能源科技创新是应对气候变化的关键途径

　　全球气候变化是21世纪人类面临的最复杂的挑战之一。气候变化的影响是大尺度、全方位、多层次的，气候变化对自然、生态与环境，乃至人类社会的生存与发展产生重要影响，相对于发达国家，发展中国家受到的影响更大。

　　全球气候变暖除了自然因素外，更大程度上是人类活动造成的，这一观点已经得到越来越多的科学研究结果的支持。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的第三次评估报告认为，全球变暖有66%的可能是人类活动造成的，而第四次评估报告将这一可能性提高到了90%。地球表面温度与大气中二氧化碳浓度呈现显著的相关性。IPCC(2007)的统计数据表明，由于工业革命以后大量化石能源的利用，使得人类生产、生活等活动导致的温室气体排放约占全球温室气体排放总量的90%以上，其中五个主要的温室气体排放部门(能源供应业、工业、林业、农业和交通运输业)中多数是化石能源相对集中的部门。世界资源研究所(WRI)指出，二氧化碳占全部温室气体排放的77%；全部温室气体中，61.4%来自能源使用。因此，化石能源的开采与利用是温室气体的最主要来源。要应对气候变化带来的挑战，必须从能源问题入手。

　　从历史累计排放量来看，中国仅占工业革命以来全部排放量的8.2%，发达国家对温室效应负有主要责任。中国的人均碳排放量仍然低于世界平均水平，2004年，美国、俄罗斯、日本的人均碳排放分别是中国的5.34倍、2.75倍和2.56倍。中国面临着国际上越来越大的承担减排义务的压力。而中国将在未来较长一段时间内以煤为主的能源消费结构不会改变，煤炭等高排放能源将继续占据主导能源地位，这愈发需要能源科技创新来应对中国的二氧化碳减排、节能降耗问题。

　　应对气候变化是涉及社会(Society)—能源(Energy)—经济(Economy)—环境(Environment)—科技(Technology)所组成的复杂系统(简称SE3T)。科学技术与其他四个方面相互影响，在整个系统当中发挥着重要作用，是解决气候变化问题的重要因素。科技(Technology)通过提高能源利用效率，发展低排放的替代能源对能源(Energy)产生影响，同时，科技有助于维护和改善环境(Environment)、向社会(Society)提供知识储备、向经济(Economy)提供先进科技；另一方面，能源、环境与社会均对科技发展提出迫切需求。

　　应对气候变化能源科技创新的若干趋势

　　应对气候变化问题是当前的热点与前沿研究领域之一，发达国家相继投入巨额资金开展应对气候变化的科学与技术研究，占据了气候变化科技领域的领先地位。国际社会应对气候变化科技创新有以下4个趋势：

　　1. 发达国家在能源科技上的预算投入逐年递增

　　上世纪90年代中期以来，IEA国家(International Energy Agency，国际能源机构成员国家)越来越重视能源科技的投资。其政府的研发预算从1997年的91.69亿美元，上升至2007年的120.48亿美元(2007年美元不变价)。IEA国家对能源效率高度重视，提高能源效率的投资所占总投资比重从1974年的3.92%，上升到2007年的13.05%。核能在IEA国家政府总投资的比重逐步减小，从1974年的74.86%下降到2007年的37.96%。2002年以来，IEA国家在氢能和燃料电池上的投资大幅度增加，从2002年的3200万美元，迅速增长到2007年的8.47亿美元(2007年美元不变价)，6年间增加了26倍之多。重视能源效率提高，发展低排放的新能源，是IEA国家能源科技创新的一大趋势。

　　2. 二氧化碳捕集与储存技术越来越受到重视

　　二氧化碳捕集与储存技术(CCS)技术从大型稳定排放源中捕集二氧化碳，并将其封存到地层深处，以避免二氧化碳泄露到大气中去。从长期减排效果来看(到2100年)，CCS技术和节能与能效、可再生能源、非二氧化碳能源一起，将发挥重要作用。2008年G8峰会上，发达国家保证到2010年将支持投放20个大规模的CCS示范项目，同时考虑到不同国家情况的多样性，将会在2020年前开始进行CCS的推广。2007年，经济合作与发展组织(OECD)国家在CCS技术上的研发投入比2004年增长了53%。美国在2004～2007年期间对CCS的投入达2.54亿美元。美国、法国、加拿大、挪威在CCS技术方面投入大额资金，有望在未来的科技竞争中处在领先位置。

　　3. 各国纷纷出台气候变化科研计划

　　目前，有很多跨国家有影响力的国际研究合作计划。例如由国际科学理事会(ICSU)、世界气象组织(WMO)、联合国教科文组织政府间海洋委员会(IOC)联合资助的世界气候研究计划(WCRP)，中国科学家发起和运行的季风亚洲区域集成研究计划(MAIRS)等。这些项目促进了学术界对气候变化科技问题的认识，推动了气候变化领域的科技创新。

　　另外，发达国家也出台了各自的应对气候变化科技规划。

　　2002年，美国政府能源部、环保局等相关部门在“美国全球变化研究计划”和CCRI的基础上联合发起了“美国气候变化科学计划”(CCSP)以统一协调美国的全球变化科学研究行动，从而建立了以CCSP为主的美国全球变化科学研究框架。在奥巴马提出的总计1019亿美元的经济振兴法案中，对能源行业投入451亿美元，是获得资金最多的行业；美国能源部获得30亿美元的研发资金，是获得研究资金最多的政府部门。在美国的能源投入中，能源效率提高和燃料电池开发占了很大份额。

　　欧盟框架计划(Framework Program，FP)第7个研究与技术开发框架计划(2007～2013年)，总预算为50.5亿欧元。环境(包括气候变化)是FP7十大优先研究领域之一，预算为18亿欧元。2007年3月，欧盟领导人通过欧盟能源行动纲领。纲领旨在建立具有竞争力的、可持续发展的、安全的能源系统，并在2020年实现以下目标：大幅提高设备的能源效率，降低能源消费20%；提高可再生能源比例，由2007年的7%提高到20%；把生物燃料在汽油和柴油中的比例，由2007年的1%提高到10%；采取政策措施确保碳捕获与封存技术推广中的环境安全性，在新的化石燃料电厂部署CCS技术，到2015年在欧洲建设12家大型示范电厂。

　　这一系列应对气候变化的科研规划，显示了发达国家对气候变化科学研究的重视，彰显科技在气候变化领域的重要作用。

　　4. 学术界对气候变化关注度越来越高

　　学术界对气候变化领域愈来愈关注，美国、英国与德国是科研成果最丰富的国家，显示了其科技研究实力。2003～2007年，气候变化科学研究领域共发表论文15146篇；发文量表现出稳定的增长趋势，年均增速达16.72%。气候变化科学研究的特点是：以地球科学为核心，跨自然科学和社会科学的多学科协同发展。能源问题是学术界在气候变化方面的研究热点，从应对气候变化的能源科技到能源政策，都有越来越多的学者予以关注。