碳中和背景下，能源材料具有重要应用价值

目前，全球已有140多个国家承诺到本世纪中叶实现碳中和，其中130多个国家设定于2050年实现碳中和的目标。我国在2020年9月也明确表示二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力在2060年前实现碳中和的目标。中国作为全球第二大经济体和最大的碳排放国，碳中和目标的提出将对提振应对全球气候变化的信心、实现全球温控目标产生深远影响。
 
能源消费产生的碳排放占我国二氧化碳总排放的85%以上，碳中和背景下，我国的能源相关领域将迎来一场前所未有的变革。
 
我国是全球第一的风电及光伏大国，同时也是全球多晶硅、单晶硅、电池和组件产量最高的国家；已形成全球增速最快和最大的新能源汽车市场，正在推进交通行业从燃油向电气化转型；已开始全球最大、最复杂、发展最快的新型电力系统建设，包括大规模可再生能源并网、特高压远距离输电、电网控制、车网互动等技术；已参与“一带一路”可再生能源国际合作，形成电力境外工程总包、境外建厂、境外并购、境外研发为主的可再生能源国际开发合作模式。我国这些产业的规模化战略优势，为碳中和的实现奠定了良好基础。
 
成会明院士指出，尽管成就有目共睹，但我国要实现碳达峰、碳中和的宏伟目标，依然面临巨大压力，碳中和目标的实现强烈依赖高性能能源材料及器件的发展。能源材料的基础科学研究和应用技术发展受到各国政府、学术界、工业界的高度重视，它在高性能、小型化、多功能、节能环保，甚至自驱动、柔性可穿戴等方面具有显著优势。以碳材料为例，富勒烯和石墨烯分别获得1996年诺贝尔化学奖和2010年诺贝尔物理学奖得主的肯定，发达国家对以石墨烯等为代表的新材料高度重视，均投入大量财力用于基础研究和应用开发。2019年诺贝尔化学奖授予锂离子电池研究领域的三位先驱人物，以表彰他们在该领域的突出贡献。总之，能源材料在太阳能利用、能量存储、能源转换以及二氧化碳捕获与转化等领域具有重要的应用价值。
 
我国是石墨烯、太阳能转化、储能电池研究和生产的大国，每年在相关领域发表的学术论文和申请及授权专利的数量已经居于世界前列。随着我国新能源、新材料等技术的快速展开，将有可能占领国际能源材料制备与应用技术制高点，并获得对相关市场的话语权。然而，我国在碳中和能源材料领域的研究更偏重于材料的制备与生产，处于产业链的上中游，能源材料的基础理论研究和相关器件研发尚显薄弱。因此，建立和发展碳中和能源材料与器件方向，将有利于提升我国在这一前沿领域的学术水平和国际地位，创造新的经济增长点，为产业升级、提升国家核心竞争力提供人才和技术支撑。
 
为了做好能源材料领域的研究工作，成会明在先进院牵头组建了碳中和所、首批先进储能技术研究中心和低维能源材料研究中心，并逐渐建立约10个研究中心。“实现碳中和的关键是能源结构调整，开发和利用可再生能源是实现碳中和的根本途径，而材料起到关键性的作用。在能源革命的大环境下，各国都将新材料作为发展的重要目标，积极推进能源结构转型、绿色发展，对实现系统性、变革性的能源革命具有关键性作用。我近期工作的一个重点就是全方位引进跟碳中和技术相关的人才，启动新的研究方向，包括可再生能源的产生、转化与储存，有的把可再生电能转化为氢能，有的从事新型太阳能电池技术的研发……此外，实现碳中和亟须发展低碳和减碳技术，我们也在引进低碳和零碳建筑、二氧化碳转化与利用等方面的人才。”
 

 
在深圳市科创委的支持下，碳中和所依托深圳先进院组建了“深圳市碳中和能源材料重点实验室”。这是该所成立后建设的第一个市级重点实验室，致力于太阳能转化、先进储能、燃料电池、二氧化碳高效捕获与转化四大方向的前沿材料探索和研发。通过产学研合作积极开展相关基础研究和技术创新工作，为相关行业发展培养高水平研发人才，并积极促进能源材料在碳中和技术领域的成果转化和推广，为粤港澳大湾区提供碳达峰、碳中和的技术和政策咨询。深圳市碳中和能源材料重点实验室的建立将发挥基础研究与科技创新的驱动作用，对推动深圳市在全国率先实现碳达峰、碳中和目标，建设全球碳中和标杆城市具有重要的战略意义。