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中国碳中和框架路线图研究及启迪科技成果转化实践2020年9月22日，总书记在第75届联合国大会一般性辩论上提出：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，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。我国提出的2060年之前碳中和的目标，远超出了巴黎协定下2°C温升控制目标下全球2065-2070年左右实现碳中和的要求。这充分展现了中国应对全球气候变化的雄心和对全球人类共同事业的责任担当。2020年12月12日，总书记在气候雄心峰会发表题为继往开来，开启全球应对气候变化新征程的重要讲话，在落实巴黎协定的基础上进一步宣布2030年实现的国家自主贡献目标。在今年3月15日中央财经委员会第九次会议上，总书记指出：“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，拿出抓铁有痕的劲头，如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。”会议强调，我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。要坚定不移贯彻新发展理念，坚持系统观念，处理好发展和减排、整体和局部、短期和中长期的关系，以经济社会发展全面绿色转型为引领，以能源绿色低碳发展为关键，加快形成节约资源和保护环境的产业结构、生产方式、生活方式、空间格局，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路。会议强调，实现碳达峰、碳中和是一场硬仗，也是对我们党治国理政能力的一场大考。将碳达峰碳中和上升到“我们党治国理政能力的一场大考”，可见其战略高度。我国政府充分运用新时代中国特色社会主义思想以及人类命运共同体理念，在当前复杂的国际环境下，通过牢牢占据绿色低碳技术的制高点,打破技术封锁和贸易壁垒,实现中华民族的伟大复兴。启迪控股作为全球最大的科技服务企业，实践了一整套“立体三螺旋”的科技成果转化理论和组织体系，在应对气候变化和双碳目标方面，积极的开展了框架路线图的研究，在科技创新和成果转化方面已经有了较为完整的布局。一,什么是碳排放、碳达峰和碳中和碳排放：是人类生产经营活动过程中向外界排放温室气体（二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟碳化物和六氟化硫等）的过程。碳排放是目前被认为导致全球变暖的主要原因之一。我国碳排放中占比最大的（54%）来源于电力和供热部门在生产环节中化石燃料的燃烧。碳达峰：广义来说，碳达峰是指某一个时点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，之后逐步回落。根据世界资源研究所的介绍，碳达峰是一个过程，即碳排放首先进入平台期并可以在一定范围内波动，之后进入平稳下降阶段。据此，结合我国的承诺的时间节点：1）从现在至2030年，我国的碳排放仍将处于一个爬坡期；2）20302060年这30年间，碳排放要渡过平台期并最终完成减排任务。碳达峰是实现碳中和的前提条件，尽早地实现碳达峰可促进碳中和的早日实现。碳达峰承诺表现在约束碳排放强度上，而本质是生态环境保护问题和倒逼当前能源结构向清洁化转型的手段，事关经济高质量可持续发展。碳中和：碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，然后通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此提出碳达峰和碳中和目标。另一方面，我国油气资源相对匮乏，发展低碳经济，重塑能源体系具有重要的安全意义。碳中和不仅仅是能源的问题，它与产业链等方方面面都有关系，碳中和目标将深刻影响下一步产业链的重构、重组和新标准的形成。二、我国实现碳达峰和碳中和是高质量发展的必然选择中国作为负责任的大国，逐步走上国际舞台的中央。主动提出加强国家自主贡献以及碳中和目标，是对国际社会关注的积极回应，体现了中国负责任大国的担当。随着经济的快速发展，我国成为全球碳排放量最大的国家，年排放总量超过第二名美国达到一倍。