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丁仲禮:深入理解碳中和的基本邏輯和技術(shù)需求
至于把碳捕集后作工業(yè)化利用及封存的量有多大,這要取決于技術(shù)水平與經(jīng)濟(jì)效益,目前要對(duì)此作出估計(jì)是有難度的。但我們也可以作出這樣的假定:如果屆時(shí)實(shí)現(xiàn)碳中和有“缺口”,政府將對(duì)人為工業(yè)化固碳予以補(bǔ)貼,爭(zhēng)取每年達(dá)到3億—5億噸二氧化碳的工業(yè)化固碳與地質(zhì)封存。以中國(guó)的工業(yè)技術(shù)發(fā)展速度,這個(gè)假定還是相對(duì)“保守”的。
其他地表過程固碳是指地下水系統(tǒng)把有機(jī)碳轉(zhuǎn)化成石灰石沉淀、水土侵蝕作用把有機(jī)碳埋藏于河流—湖泊系統(tǒng)之中等地表過程,它一年能固定的碳總量目前沒有系統(tǒng)研究數(shù)據(jù),但粗略估計(jì)中位數(shù)在1億噸二氧化碳左右。
2022年4月20日,航拍安徽省蕪湖市繁昌區(qū)平鋪鎮(zhèn)境內(nèi)岱湖灘上的漁光互補(bǔ)光伏電站 中新社發(fā) 肖本祥/攝
為此,我們可以做出這樣的分析,假如我國(guó)2060年前后二氧化碳年排放量在25億噸左右,那么海洋可吸收25×23%=5.75億噸二氧化碳,陸地和近海生態(tài)系統(tǒng)固碳14億噸二氧化碳,工業(yè)化固碳和地質(zhì)封存4億噸二氧化碳左右,基本上可以做到“凈零排放”。
當(dāng)然,要從100億噸的二氧化碳排放量降到25億噸,難度亦是非常之大的,這需要我們先有一個(gè)宏觀的粗線條規(guī)劃。根據(jù)我國(guó)五年規(guī)劃的慣例,可考慮以兩個(gè)五年規(guī)劃為一個(gè)階段,分四個(gè)階段,四十年時(shí)間實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。
第一步為“控碳階段”,爭(zhēng)取到2030年把碳排放總量控制在100億噸之內(nèi),即“十四五”期間可比目前增一點(diǎn),“十五五”期間再減回來。在這第一個(gè)十年中,交通部門爭(zhēng)取大幅度增加電動(dòng)汽車和氫能運(yùn)輸占比,建筑部門的低碳化改造爭(zhēng)取完成半數(shù)左右,工業(yè)部門利用煤+氫+電取代煤炭的工藝過程大部分完成研發(fā)和示范。
這十年間電力需求的增長(zhǎng)應(yīng)盡量少用火電滿足,而應(yīng)以風(fēng)、光為主,內(nèi)陸核電完成應(yīng)用示范,制氫和用氫的體系完成示范并有所推廣。
第二步為“減碳階段”,爭(zhēng)取到2040年把二氧化碳排放總量控制在85億噸之內(nèi)。在這個(gè)階段,爭(zhēng)取基本完成交通部門和建筑部門的低碳化改造,工業(yè)部門全面推廣用煤/石油/天然氣+氫+電取代煤炭的工藝過程,并在技術(shù)成熟領(lǐng)域推廣無碳新工藝。這十年火電裝機(jī)總量爭(zhēng)取淘汰15%落后產(chǎn)能,用風(fēng)、光資源制氫和用氫的體系完備及大幅度擴(kuò)大產(chǎn)能。
第三步為“低碳階段”,爭(zhēng)取到2050年把二氧化碳排放總量控制在60億噸之內(nèi)。在此階段,建筑部門和交通部門達(dá)到近無碳化,工業(yè)部門的低碳化改造基本完成。這十年火電裝機(jī)總量再削減25%,風(fēng)、光發(fā)電及制氫作為能源主力,經(jīng)濟(jì)適用的儲(chǔ)能技術(shù)基本成熟。
據(jù)估計(jì),我國(guó)對(duì)核廢料的再生資源化利用技術(shù)在這個(gè)階段將基本成熟,核電上網(wǎng)電價(jià)將有所下降,故用核電代替火電作為“穩(wěn)定電源”的條件將基本具備。
