机和绿色航运、绿色建筑、CCUS、自然环境保护、绿色金融和创新在内的需要重点关注的10个领域。同时，作为“绿色工业革命”的一部分，英国政府2021年宣布增加投入推动碳捕获、温室气体去除和氢能等关键绿色低碳技术发展，并强化高耗能技术的节能降耗转型。日本2020年发布的《2050年碳中和绿色成长战略》明确对海上风电、氨燃料、氢能、核能、汽车和蓄电池、半导体和通信、船舶等14个产业提出了具体的绿色行动路线和重点技术发展任务，支撑日本2050年实现“碳中和”目标。
二、实现绿色低碳转型必须推进产业节能降碳创新发展
（一）创新驱动产业节能降碳发展是实现绿色低碳转型的核心
产业是碳排放和环境污染的主要来源，如据丁仲礼等测算，中国约70%的碳排放来自发电和工业（包括工业燃烧、工业过程和工业排废等）这两大高排放领域，因此，推动产业节能降碳发展是实现绿色低碳转型的核心。产业层面的节能降碳，要求对能源供应、利用和工业制造各方面进行全方位的技术体系变革，亟须通过科技创新推动能源供应产业和制造产业绿色低碳转型。
首先，加快新型能源技术的产业化应用，如大力推动光伏、风力、水电、地热、生物质能、海洋能和潮汐能等绿色低碳电力生产技术产业发展，改造电力供应产业体系，是从源头处实现绿色低碳转型的基础支撑。其次，绿色低碳产业是“双碳”目标下绿色发展的新动能，推动相关产业如新材料、新能源汽车、储能等战略性新兴产业发展，持续推进绿色制造体系和绿色供应链体系建设等，能够加快形成有利于减污降碳的产业结构、生产体系和消费模式，是实现绿色低碳转型的关键环节。*后，创新驱动传统能源密集型产业转型，持续提升能源利用效率，是加速实现绿色低碳转型的重要途径。加快钢铁、有色金属、建材、石化化工等传统高耗能产业的绿色低碳化创新，提高产业电气化水平，能够大幅降低能耗水平和对环境的污染。同时，通过强化数字技术与产业绿色低碳化发展融合，也能够以新一代信息技术赋能产业绿色低碳转型，推动降本节能。例如，国际能源署《数字化与能源》报告预测，到2040年，数字技术的大规模应用将使油气生产成本减少10%～20%，并协助将太阳能光伏发电和风力发电的弃电率从7%降至1.6%，从而减少约3000万吨CO2排放。
（二）世界主要国家的政策布局以及战略研究
欧美主要经济体出台了一系列政策以支撑创新驱动绿色低碳技术相关产业发展和高耗能产业节能减排创新突破，推动产业绿色低碳转型。欧盟不断加大绿色低碳创新资金资助力度。欧洲碳排放交易体系（EU-ETS）资助的创新基金在2020～2030年将提供约250亿欧元用于支持绿色低碳技术创新的商业示范，加快绿色低碳技术产业化进程。美国2021年提出《建设现代化的、可持续的基础设施与公平清洁能源未来计划》和《关于应对国内外气候危机的行政命令》等规划，拟投入2万亿美元加大对新型材料技术和清洁能源技术等多个领域的研发投入，并通过灵活的财政税收制度刺激企业对重点技术的研发和使用，支持新能源、新材料、新型基础设施建设等产业发展。同时出台《2021财年综合拨款法》将陆上风电生产、燃料电池汽车、生物燃料和替代燃料基础设施等多类别产业的税收抵免延长，以拓展和加大绿色低碳技术创新在相关产业的应用场景和使用力度，推动产业绿色低碳转型。
三、实现绿色低碳转型必须推进社会绿色低碳创新发展
（一）创新驱动社会绿色低碳发展是实现绿色低碳转型的保障
社会活动（包括交通运输、建筑等）是社会层面碳排放和环境污染的重要来源，例如，交通领域是我国第三大碳排放源，占全国碳排放总量的10%左右，且汽车尾气是导致大气污染的主要原因之一。我国亟须对交通运输和建筑等领域进行系统性技术变革，降低交通和建筑能耗与污染物排放，以创新驱动社会节约低碳发展，为全面实现绿色低碳转型提供保障。
一方面，在交通运输领域，迫切需要通过科技创新突破交通运输绿色低碳化关键技术，扩大电力、氢能、天然气、先进生物液体燃料等新能源技术在交通运输领域的应用，进一步完善绿色交通基础设施建设技术体系，提升交通运输数字化、智能化发展水平，以提高交通出行方面的能源利用效率，降低对环境的影响。另一方面，建筑领域的碳排放量约占全国总量的5%，且建筑材料的制备过程也会产生大量污染，亟须加强适用于不同气候区、不同建筑类型的节能低碳建筑技术研发，突破节能环保新型材料关键技术，研发新型水泥原料和低碳锻造技术，推广太阳能光伏、光热和热泵技术与建筑技术融合，进行建筑供热系统低碳改造，以支撑社会建筑节能低碳转型。以水泥技术为例，2020年建材行业中水泥碳排放量约12.3亿吨，占我国建材行业总碳排放的83%，若改善原料成分发展低碳水泥技术，碳排放将普遍降低20%～30%。同时，持续推动数字化技术赋能建筑行业发展，能够进一步降低能源消耗水平。
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