虽说这是我国发展阶段和巨大的人口基数决定的，但是在此方面一直被美国和欧洲发达国家指责。在特朗普政府宣布退出巴黎协定之际，我们稳准狠的喊出我们的目标，让世界看到我们的决心和魄力，在与美国的博弈中占据舆论的上风。这种大国风范，获得了政治伙伴，塑造了良好的国际形象，有利于我国在当前世界局势中通过推行气候外交谋求多方合作，与世界人民共建人类命运共同体，推动全球可持续发展进程。中央提出碳达峰、碳中和这两项重要的发展目标，是在特殊条件下，必须采取一些强有力的措施,倒逼我们的发展转型。我们不能继续严重依赖化石资源发展，我国的资源禀赋也不允许这样的发展模式。清洁能源本质上是“制造”业的能源，不管是光伏还是风电等，我们都有强大的制造基础和创新能力，我国已经在这个领域占有主导地位。中央经济工作会议就碳达峰、碳中和做出了安排，要求调整产业结构、能源结构，从而推动煤炭消费早日达峰。目前，我国化石能源在消费一次能源消费中所占比例约为85%,而煤作为化石能源中的“碳排放大户”，占到了全国能源消费结构的近60%。根据能源生产和消费革命战略(20162030),到2030年和2050年,非化石能源占能源消费总量的比例分别要达到20%和50%。在数据背后，我们可以预见,中国的能源结构必将经历一次前所未有的“洗牌”，随着技术的不断提高，可再生能源将会逐渐占据原本属于油气煤的位置。我国经济的高速发展，在传统能源和传统石化层面投资巨大，但是我国石油资源匮乏，严重依赖进口。长期来看，这对于我国的能源安全和国家安全有致命影响，不利于经济长期稳定发展。通过碳中和，推动绿色低碳产业发展，有利于我国摆脱资源严重依赖进口的局面。新能源、低碳技术的发展，从本质上是技术实力的竞争和制造能力的竞争，在这方面恰恰是我们的强项。通过碳中和战略的倒逼，促使大量投资进入绿色低碳技术和产业领域。由清华大学电子系殷志强教授发明，通过启迪清洁能源子公司华业阳光产业化的太阳能光热技术，已经推动我国成为全球最大的真空管太阳能热利用产品生产国和使用国。到2020年，我国太阳能热利用保有量达到5.38亿平米，供热能力达376.5GWth,累计节约标准煤80507万吨,相当于节电22381GWh,累计减排S022603万吨、烟尘2013万吨、减排温室气体C0217.3亿吨。从全球光伏产业链视角来看，中国已经牢牢占据光伏产业链龙头地位。2019年，中国硅料、硅片、电池片、组件占全球的产量占比分别为67%、98%、83%和77%,各环节产量继续稳步提升，多晶硅实现产量34.2万吨，同比增长32.0%；硅片产量134.6GW,同比增长25.7%；电池片产量108.6GW,同比增长27.8%;组件产量98.6GW,同比增长17.0%。在海外市场需求持续旺盛的拉动下，2019年我国光伏产品出口额约207.8亿美元，同比增长29%,为2011年“双反”以来首次超过200亿美元。其中，硅片出口额为2亿美元，出口量51.8亿片（约27.3GW）,单晶硅片出口量约占70%；电池片出口额为14.7亿美元，出口量约10.4GW;组件出口额为173.1亿美元，出口量约66.6GW。硅片、电池片、组件出口量均超过2018年，创历史新高。我国风电行业2020年新增并网装机容量7167万千瓦，创下历史新高；风电发电量4665亿千瓦时，同比增长约15%,差不多相当于4个三峡电站2020年的发电量。截至2020年底，我国风电累计装机容量已达2.81亿千瓦，规模居世界首位。风电产业不仅“块头”更大，“体质”也更强。从布局结构来看，过去风电开发主要集中在风资源较好的“三北”地区，随着近几年大兆瓦机组、长叶片、超高塔筒等应用推广，平原地区、低风速地区也具备了开发条件。2020年风电新增装机中，中东部和南方地区占比约40%。再看开发成本，从多年前风力发电最便宜也要八毛钱一度，有的甚至要两元左右，到如今我国大部分地区尤其是新建风电陆上项目不再需要补贴，风资源好的一些地方，价格甚至比煤电还低，改变了以往人们对风电等新能源“昂贵、难以被市场接受”的刻板印象。可见，我国有非常扎实的“制造”清洁能源的科技和产业基础。我国2060年前碳中和愿景不仅仅是应对气候变化的一项指标，实际上关系到我国发展战略和全局。碳中和不仅仅是能源行业的事情，还需要极大地推动新一代信息技术和先进低碳技术的深度融合，特别是新材料、新能源汽车、先进轨道交通装备、非化石电力装备、电子及信息产业、生物技术等绿色制造业的快速发展。