Forskere i Kina kæmper for at støtte regeringens plan om at nå "netto nul" kulstofemissioner inden 2060, som Ling Xin opdager
Da COVID-19-pandemien hærgede over hele verden i 2020, hvilket resulterede i lockdowns og et modigt kapløb om at skabe den første vaccine, var den kinesiske præsident Xi Jinping ivrig efter at tackle et andet stort videnskabeligt problem: klimaet. I en overraskende meddelelse til FN's generalforsamling i september 2020 annoncerede han en dristig plan om at omstille landet fra en af verdens største udledere af drivhusgasser til et "netto nul" kulstofsamfund i 2060.
Det ambitiøse mål kom som et chok for mange i landet, herunder regionale embedsmænd, som stadig behandler, hvad målet betyder, og hvilke politikker de skal vedtage for at nå det. Siden Xis tale er snesevis af CO2020-neutralitetsinstitutter imidlertid allerede dukket op i hele landet. I december XNUMX afslørede Institute of Atmospheric Physics i Beijing sit forskningscenter for COXNUMX-neutralitet – det første af sin slags i Kina – der har til formål at styrke overvågningsteknologier for kulstofemissioner. Fremtrædende universiteter, herunder Tsinghua, Fudan og Shanghai Jiao Tong, fulgte trop og skabte deres egne institutter, der har til formål at fremme COXNUMX-neutralitetspolitikker.
I marts foreslog det kinesiske videnskabsakademi (CAS) i mellemtiden en handlingsplan for at sætte Kina i spidsen for klimaforandringer. Dette ville blive opnået, bemærkede CAS, ved at udvikle teknologier til at øge den renere brug af fossile brændstoffer og sikrere atomenergi samt integrationen af vedvarende energi i eksisterende elnet. Men at implementere sådanne initiativer er en hård udfordring. "Opfyldelse af Kinas kulstofmål kræver en dybtgående, systematisk socioøkonomisk revolution, hvor [videnskabsmænd] har en stor rolle at spille ved at slå sig sammen på tværs af discipliner og lave teknologiske gennembrud," sagde CAS vicepræsident Tao Zhang, da han annoncerede planen.
En del af den net-nul-kamp er Kinas nuværende afhængighed af kul. Det udgør omkring 60 % af landets elproduktion, og at skære ned på denne stærkt forurenende form for elproduktion vil være nøglen til et netto-nul-kulstofsamfund. Det kan meget vel kræve en hurtig implementering af COXNUMX-opsamling, -brug og -lagring (CCUS). Dette indebærer installation af dekarboniseringsanlæg i skorstene på kulkraftværker, hvor kulstof opsamles og omdannes, før det begraves under jorden eller til søs.
Forskere i Kina har studeret CCUS-teknologier siden 2004 og har indtil videre bygget 35 demonstrationsprojekter, der har en samlet gennemsnitlig injektionskapacitet på 1.7 millioner tons kulstof om året. I 2060 forventes denne injektionskapacitet at være omkring 1-3 milliarder tons. Alligevel har CCUS-teknologier potentielle risici, herunder under opbevaring og transport. Ning Wei fra CAS Institute of Rock and Soil Mechanics i Wuhan, som har arbejdet inden for dette felt i omkring to årtier, siger, at Kina halter bagud i nogle vigtige CCUS-teknologier, såsom overvågning og risikovurdering af lækager for at forhindre udstrømning af kuldioxid, som hans team nu arbejder på at løse.
Den brede implementering af sådan teknologi vil sandsynligvis gøre energi dyrere - i hvert fald på kort sigt. Wei siger, at omkostningerne til kulfyret elproduktion forventes at stige med 20-30 cents per kilowatt-time, hvis CCUS implementeres bredt. Men når først disse teknologier er modne, er det håbet, at sådanne omkostninger vil falde med 50 %.
