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杜善义院士:复合材料行业的“双碳”之路


近日,我国力学与复合材料学家、中国工程院杜善义院士做客中国建材工业出版社直播间,就复合材料行业如何早日实现“双碳”进行了分享与交流。


杜院士指出,我国在2020年联合国大会上向世界宣布二氧化碳排放力争于2030年前实现“碳达峰”,于2060年前实现“碳中和”,这体现了我国推动构建人类命运共同体的责任与担当,同时也是全球绿色发展的必然要求,意义十分重大。但是,我们要认识到,很多发达国家已经进入到后工业化时代,他们当中很多提出从实现“碳达峰”到“碳中和”的时间是50~70年;而我国作为发展中国家,仍处在工业化阶段,既要建设发展,又要减少碳排放、保护环境,用40年的时间既要“碳达峰”,又要达到“碳中和”,这是一项艰巨的任务。


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中国工程院院士 杜善义


实现“双碳”战略目标是一项十分庞大的系统工程,不仅涉及新能源的开发及应用问题,也要进行工业发展的结构性改革,也与我们对“双碳”的认知程度有关。



杜院士提出可以从以下两方面着手:


第一,用科技创新解决能源问题。我国能源消耗世界第一,排放仍处于上升阶段。目前能源总消耗中,化石能源仍占主导地位,比例高达70%~80%,与发达国家有较大的差距。因此,我们要大力发展与应用绿色能源,如风能、太阳能、植物能、核能等,逐步取代传统能源。这些都离不开科技的发展与创新。


第二,进行工业发展结构性改革。从新能源角度看,国家需要进一步部署发展战略,包括使用新能源的技术化解决、规模化发展、成本控制等。



针对今后我国工业的发展方向,杜院士提出以下两点建议:


首先,要摆正观念——距离“碳达峰”虽还有10年时间,但不等于这十年就可随意排放。如果我们2030年的二氧化碳峰值过高,那么2030~2060年的“碳中和”之路将十分艰难。因此,“碳中和”之路从现在就要开始。


其次,从产业结构方面来看,有一个问题要重视,即装备结构轻量化问题。钱学森先生曾说:“航天器每一个零件减少1克重量都是贡献,协调重量是总设计师的首要任务。”过去,工程师主要从装备性能与成本考虑轻量化,而在提出“双碳”战略后的今天,减重、减少能量消耗、减少二氧化碳排放应成为装备设计与应用的重要出发点。例如,我国汽车年产量约为2200万辆,占世界汽车产量的1/3,汽车拥有量约为2.7亿辆,每辆汽车若减重100kg,则行驶30万km能减少二氧化碳排放3~5t,其减排数字是十分可观的;波音787客运飞机减重20%,能够使二氧化碳排放减少2700t/年。由此可知,装备、尤其是运动装备重量变轻是十分重要的,因为减重会使其消耗的能源减少,碳排放也自然减少。


关于如何实现装备结构轻量化,杜院士提出了三个主要方向:材料、设计和制造,而寻找并应用高强度、高性能、低密度的新型材料是最重要、最有效的方法。“双碳”战略提出后,因先进复合材料比性能高,不仅要在航空航天领域应用,还要逐步在交通、土木建筑、新能源、海洋建设等民用领域广泛应用。


最后,杜院士强调,只有实现科技创新、设计创新、结构创新,才能促进早日实现“双碳”战略。


来源:中国建材工业出版社

杜善义院士:复合材料行业的“双碳”之路


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