通过碳中和愿景的引领和倒逼，我国将有可能率先在发展潜力大、带动性强的数字经济、清洁能源、智慧城市等高科技、高效益和低排放领域培育出新的增长动能，并有望逐步摆脱资源依赖型的增长方式，形成若干国际先进绿色低碳制造业集群。三、要实现碳达峰和碳中和，科技创新是必由之路改革开放四十多年来，我国经济高速发展，GDP总量跃居全球第二位，但人均GDP刚突破1万美元，我国发展不平衡不充分问题仍然突出，面临着发展经济、改善民生、消除贫困等一系列艰巨任务，我国的能源需求还在不断增加，碳排放仍处于上升阶段，尚未达到峰值。从能源消费来看，我国消费总量世界第一，占比高达全球1/4左右。从能源消费结构来看，我国仍以化石能源消费为主，占比高达85%左右，能源消费目前仍有一半以上用的是煤炭，从我国发电类型来看，燃煤发电占到整个发电量62%左右。我们面临着仅用40年左右时间就要将85%化石能源系统变成净零碳排放能源系统的巨大挑战。由于发展阶段的不同，发达国家已普遍经历“碳达峰”，为达到2050年“碳中和”,更大程度上只是延续以往的减排斜率。而我国碳排放总量仍在增加，需要经历2030年前“碳达峰”，然后走向2060年前“碳中和”。从实现“碳中和”的年限来看，比发达国家时间更紧迫，碳排放下降的斜率更大。要完成这样的历史壮举，科技创新是同时实现经济社会发展和碳达峰碳中和目标的关键。现有的技术体系还不足以支持我国完成这样的宏伟目标，亟待在清洁技术上有新的突破。从2030年前碳排放达峰的最高点到2060年前碳中和的排放最低点，留给我们的时间只有30年左右。这样的转型几乎是压缩式的，按部就班地实施可能无法保障完成这样的雄心目标，这给我国的科研体系提出了挑战，原有的成果转化要“加速启迪控股作为全球最大的科技服务企业，建立了全球独一无二的最大的创新网络与基地群，在实践中总结提出了独树一帜的“立体三螺旋”的科技创新理论，并建立起组织体系，可实现科技成果的快速转化落地。其核心是坚持中国特色的创新理论与创新路径。启迪出身于清华“校企”，最早建设“清华科技园”并为清华大学建立了一整套包括创新课程、X-LAB创新实验室、校长杯创新大赛、摇篮计划、钻石计划等全链条的“垂直孵化体系”（已进入哈佛案例），为清华教师的研究成果转化与学生的创新创业提供着完备的服务。例如，启迪下属企业最早将清华大学殷志强教授的发明转化为太阳能光热技术，已经推动我国成为全球最大的真空管太阳能热利用产品生产国和使用国，牵头制定了三项国际标准，相关产品和技术也大量进入到美国、德国、瑞典等发达国家。此外，启迪清洁能源平台已有源于清华大学的涵盖零碳热力、零碳动力、零碳电力以及能源智慧大脑在内的100多项高新技术成果，包括压缩空气储能、核供热、生物柴油、氢能系统等，正分层次的快速转化落地，同时融合启迪在数字经济、人工智能、新材料等产业领域的深度发展优势以及强大的科技集成能力，将为我国实现碳中和的宏伟目标贡献力量。启迪在2020年底刚刚完成了“校企改革”任务，但是校企的基因，中国特色的“产学研一体化”发展路径不仅不能丢，还应坚持与强化。四、“立体三螺旋”驱动我国零碳科技产业发展三螺旋最早出现在上世纪50年代的生物学领域，用来描述基因、生物体和环境之间的关系。90年代中期，美国教授提出了“政府、企业、大学”创新三螺旋模型理论，用来分析知识经济时代政府、企业和大学之间的新型互动关系，这三方面在履行传统的政策协调、财富生产和知识创造的职能之外，还像三条螺旋一样，互为因果，最终孕育了以知识为基础的创新型社会。启迪控股在多年的科技服务实践中，以创新为基点，以产业为抓手，提炼出“创新主体：政府+企业+大学，创新载体：园区+实业+金融，创新本体：技术+产业+资本”三个三螺旋多重交织的立体三螺旋模型，启迪的多重立体三螺旋模型是对原来“政府+产业+大学”三螺旋的重要升级和发展，将原来一个维度的三螺旋模型上升至多个维度，构成立体三螺旋体系，这个多重立体三螺旋体系从“创新主体、创新载体、创新本体”三个层面立体互动，将成为我国科技创新和产业升级的重要驱动力量。在创新主体层面，启迪践行“政府+企业+大学”三螺旋发展模式，推动创新体制机制优化。当前，该发展模式已经由最初的地方政府、启迪控股和清华大学的合作，衍生到更加广泛的范围，启迪建立起一个国内外政府、大学互动发展的朋友圈。在创新载体层面，启迪形成了“科技园区（巢）+科技产业（凤）+科技金融（食）”三螺旋发展模式，实现了“带凤带食、筑巢引龙”,真正打造出一个有效的充满活力的创新创业生态系统。