交通运输行业碳中和需要“三步走”

“提出‘双碳’目标后，中国从二氧化碳排放峰值到碳中和，时间短，任务重。就交通而言，碳中和的难度尤其明显。”近日，中国工程院院士、中科院生态环境研究中心研究员何鸿在首届中国碳捕集、利用和封存技术大会上透露，中国交通运输行业的碳排放约占碳排放总量的10%。“中国交通运输行业碳排放总量和比重可能继续增加，碳中和任务艰巨。”何伟说。

那么，交通行业应该采取哪些技术对策来实现碳中和呢？将如何分步实施？

短期:实现二氧化碳和污染物的协同减排。

从第一个国排放标准到第六个国排放标准，机动车污染排放控制已经走过了20多年，国六阶段污染排放已经接近“净零排放”。何红表示，现阶段对柴油机燃烧排放的氮氧化物和颗粒物的量进行了更加严格的限制，柴油机颗粒物捕集技术和选择性催化还原技术的结合实现了柴油机排放控制的关键技术和系统集成。从效果来看，新内燃机在国六标准下的氮氧化物净化效率达到99%。

“未来在即将制定的国七标准下，不仅要进一步实施碳污染的协同减排路线，还要提出二氧化碳的限值指标，污染物实现‘净零排放’。”何红介绍，这就要求发动机进一步提高燃烧效率，结合更高效的排放后处理和热管理技术，实现柴油机二氧化碳和氮氧化物的高效协调减排。

中期:开发碳中性绿色燃料合成技术。

因为柴油是化石燃料，无论前期如何减少碳污染，二氧化碳永远无法实现“净零排放”。交通运输业要实现碳中和，需要在燃料和燃烧技术上不断创新，发展碳中和绿色燃料合成技术和碳中和内燃机技术。

目前，两种碳中性燃料已经大规模应用。一个是生物柴油，一个是生物质乙醇。数据显示，2017年全球生物燃料能源970亿千瓦时，其中生物质乙醇占64%，生物柴油占29%。

“未来的发展空间一定是非粮生物质。”何鸿表示，在这方面，中国也取得了很大的进步。发酵专家、中国工程院院士岳带领团队开发了纤维素乙醇技术，建设了万吨级示范装置。“他们的技术可以让5吨秸秆生产1吨生物质乙醇。目前生物质乙醇的成本高于化石燃料，下一步继续降低成本是研究人员努力的方向。”何伟说道。

长期:探索开发“太阳能燃料”，解决未来能源问题。

“‘太阳能燃料’是解决人类未来能源和生态环境问题的理想途径。”何红说，“太阳能燃料”就是利用太阳能等可再生能源，将水和二氧化碳转化为甲醇燃料。

现在利用太阳能通过电离将水转化为氢气的技术已经非常成熟。单独的氢气不容易储存，但它可以与二氧化碳结合，制成各种化学品或燃料，如甲醇。

虽然甲醇燃烧时会排放二氧化碳，但甲醇是由氢气和捕获的二氧化碳结合产生的，其生产过程是负碳过程，所以两者刚好达到碳中和。

何红表示，目前氢燃料电池技术也在积极探索中。未来基于绿色氢和二氧化碳捕集的碳中性燃料，基于生物质转化的碳中性燃料等。都可能成为交通运输业碳中和的重要途径。

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