Vedvarende base
Det kan komme som en overraskelse for nogle, at Kina er verdens førende producent af vedvarende energi, hvor omkring en fjerdedel af efterspørgslen dækkes af vand-, vind- og solenergi. Alligevel hviler Kina ikke på laurbærrene med planer om at udvide sin vedvarende energisektor ved at bygge såkaldte "grønne energibaser" i dets nordvestlige ørkenregioner. Landet sigter mod at have en tredjedel af sin elektricitet fra vedvarende energi i 2025 med en kombineret vind- og solkapacitet på 1200 GW ved udgangen af årtiet. "Udsigten fra vest er en forbløffelse - og en vis misundelse," siger teknologipolitisk ekspert David Elliott fra Open University i Storbritannien.
Da vedvarende energi kan være intermitterende og ustabil, er en stor udfordring at integrere den i elnettet. Dette har fået forskere til at undersøge forskellige energilagringsteknikker. "Energilagring er nøglen til den brede anvendelse af vedvarende energi, fordi det giver en vis grad af fleksibilitet til elsystemet, der kræver en stiv balance i realtid," bemærker Xianfeng Li fra CAS Institute of Chemical Physics i Dalian. Li har studeret "flow-batterier", en af de mest lovende løsninger til stationær energilagring takket være dens høje energitæthed og lave omkostninger. Hans team søger at bruge avancerede materialer og design til at forbedre deres effektivitet og pålidelighed og samtidig sænke omkostningerne ved kommercialisering og industrialisering. "Vi vil gerne se stærkere finansiering til udvikling af energilagringsteknologier, en bedre defineret markedsmekanisme for sådanne teknologier og produkter og et innovationscenter på topniveau til at lede landets indsats inden for energilagringsforskning," tilføjer Li.
Nogle forskere mener, at atomkraft kunne være en kulstoffattig mulighed for at udfylde det intermitterende hul. Kina producerer i øjeblikket 55 GW atomkraft på tværs af 53 atomkraftværker – omkring 5 % af landets elproduktion – men at hjælpe med at opnå netto nul kunne kræve installation af 560 GW atomkraft inden 2050. Det ville dog være en kæmpe udfordring, med embedsmænd opfordrer regeringen til at godkende mindst seks projekter om året for at bringe den samlede kapacitet op på 180 GW inden 2035.
For at gøre det skubber Kina videre med fjerde generation af atomreaktorer. I september 2021 åbnede en eksperimentel reaktor i udkanten af Gobi-ørkenen. Den bruger thorium som brændstof og smeltede salte som det primære kølemiddel for at opnå en relativt sikker og billig energiproduktion. To måneder senere blev en demonstrativ højtemperatur gaskølet atomreaktor tilsluttet elnettet i Shidao Bay, i den østlige kystprovins i Shandong, hvilket markerede verdens første brug af stenbundsreaktorteknologi i atomreaktorer. Ikke alle mener dog, at atomkraft er svaret på netto nul. "Jeg føler, det er en dyr, farlig afledning," bemærker Elliott.
Kinas energiplaner
Mens Kinas emissionsreduktion har en tendens til at fokusere på energiforsyningssiden, fortjener efterspørgselssiden lige så stor opmærksomhed. Dette inkluderer, hvordan man kan overtale flere mennesker til at bruge elektriske køretøjer, og hvordan man integrerer solpaneler i boligbygninger. Frem for alt, for et land, der udleder flere drivhusgasser end nogen anden nation, kræver begrænsning af emissioner et paradigmeskift, ikke kun i regeringen, industrien og den akademiske verden, men også fra alle borgere.
Kina har allerede gjort kulstofreduktion til et kvantitativt mål for national udvikling – et skridt, der vil kræve, at landet vender ryggen til fossile brændstoffer og fokuserer på vedvarende energi og muligvis nuklear – og i de kommende årtier vil kulstofneutralitet blive en national strategi. Og mens videnskabsmænd søger at udvikle bedre teknologier for at nå dette mål, mener Daizong Liu fra World Resources Institutes Beijing-kontor, at Kina kunne klare det uden at skulle gøre det. "Ifølge vores beregning vil Kina være i stand til at reducere 89% af sine emissioner blot ved massiv anvendelse af eksisterende teknologier," tilføjer Liu. "En hel generation vil arbejde sammen for at opnå det."