在创新本体层面，形成了“技术+产业+资本”三螺旋，把存量资本和产业通过核心技术激活，形成引领性产业集群，带动当地产业转型升级，培育新兴产业。在“多重立体三螺旋”基础上，启迪旗下的创新基地集群、科技产业集群以及汇聚的各路精英团队集群相融合，形成新的三螺旋，这就是启迪控股创造与实践的“集群式创新”发展模式。启迪的集群式创新，就是启迪所属各基地群，依托所在地的区域优势，通过资源的聚集，形成了政府、大学、研究机构、企业、投资者等共同参与的创新网络。同时又利用“互联网+”、大数据云计算等先进技术，打破地理界线，实现集群与集群之间的互动、要素与要素之间的融合，在更大范围内推动创新资源和信息共享，最终促进产业创新发展。实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，在变革的过程中，多个要素互为影响，螺旋上升的。政府、企业、大学，科技园区、科技产业、科技金融，技术、产业、资本，诸多要素在不同层面形成正向的互为促进的“螺旋”，驱动零碳科技和产业加速落地形成生产力，推动我国加快形成节约资源和保护环境的产业结构、生产方式、生活方式、空间格局。在“立体三螺旋”理论指导下，启迪控股通过多年的积累和实践，拥有了较为完备的“碳中和”产业平台和产业链，更为宝贵的是拥有了推动双碳目标实现的科技成果转化经验和模式。五、未来“碳中和”城市技术体系未来的“碳中和”城市拥有数字化智能化创新服务手段，拥有繁荣的经济，井然的社会秩序，和谐的生态，拥有安全、稳定、经济、清洁的能源供应。作为国家战略新兴产业发动机，这样的“碳中和”城市建设和运行中，启迪旗下企业可以在各个层面贡献力量。城市适宜的“碳中和”规划，碳资产管理；城市百分之百由包括太阳能、风能、生物能源和核能等在内的可再生能源供能，并且通过能源存储技术和交易机制实现优化;通过在传感器及卫星等技术支持下的人工智能、物联网技术和信息技术，实现智能化、高能效的生产生活，最大化的节约资源消耗；在智能系统管理下，城市交通畅通无阻，在快速充电站、加氢站、生物燃料加油站、生物航空燃料加注的支持下，零排放的自行车、轻轨、公交车、无人驾驶车辆以及飞机之间无缝衔接；城市外围的工业实现脱碳，通过碳捕捉、利用和封存技术（CCUS）,每年捕捉、利用和封存上百万吨二氧化碳；所有尚存的排放都通过基于自然的气候解决方案（NCS）实现碳补偿；生产生活废弃物通过重新规划用途和转化为生物燃料和生物能源，实现废弃物的闭环利用；城市服务、环卫等实现数字化无人化；从根本上采用全新的方式来使用宝贵的资源，并从“索取、使用、浪费”的途径，转变为一个资源能够重复使用、回收、重新生产为新的产品，并将其生命周期尽可能延长的途径。与此同时，城市的可持续发展得到提升，城市所在地的生物多样性进一步加强，碳补偿产品也带来潜在收入，实现了生态优先、绿色低碳的高质量发展。六、各领域实现碳中和的技术路径目前，我国已是全球温室气体排放的第一大国家。根据世界资源研究所数据，分部门而言，2017年中国发电和供热行业所产生的温室气体排放占全国总排放的41.6%,制造业和建筑业占23.2%,工业生产过程产生的温室气体排放占9.7%,此外交通运输和农业部门的碳排放占比分别是7.5%和6.1%。和全球对比，中国在建筑、交通和农业部门碳排放占比明显偏低，而工业部门占比较高。中国分领域碳排放(2017)2060“碳中和”目标的实现需要全新的低碳发展转型战略，它将倒逼中国的能源转型，使其逐步摆脱对化石燃料、燃煤电厂的依赖，达到突破能源使用现状、颠覆已有技术、打破传统工业生态，实现社会经济体系、能源体系、技术体系的巨大转变。这种颠覆性的转变必将是涵盖国民经济的方方面面，针对实现绿色低碳的不同领域，下面简要概述。(一)能源大脑实现碳中和，构建新型的分布式和集中式共存的，电力、热力等互联互通的，以清洁能源为基础的能源供应体系是必由之路。多能流管控的复杂性，就给现有的能源管理体系带来了挑战。面向零碳的未来能源系统必将是和信息技术、人工智能技术深度融合的智慧型能源系统。它由广义的物理系统，包括综合能源系统及广义的环境系统，综合信息系统，以及各种社会行为深度融合而成。其中：综合能源系统是由不同的一次能源以及大量分布式能源及能源产消者，不同的产业如电动汽车、制造业、智慧城市等连接形成了一个无法分割的整体，它们彼此之间是相互影响、相互关联、相互作用的，它们具有在物理系统层面呈现多种能流耦合、在运行调控技术上跨越多个时间尺度、在商业模式上涉及多个主体参与的主要特征。