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试论碳达峰与碳中和(3)

实现碳达峰、碳中和目标的路径

从人类文明形态进步的高度来认识能源革命。人类文明形态的不断进步是历史的必然,能源革命是基础和动力。化石能源的发现和利用极大地提高了劳动生产率,使人类由农耕文明进入了工业文明,这是一轮全球性的能源革命。二百多年来,工业文明在促进社会巨大进步的同时,也带来了日益严重的环境问题、气候变化问题和发展的不可持续性。现代非化石能源技术的巨大进步正在推动人类由工业文明走向生态文明,这是又一轮深刻的能源革命。“能源低碳化事关人类未来”已经成为全球共识。欧盟于2020年提出了“绿色复苏计划”,决定投入1.82万亿欧元,努力成为第一个碳中性大陆;美国新一届政府已经宣布重返《巴黎协定》;德国宣布2050年要实现温室气体净零排放。企业层面,近期国内外众多能源公司纷纷发布碳中和目标和行动方案。

树立新的能源安全观。能源安全很重要的方面是供需安全,要以“科学供给”满足“合理需求”。目前阶段,一方面要调整化石能源供给,另一方面要逐步倚重自己可以掌控的非化石能源供给。值得强调的是,可再生能源资源的利用是我国自己可以掌控的,它不依赖国际地缘政治的变幻,有利于实现能源体系的独立性和安全性。牵引可再生能源快速增长的,是经济社会可持续发展的需求,而支撑其稳定、快速增长的是其背后的自然资源和开发这些资源的技术能力的提升及成本的不断下降。能源安全除包括供需安全外,还应当包括环境安全、气候安全,能源造成的环境问题(大气、水、资源可持续等)和气候问题要解决好。

重新认识我国的能源资源禀赋。在化石能源资源“富煤、缺油、少气”的同时,丰富的非化石能源资源是我国能源资源禀赋的重要组成部分,我国应逐步建成以非化石能源为主的低碳能源体系。我国中东部的能源供给可以按“身边取和远方来”相结合、“分布式与集中式”相结合的思路发展。在西北地区建电力大基地,通过特高压西电东送(集中式、远方来)只是一种模式,而“分布式、身边取”将提高中东部能源自给比例,论证表明:这种模式的资源可供性、技术可行性和经济可行性都是成立的,不仅有助于“源网荷储一体化”的局域电网,“微网”和“虚拟电厂”的批量生长,可减缓“西电东送”和“北煤南运”的压力,而且对我国能源结构低碳化、空间格局的趋于平衡、城乡一体化的能源基础设施升级都是有利的。重新认识我国的能源资源禀赋,是正确认识我国国情的要素,对于确保国家长远的能源安全、引导能源转型具有方向性、战略性的意义。

能源转型中的化石能源。实现公平、公正的能源转型,能源安全保障与低碳转型并行不悖。据《BP世界能源统计年鉴2020》公布的数据显示,2019年我国煤炭产量超过全球总产量的47%,而煤炭消费量在全球的占比高达近52%。我国是世界最大的煤炭生产和消费国,煤炭目前仍是我国能源供应的基础性能源,应坚持清洁、高效利用,发电为主,通过技术进步,减少非发电用煤;发展清洁供暖,更大力度替代散烧煤,煤炭消耗总量在“十四五”时期尽早达峰;同时,与非化石能源协调互补,支持能源结构优化。国家统计局数据显示,2019年我国煤炭消费占能源消费总量比重为57.7%,能源结构偏煤转型有困难的一面,但也恰恰可以在低碳转型中从能效方面获益更多。技术进步加上能源结构转型,能源强度预计到2050年将会下降40%。稳油增气,要常非并重、陆海并举、加强勘探、增加储备,提高天然气消费的比例,预计2025年前后石油消费将进入平台期。

实现碳达峰、碳中和目标的九个抓手。实现碳达峰、碳中和目标,需克服诸多困难,主要是目前我国产业偏重(以重化工业为主的产业结构)、能源偏煤(以煤为主的能源结构)、效率偏低、以高耗能产业拉动GDP的传统发展方式惯性很大,对地方发展影响颇深。经过几十年的发展,现在走到了“两个一百年”奋斗目标的历史交汇点上,如果按照惯性思维,转型不力将导致技术与系统落后、低效投资等方向性风险;如果按照新发展理念,以双目标牵引,针对难点施策,实现有力度的转型,将真正走上高质量发展之路。

