序言四 实现“碳中和”关键是科技创新
作者简介：陈立泉 中国工程院院士
2020年9月22日，中国向世界做出庄严承诺：中国将提高国家自主贡献力度，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”。
考虑到我国的国情，实现“碳中和”面临巨大挑战。我国的能源结构是“富煤、少气、贫油”。2021年，中国煤炭、石油消费占比达到74.7%，而天然气、水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源消费占比为25.3%。我国的能源使用有两个特点：一是严重依赖煤炭（消费占比为56%），造成污染较重；二是石油对外依存度太高，2021年我国原油进口5.13亿吨，对外依存度达到72%，石油进口量世界第一，存在很大的能源风险。
我国是世界上最大的发展中国家，还处在中高速发展阶段，工业化、城镇化仍在推进之中。在这个过程中，低碳转型并非能够轻松实现。
我们要怎么逐步完成“碳中和”任务呢？《价值共生：数字时代的碳中和》这本书对实现“碳中和”做了全面论述，指出了技术创新的重要性，特别强调了要实现电动化，这和我几年前提出的电动中国的观点完全一致。电动中国包括“三化”：交通电气化、设备智能化和能源低碳化。
交通电气化包括电动汽车、电动船舶和电动航空；设备智能化包括智慧城市、智慧乡村和智慧矿山；能源低碳化包括发展可再生能源，构建能源互联网，推动以清洁和绿色方式满足电力需求。
我国有丰富的水能、风能和太阳能等可再生能源资源，但分布不均。“胡焕庸线”（黑龙江的黑河与云南腾冲之间的连线）西北的可再生能源占比为：水电60%以上，陆地风能80%以上，太阳能70%以上，每年都有弃水、弃风和弃光现象发生，而“胡焕庸线”东南缺少约70%的电。
这就要求构建能源互联网。能源互联网有五大特征：可再生能源具有间歇性、波动性，传统的能源网必须转型；可再生能源是分散的，需要建立就地收集、存储和使用能源的网络，成为能源互联网的一个节点；需要将若干微型能源网络节点互联；能源的产生、传输、转换和使用都要智能化；是能量双向流动的能源共享网络，发电装置、储能装置和负载能够“即插即用”。这种能源互联网的关键是储能，特别是固态锂电池和钠离子电池等电化学储能。
锂离子电池是目前性能最好的电池，它彻底改变了人们的生活，奠定了无矿物燃料社会的基础。在科研人员和产业界共同努力下，我国锂离子电池市场占有率已居世界第一。在其推动下我国电动汽车的保有量也居世界首位。但是，消费者对电动汽车的续航里程和安全性还有忧虑。2015年我提出发展固态电池，争取五年内实现产业化，使中国的锂电产业实现从跟跑、并跑到领跑的转变。中国科学院物理研究所利用原位固态化技术已使固态锂电池能量密度达到400～600Wh/kg，处于国际领先水平。国内很多固态电池公司都在往产业化方向发展，已经取得了很大进步。
由于锂属于稀有金属，不具备资源优势。锂离子电池很难同时满足电动汽车和储能的需求。而钠储量很丰富，利用锂离子电池生产经验和技术，容易实现低成本生产，钠离子电池可成为下一代储能电池。十年前我们开始研究钠离子电池，2018年，首次演示了钠离子电池驱动的低速电动车；2021年建成了世界首座1MWh钠离子电池储能电站；现已成立中科海钠科技有限公司，实现了从基础研究向产业化的迈进。
正如《价值共生：数字时代的碳中和》所表明的，实现“碳中和”的关键是科技创新，需要加大对可再生能源发电、储能技术，以及与之匹配的技术的研发力度。在科技创新的支撑下，我们才能有望如期实现“碳达峰”“碳中和”目标。