未来的能源系统将会构建绿色低碳、安全高效、开放共享的能源生态，其运行需要有一个“大脑”来指挥和调配，这个“大脑”正是“多能流能量管理系统”(IDtegratedEnergyManagementSystem,简称IEMS)oIEMS融合“云、大数据、物联网、移动、人工智能”技术，指挥和调配城市能源互联网的“源-网-荷-储”各个环节的各种资源，使复杂的“冷-热-电-气”多能流网络形成一个有机的运行整体。同时，IEMS基于能源互联网的全景信息，充分利用多能流固有的动态特性差异，合理安排各类资源的冷、热、电功率计划，为多能流系统的运行提供一套完整的智能运行管理解决方案，支持电、热、冷、气、水、工业产品、电气化交通等多种能源形式的综合能量管理与优化运行控制，实现多能转换与互补协同，提升总体效益；通过整合信息流，统领能量流，促进能源流、业务流、数据流“三流合一”，助力构建安全可靠、生态智能、节能环保的能源支撑体系，确保能源互联网多能流系统的安全、经济、低碳、高效地运行。在城市级，IEMS在实现城市能源互联的基础上实现了能源的互通，并在实现了对城市能源互联网科学化管理的基础上，提升了能源互联网多能互补运行及“源-网-荷-储”协同运行的能力，进而提高了城市能源综合使用效率及可再生能源消纳能力，并实现安全供能前提下的效益最大化；为进一步加快构建城市能源生态及城市能源发展提供技术决策支撑。IEMS可为用户（指工业企业、商业中心、公共建筑等用户）提供能源优化服务。用户自身拥有大量的分布式资源（如冷热电三联供系统、燃气锅炉、电锅炉、地源热泵、分布式光伏、电储能、储热等）及大量可控负荷，可通过提供在线能源服务或与企业已有的能源管理系统实现对接，通过提供能源监测、用能分析、能效评估、多能流运行优化、参与能源市场及交易辅助等服务，进一步提升用户终端能源利用效率，降低用户用能成本。可见，IEMS实现依赖于多种技术集成，形成“集群式创新”，这正是启迪的强项。启迪正聚集清华大学电机系、自动化系以及天津大学等院校的相关技术成果进行转化，并整合了日本富士电机等国内外相关产业技术资源，共同打造面向未来“碳中和”的，多维度的能源大脑。（2） 能源区块链区块链成为近两年热点话题，因其通过分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的集成，可有效解决传统交易模式中数据在系统内流转过程中的造假行为，从而构建可信交易环境，打造可信社会。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。实现碳中和的能源体系，分布式能源必将得到大力应用。今年六月，国家发改委下发关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知,推进屋顶分布式光伏系统的大规模应用。这些以分散的方式布置在用户附近的能源系统，相当于一个可独立输出热、电等能源的多功能小电站。开展分布式发电市场交易需要遵循信息对等、共享、透明，交易分散等基本原则。而区块链技术本身是一个特殊的数据库结构，因为具备去中心化、可以分散等特点，在分布式发电市场交易上将非常有效。在传统电力交易市场上，电力交易掌握在少数寡头手中，而事实上过去也只有少数寡头能够承担如此高昂的基础设施建设费用。然而随着光伏技术的提升，越来越多的家庭部署了家用光伏发电设备，光伏发电设备安装成本较大，但是这其中产生的多余电力却未被充分利用，无论是对于家庭还是社区都是一种隐形损失。越来越多的家庭想要将自家的余电上网出售给其他用户，清洁电力来源也希望降低价格吸引更多用户。受地域、经济等的限制，电力需求和电力供给之间的不匹配是一个长期以来存在的问题。智能电网能使得这一问题得到有效解决，而区块链技术则是搭建智能电网的最优选择。通过电网的数字化、智能化，自主运行、自我优化，电力生产与消费都将更加精准化和精细化，资源利用将更加集约、高效，决策判断将更加具有前瞻性。目前，大部分区块链能源项目都集中在P2P能源市场平台。区块链能源点对点交易是目前区块链在能源行业的主要应用场景，区块链的去中心化和分布式特点，让电力生产者、售电部门和消费者可以实现“直连”，可以大幅度降低电力的交易成本，提升交易效率。分布式能源系统，既具有了互联网的基本特征，又具有互联网经济要解决的核心问题，如能源和信息的双向流动、数据的记录和管理等。通过区块链，支付可以通过加密货币作为安全保障，而合同将只是数字。