“最基本的‘碳中和’和‘綠色經濟’是提高能源效率和資源效率。”近日，中國科學院院士褚君浩在“綠色楊浦·技術賦能——綠色前沿技術發展論壇”上表示。

在推進“雙碳”目標實現、發展綠色經濟的進程中，低碳技術扮演了核心驅動的角色。

褚君浩介紹道，低碳技術主要包括減碳技術、無碳技術、去碳技術三類：減碳技術如節能減排、油氣資源的清潔開發、煤層氣的勘探與開發等，無碳技術如核能、太陽能、風能、生物質能等技術，去碳技術主要是指碳封存技術。

其中，以太陽能技術為代表的新能源技術在滿足人類能源需求的同時，也通過資源回收滿足了日益增長的資源需求。

同濟大學環境科學與工程學院教授、非洲科學院院士李風亭在接受21世紀經濟報道記者采訪時表示，新能源行業會產生大量含氟的廢水，關鍵在于產生的危廢要處置得好，要資源化。“以前是貼錢處理廢棄物，技術的進步正推動資源化。”

技術提升能源效率

提升能源效率不僅是科學問題，還是技術問題。

以光伏電池為例，褚君浩介紹道，光電轉換的過程涉及光生載流子（電子和空穴）的產生、分離、傳輸以及最終的電荷收集。但如果光伏電池材料的質量不佳，包含大量缺陷中心，會導致光生載流子在未被收集前就迅速復合消失，對電池性能產生嚴重負面影響。“既要把電池功率原理把握清楚，又要在工藝上做得非常杰出，效率就可以提得很高。”

圍繞光電轉化效率，目前光伏科學與技術正在攻堅三大方向：將目前產業化單結太陽電池24%的光電轉換效率提升到25%—30%；將目前民用化鈣鈦礦及其疊層太陽能電池27%的光電轉換效率提升到30%—35%；將目前超高效多結疊層太陽能電池34%的光電轉換效率提升到35%—40%。

對于太陽能電池發展，褚君浩認為有兩個進展值得關注：一是鈣鈦礦結構太陽能電池。硅基太陽能電池技術經過數十年的發展，轉換效率已經突破了26%的大關。但鈣鈦礦太陽能電池通過短短幾年的發展，實驗室制備的鈣鈦礦太陽能電池的轉換效率就已經逼近了26%。“當前仍存在穩定性問題，穩定性不好會衰減。”

二是高效率多結太陽能電池。褚君浩指出，這種電池含有多個PN結，一些先進的多結太陽能電池已經實現了超過35%的轉換效率。

“能源互聯網中也有很大的產業機會。”褚君浩還表示，智能化分布式能源系統的發展也有助于提高能源效率。如在《第三次工業革命》一書中，能源互聯網和信息互聯網被視為對等的兩個基礎設施，共同構成了支撐第三次工業革命的核心體系。

技術提升資源效率

2016年起，乘用車生產企業開始執行對電池、電機等核心部件提供8年或者12萬公里質保。因此在2024年，我國迎來了首批動力電池“脫保”，也面臨著越來越大的電池回收需求。

李風亭向記者表示，電池原料的生產和廢棄電池回收利用中，最核心的就是分離技術：如果分離和提純技術足夠好，很多貴金屬，例如鋰、鎳、鈷等金屬，可以接近實現100%循環利用。

據統計，加強動力電池回收，每年可滿足國內新能源汽車20%的鋰、25%的鈷、11%的鎳的資源需求，降低新能源關鍵原材料的對外依存度。

另外在生產環節，電池原料生產過程會產生大量氫氟酸和鹽酸的混合物。原本這種含低于1%氫氟酸的30%鹽酸是難以處理的廢酸，但若把氫氟酸分離出來，把氫氟酸濃度降到相應標準，就可以提純生產得到工業級鹽酸同時獲得氫氟酸（市面上售價達6000元/噸），實現兩種酸的高價值利用。

“前幾年安徽省和江蘇省都出臺了文件控制污水處理廠的氟離子，是因為新能源產業遍地開花，氫氟酸的大量利用產生了大量的含氟廢水。”李風亭指出，但氫氟酸可以和鋁和鈣離子反應形成氟化鋁和氟化鈣。目前幾乎所有企業都是把這些固體作為固廢填埋，實際上氟化鋁和氟化鈣都是寶貴的資源，氟化鈣可以循環利用，氟化鈣還可以和硫酸反應，再次形成氫氟酸。

在他看來，涉及電池材料、光伏加工和芯片清洗過程中的氟元素的產業鏈將來一定會建起來，否則新能源產業會形成大量固廢。

李風亭坦言，高新技術企業并不是沒有污染，關鍵在于產生的危廢要處置得好，要資源化——分離出有效成分后再回到源頭生產，或是生產其他產品創造更高價值。對于企業而言，廢棄物少了，也實現了清潔生產。“以前是貼錢處理廢棄物，現在是推動資源化。”