(1)“能源减碳”与“蓝天保卫战”协同推进。虽然温室气体排放和污染排放是两个不同的概念,但在中国以化石能源为主的能源结构下,它们基本同根、同源,走向绿色和走向低碳采取的实际行动是高度一致的。[5]随着碳达峰和进一步降碳,化石能源将逐步减量,空气质量的特征量PM2.5将逐渐下降,首先达到国家标准35ug/m3,并进一步达到全球标准15ug/m3。这个指标,美丽中国建设和生态文明建设均不可少。因此,将碳减排双目标的实现纳入大气环境监管,可收到协同之效。

(2)节能提效。节能提效是中国能源战略之首,是国家能源供需安全和环境安全的要素。效能是一个国家能源体系先进性的标志。我国节能成绩很大,但据全球碳计划(Global Carbon Project)数据显示,2019年我国单位GDP的碳排放强度是世界平均水平的1.3倍,是OECD国家的2.7倍。在当前消费水平和化石能源为主结构下,能耗降1%,就可减0.5亿吨标煤,减排1亿多吨二氧化碳。首先,最大的潜力在产业结构调整,高耗能产业占比过大,传统高耗能产业已进入总量达峰和下降期,抑制发展高耗能产业的冲动是当务之急。其次,管理和政策节能、技术进步节能、生活方式节能等潜力也不小。节能提效是降碳的首要举措,控制高碳化石能源总量是重点。现代化的美丽中国,必须是一个节能的、高能效的国家。

(3)电力行业减排。当前,我国电力行业占碳排放总量的40%左右,主要是煤电。要在推动煤电高效洁净化利用、热电联产、生物质掺烧的同时,逐步、有序减少煤电。要大力开发非化石能源电力,发展智能电网,提升配电网服务水平。可再生能源除提供电力外,还可提供“绿氢”供热(冷)。根据国家“安全前提下,积极有序发展”的要求,核电可以作出新贡献。美丽中国将拥有一个以非化石能源电力为主的新能源电力系统,这就要求电力系统在体制、机制、管理运行等方面作出一系列革命性变革。

(4)交通行业减排。预计2025年前后,石油消费总量将达到峰值区。应大力发展公共交通,切实提倡绿色出行;公路、铁路交通走电气化之路,培育电动车和氢燃料电池车,以电代油或以氢代油,实质上是以可再生零碳燃料替代石油;不易电动的航空动力,可以由生物航空燃油和合成航空燃油及氨代替石油,逐步建成脱碳的美丽中国交通能源体系。

(5)工业减排。相关数据显示,工业耗能占到全社会能耗的60%,高耗能工业占工业能耗的70%,占工业煤耗的92%。[6]实现碳减排双目标,需要工业部门尽早碳达峰和深度减排。通过产业结构调整,继续推进工业节能,抑制发展高耗能产业的冲动,同时,大幅度提高电力化的水平。在轻工业方面可以发展热泵、电加热来取代锅炉。技术进步可带来明显的减排效益,以钢铁行业为例,电炉炼铁技术的碳强度远低于高炉生产技术,长流程进步到短流程可大大降低碳排放;再进一步,氢还原炉炼铁将成为绿色炼铁的主流,这将带来行业颠覆性转型和产业重新布局。冶金可以从煤炭时代走向绿氢冶金时代。

(6)建筑(包括建造和运行)减排。电气化是关键,供暖、制冷、照明、烹饪、家用电器等均可电气化,电则主要来自可再生能源,还可利用工业余热。推行超低能耗建筑,建筑的改造(如护围)不仅可以节能,还能产能,利用BIPV(与建筑结合的光伏),电力自发自用,潜力巨大,“能源产消一体化”国内外已有成功案例。要提高灵活性电源,储电、电动车等成为一体化的新型建筑配电系统。同时数字化、智能化的应用,智能家居、智能家用电器的普及会加速建筑业的脱碳。美丽中国将拥有一大批能源“产消者”,不仅改变和优化能源结构,还将培育新的能源业态和格局。

(7)循环经济——固废资源化利用,把废弃物分类资源利用程度作为现代化的一个必备的标志。减少垃圾填埋、高比例资源化,将减少填埋垃圾产生的温室气体;能源转型产生新型固废、新冠肺炎疫情产生的新型固废,要做好循环利用;固废中再生资源(如金属)利用,可大幅降低冶金的煤炭消耗,为实现碳中和目标作贡献。

(8)发展碳汇,鼓励CCUS等碳移除和碳循环技术。目前,我国生态系统的碳汇能力大约为每年12亿吨二氧化碳,我们国家也宣布了森林蓄积量2030年将比2005年增加60亿立方米,碳汇还有增长的空间。同时,各种CCUS等碳移除和碳循环技术也将为实现碳中和目标作出贡献。

(9)将碳交易、气候投融资,能源转型基金、碳中和促进法作为引导碳减排的政策工具。

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[责任编辑:张晓]