所有的交易都可能被数千人”证人”验证，如果使用公共链接，将会引入潜在的免手续费模式。每笔交易都将以防篡改的方式进行记录。由于验证交易的过程是通过大量的分布式计算系统的数据模式进行，而不是以有限的中央系统进行交易，因此在区块链上交易能源将允许交易的“即时”批准。在消费者和生产者之间直接进行交易是存在免费可能性的。目前传统的交易模式是，交易人员执行交易，银行确认账户是否有足够的款项可供支付，中央权力系统监管监视记录交易发生。而区块链技术的优势在于交易可以直接进行,不需要中央权利机构进行监督也不需要银行机构的进入，这样的结果大大的降低了中间手续费的产生。另外，区块链技术的引入，可以极大的方便了碳资产的管理和交易。在中国CCER碳资产，从发起到上市，交易和流通至少需要十个月，复杂而又耗时长会给减排企业和控排企业带来不小的经济成本，对于整个未来能源的清洁化、分布化、金融化会带来巨大的挑战。启迪控股旗下启迪清洁能源正开展工作,通过区块链技术与碳市场应用场景的深度融合，打造低成本、高可靠的碳资产开发和管理的区块链平台，通过发行以核证减排量(CCER)为基础资产的“碳币将碳资产开发各环节的参与方纳入基于区块链的共享协作分布式可信账本，实现基于区块链的文件和数据传递、以及评审和开发过程中的参与方互动，通过过程重塑，打造碳资产开发高效协作网络。(三)零碳电力网电气化是碳中和的核心，而电力的绿色转型是实现碳中和的基础。由于其“标准化”和“可控化”，极高的能源利用效率和节能、清洁的用能方式，电力是工业化进程的“助推器”。电气化也是目前实现碳中和成本最低、最为成熟的技术径，通过交通、工业和建筑等终端能源使用部门电气化水平的提升，将替代煤炭、石油等化石能源的消耗。电气化将推动全球电力消费的快速增长。随着电力在能源消费中地位愈发重要，电力供应结构的低碳化转型是实现碳中和的必备条件。根据世界能源署（IEA）测算，到2050年，全球电力消费量将是目前的2.5倍。碳中和条件下，若满足未来新增的电力需求，未来30年全球可再生能源平均年度新增装机规模需达到700GW,是2019年新增装机容量的4倍。国际可再生能源署（IRENA）预计2050年全球电力消费中约有86%的电力来自非化石能源，即零碳电力将相比2019年增长7倍。在可再生能源发电中，光伏和风电将占据重要位置。根据IEA预测，全球光伏和风能在总发电量中的占比将从目前的7%提升至2040年的24%。其中，太阳能光伏发电增长迅速，将在可再生能源发电中占据主导地位。随着转换效率提升和制造业规模效益，已经推动风光发电成本实现了大幅下降。但是，只有更大规模的低成本的可再生能源发电供给，整个社会的电气化进程才能得以实现。由于有了足够便宜的成本，可再生能源电力制氢（“绿氢”）才能变得更加经济可行，才能使很多很难电气化的工业领域实现碳中和成为可能。针对光伏发电和风力发电，启迪控股在科技赋能方面开展了很多卓有成效的工作。1、智能光伏系统控制(SoIaruIe)启迪控股支持清华大学自动化系八位博士创业，成立了启迪清云公司，核心技术清芸日衡智能光伏系统解决方案(SoIaruIe),为光伏电站系统提供状态监控、数据分析、诊断定位、老化评估等服务，为电站的稳定高效安全运行提供了保障。在原有传统发电系统的基础上,研发并运行智能监控平台，监控电池库列、直流汇流箱、光伏逆变器、交流汇流箱以及变压器等组件。根据智能监控平台抓取的数据进行发电系统的运营维护以及故障诊断，并且将所有数据上传至云端一体化知识库。通过云端的计算与统计对发电系统进行电站的整体评估，通过实时传输系统反馈给整个智能电网，达到对发电系统的实时监控、诊断、运维、评估的目的。通过自适应人工智能算法，分析用户电力运行数据、负荷曲线、电能报表，合理规划储能系统充放电规则，从而满足需求侧电力负荷响应。2、风电叶片优化启迪控股在全球布局了广阔的创新孵化合作网络，和英国国家海洋风电研究院全面合作自三年前启动以来，一刻没有停,已先后向国内引进英国先进技术近10项。比如启迪与英国ANAKATA共同成立启迪安纳卡塔公司，引入了先进空气动力学技术，提升我国风电的气动性能。目前公司通过在叶尖增加小翼等，改变叶尖外形，进而减少叶尖涡流造成的气动损失。通过中核甘肃的1.5MW-82的风机叶片安装叶尖小翼、涡流发生器、襟翼等增功附件进行示范测试，发电量增幅6.6%,实现了风机增加极小成本情况下，大大增加了发电量，降低了发电成本。3、燃气轮机系统优化及氢能燃烧大量可再生能源并入电网后，由于其自有的一些不稳定、不可靠的特性，需要有可靠的、稳定的技术帮助电网调峰，所以这给燃气轮机天然气发电创造了一个机遇。另外，燃气轮机还可以烧氢，并通过技术改造实现高比例掺氢燃烧或100%燃氢,最终实现零碳排放。但是，燃气轮机作为“现代工业皇冠上的明珠“，我国在装备制造技术能力上还有很大欠缺。启迪控股支持毕业于清华大学航天航空学院的博士团队成果转化，成立启迪氢燃公司，核心技术是通过优化燃气轮机系统，降低碳排放。另外，通过在燃气轮机联合循环发电系统中，引入天然气掺50%的氢气燃烧，可以把碳排放降低69%。终极目标则是燃气轮机燃烧百分之百的氢气，实现零碳。4、非补燃零碳压缩空气储能电力是需要维持瞬时平衡的复杂系统，需要源网荷储之间相互配合，共同助力维持电网的稳定性。随着波动性很强的风光发电比例越来越大，作为“蓄水池”的储能系统的越来越重要，协助电力系统进行电量与电力的实时平衡。电力系统的大型储能系统有很多不同的技术路线。其中，启迪控股支持清华大学电机系卢强院士科技成果转化成立了启迪华腾公司，核心技术是基于压缩热回馈的非补燃压缩空气储能技术。由于其是物理储能，有着卓越的零碳环保性和安全性，越来越受到重视。压缩空气储能通过电动机带动压缩机将空气压缩并储存，只需要一个较大的气体储存空间（废弃矿井巷道、盐穴、密闭容器等）储气，就可以建设安全环保的储能电站。压缩空气储能有很多优点：1）储能密度大，体积为1立方米、温度为300K（约27）、压力为40MPa的压缩空气，可存储能量154.9兆焦，相当于43.02度电能；2）储能效率高，根据系统容量及配置方式的不同，储能效率可达到40%-70%,与抽水蓄能几乎相当；3）成本低，利用弃电和谷电压缩空气实现大规模储能，度电的生产成本可低于火电，降至0.2元以下；4）关键设备诸如空气压缩机、高压储气罐、空气透平等，均有成熟的制造工艺，设备国产化率可达100%;5）系统关键设备寿命长达40年，为蓄电池寿命的13倍，报废后可全部回收利用，可实现全生命流程的零碳排放。（四）零碳热力网热力是工业部门重要的生产资源，也是我国广大地区冬季采暖的基本民生需求。相关数据显示，2020年，我国建筑运行阶段二氧化碳排放量为21.7亿吨，其中，化石燃料燃烧排放6.9亿吨，而供热领域化石燃料排放占到总化石燃料燃烧排放的76%。伴随南方地区供暖需求的爆发式增长，我国供热行业的碳排放潜力将进一步增加。预计到2030年，我国南方地区分户、区域供暖用户数量共计将达到9700万户左右，届时碳排放潜力将超过7000万吨。实现碳中和，热力领域亟需技术突破。在此领域，启迪控股开展了多方面的工作。1、余热利用工业余热供暖利用的是工厂生产过程“尾部”排放的废热，对工业产品生产没有任何影响，因此有余热供暖和没有余热供暖时，工业生产本身的能耗不变，余热供暖并不增加工业生产能耗。我国北方低品位工业余热资源十分丰富，高耗能工业部门更多分布在北方集中供暖地区，这对利用高耗能工业部门的低品位工业余热进行集中供暖有利。基于此，启迪控股支持清华大学建筑学院多位院士教授科技成果转化成立了清建能源研究院、启迪天工公司等，积极落地转化城市集中供热零碳化技术。由国家电投山东核电与清华大学、启迪控股旗下清建能源联合建设的世界首创“水热同产同送”科技示范工程在山东海阳核电站投运。其通过对核能进行先发电、后制水、再供暖的三级高效利用，为世界“零碳”供热+“零能耗”制水提供了中国方案。2、生物质综合利用生物质应用也是重要的清洁热力手段，同时，生物质也是重要的生产材料和固碳手段。启迪雷浩公司开展了生物质的综合利用的研究和推广。该技术可以实现生物质能到热能转换的同时，延伸出生物质炭、活性炭、木醋液、木焦油、生物质天然气、炭基肥、氢燃料电池、以及余热利用等技术和产品，可完善生物质产业链条，增加加工企业效益和竞争力，打造绿色循环经济产业链，增加当地农民就业机会,提高农民收入。“气”、“炭”、“液”都是市场紧缺的资源、能源类产品，具有良好的经济效益。生物质资源化利用加二氧化碳捕集、利用和封存(CCUS)技术，可实现负碳排放，助力实现“碳达峰、碳中和”目标。3、低温核供热另外，未来以低温供热堆承担城市基本热负荷，是解决清洁供热问题的有效路径之一。不同于核电站，池式低温供暖堆甚至可以灵活的布置在低温严寒内陆偏远地区，解决城市供热的燃煤替代问题。池式低温供暖堆，属于轻水堆技术路线，其特征是开口常压；反应堆堆芯放置在一个圆柱形不锈钢衬里钢筋的混凝土水池的底部，充分利用水产生的静压力，将反应堆堆芯处的水的沸点提高到130°C左右。经过一、二、三回路的热交换，核能供暖可满足热力管网集中供暖基本热负荷的需要。池式低温供暖堆采用成熟的技术和设备，可实现全部国产化；建造周期短，一般在18至24个月内完成建设和调试，其设计寿命为60年。池式低温供暖堆的突出优势是：1）固有安全，核燃料元件在低温下运行，无超压、无失压、无弹棒事故、无安全阀失效等，可依靠物理规律有效地控制反应性的变化，可依靠自然循环有效地导出余热；2）具有核技术多种应用的前景，如利用中子生产多种同位素等；3）污染物零排放；4）选址灵活，对地质条件无特殊要求，可贴近城市，场地小，1座400MWt池式低温供暖堆仅需200米*200米的场地；5）池式低温供暖堆给水温度90。C,毋需改造现有供热管网与大中城市现有集中供暖系统匹配度最佳；6）运行不受气候因素等的影响，无大规模运输和储存问题，大幅减少冬季燃料供应短缺问题，能源安全保障度最高。池式低温供暖堆系统简化、运维简便、技术成熟、安全可靠、环境友好,是我国北方内陆城市冬季清洁供暖的理想热源，可作为重构新清洁供暖能源结构的基石。一座400MWt池式低温供暖堆，可供暖建筑面积达2000万平米，运行一年可替换32万吨标煤或1.6亿立方天然气，减排二氧化碳52万吨。预计全国大中城市需要部署超过400座400MWt池式低温供暖堆，年减排量超过2亿吨二氧化碳。未来以池式供暖堆承担基础负荷，占设计总负荷的30%-40%,提供供暖季60%-70%的清洁供暖能量;其他清洁供暖方式承担调峰和备份的功能。4、太阳能、热泵等分布式清洁供热正是有了清华大学的科技成果转化，才有了我国太阳能热利用产业的蓬勃发展，无论是技术水平还是产业能力，都达到了国际先进水平。分布式太阳能供热、以及各种类型的热泵供热，都可以达到很好的节能减排效果。在这个领域，启迪控股旗下华业阳光已经在我国北方地区实施了很多项目，通过和清华大学、中科院等合作研发，开展技术攻关，研发的分体式双级压缩超低温空气源热泵，并成功应用在鹤岗-35°C极寒气温供热能源站项目中。另外，太阳能复合热泵产品，也在农产品干燥领域取得很好的效果。（五）零碳动力网交通行业二氧化碳排放量约占全国总碳排放量的接近10%,其中道路交通在交通全行业碳排放中的占比约80%,且仍处于快速发展阶段，以道路交通为主的交通行业绿色化转型势在必行。摒弃原有的成熟的石化能源体系，转向新能源体系，不同领域都系统性的问题需要解决。这个领域，启迪也积聚了一批先进成果，正有批次有阶段的逐步落地。1酶法生物柴油我国现有的卡车运输领域，大量使用柴油，直接电动车替代不现实。航空运输领域的航空煤油，也只有使用生物燃料来完成降碳。生物柴油是指以动植物油脂或废弃油脂与醇（甲醇或乙醇）进行反应生产的可再生液体燃料，主要成分是脂肪酸甲酯，具有十六烷值高、低硫、无芳烧、可降解等特点，可与石化柴油混配使用或直接替代，是典型的绿色环保可再生能源。发展生物柴油，可助力交通领域的碳减排。一吨生物柴油可减排2.5-3吨二氧化碳，一个5万吨级的生物柴油工厂每年带来的碳减排量相当于建设一座150MW太阳能电站或IOOMW风电站，已被发达国家作为主流减排手段。生物柴油用作汽车燃料还可降低尾气中硫氧化物排放100%、未燃烧的燃90%、芳煌75-90%以及致癌物达90%。2020年，全球生物柴油生产总量约4500万吨，国内产量约120万吨，仅占2.5%左右，且产品80%以上出口到欧盟地区，用来满足其碳减排要求。国内每年废弃油脂总量近1000万吨,均可转化为生物柴油，变废为宝，彻底解决“地沟油”回流餐桌的问题，还可规范餐厨剩余物的资源利用方式，从源头杜绝非洲猪瘟疫情的发生。从国内产业分布来看，东部沿海地区产业集聚优势明显，中西部地区成为增长新亮点，发展空间和潜力巨大。未来通过技术和资源的整合,还可充分利用马来西亚、印尼、巴西、阿根廷等“一带一路”国家丰富的动植物油脂资源，规模化发展生物柴油，有利于减少对进口原油的依赖，保障我国的能源安全。生物柴油还具有不易挥发、无毒、可生物降解等特性，是一种环保型的溶剂助剂，在农药溶剂领域可替代石油苯类、油田助剂领域可替代石化柴油、环氧增塑剂领域可替代苯二酸酯系列，发展前景广阔。启迪德清是启迪清洁能源和清华大学教授合作成立的公司，成果转化落地实施了清华大学开发的酶法生物柴油技术。该技术采用生物制造理念，以脂肪酶为催化剂，具有以下优势：酶的使用寿命较常规酶法工艺延长了30倍以上；原料适用