第四步為“中和階段”,力爭(zhēng)到2060年把二氧化碳排放總量控制在25億—30億噸。在此階段,智能化、低碳化的電力供應(yīng)系統(tǒng)得以建立,火電裝機(jī)只占目前總量的30%左右,并且一部分火電用天然氣替代煤炭,火電排放二氧化碳力爭(zhēng)控制在每年10億噸,火電只作為應(yīng)急電力和一部分地區(qū)的“基礎(chǔ)負(fù)荷”,電力供應(yīng)主力為光、風(fēng)、核、水。除交通和建筑部門外,工業(yè)部門也全面實(shí)現(xiàn)低碳化。
尚有15億噸的二氧化碳排放空間主要分配給水泥生產(chǎn)、化工、某些原材料生產(chǎn)和工業(yè)過程、邊遠(yuǎn)地區(qū)的生活用能等“不得不排放”領(lǐng)域。其余5億噸二氧化碳排放空間機(jī)動(dòng)分配。
“四階段”路線圖只是一個(gè)粗略表述,由于技術(shù)的進(jìn)步具有非線性,所謂十年一時(shí)期也只是為表達(dá)方便而定。
七、碳中和對(duì)我國(guó)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇
從前面的介紹可知,實(shí)現(xiàn)碳中和,可以理解為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方式的一場(chǎng)大變革,對(duì)當(dāng)今世界的任何一個(gè)國(guó)家來說,都是一場(chǎng)巨大的挑戰(zhàn)。
對(duì)我國(guó)來說,主要的挑戰(zhàn)在以下幾個(gè)方面。一是我國(guó)的能源稟賦以煤為主。在煤、油、氣這三種化石能源中,釋放同樣的熱量,煤炭排放的二氧化碳量大大高于天然氣,也比石油高不少。我國(guó)的發(fā)電長(zhǎng)期以煤為主,這同石油、天然氣在火電中占比很高的那些歐美發(fā)達(dá)國(guó)家比,是資源性劣勢(shì)。
二是我國(guó)制造業(yè)的規(guī)模十分龐大。我們?cè)谇懊娴慕榻B中提到,我國(guó)接近70%的二氧化碳排放來自工業(yè),這個(gè)占比高出歐美發(fā)達(dá)國(guó)家很多,這同我國(guó)制造業(yè)占比高、“世界工廠”的地位有關(guān)。
三是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)還處于壓縮式快速發(fā)展階段,城鎮(zhèn)化、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、人民生活水平提升等方面的需求空間巨大。
四是我國(guó)的能源需求還在增長(zhǎng),意味著我國(guó)的二氧化碳排放無論是總量還是人均都會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。
五是我國(guó)2030年達(dá)峰后到2060年中和,其間只有30年時(shí)間,而美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)從人均碳排放量考察,在20世紀(jì)70年代就達(dá)峰了,它們從達(dá)峰到2050年中和,中間有80年的調(diào)整時(shí)間。
為了更加清晰地闡明碳中和對(duì)我國(guó)的挑戰(zhàn)性,我們下面用幾組碳排放有關(guān)的數(shù)據(jù),以國(guó)際比較的方式,來做進(jìn)一步說明。第一組數(shù)據(jù)是從1900年到2020年間,不同國(guó)家的累計(jì)二氧化碳排放量(以億噸二氧化碳為單位),美國(guó)為4047,歐盟27國(guó)為2751,中國(guó)為2307,俄羅斯為1152,日本為655,英國(guó)為618,印度為545,墨西哥為201,巴西為156。
這個(gè)累計(jì)排放量可大略表明一個(gè)國(guó)家長(zhǎng)期以來積累起來的“家底”,但這樣的統(tǒng)計(jì)沒有考慮人口基數(shù),因此我們需要第二組數(shù)據(jù),1900年到2020年間的人均累計(jì)排放,這套數(shù)據(jù)以國(guó)家為單位,把每年的全國(guó)排放除以人口,獲得逐年人均排放,再把這120年來的人均排放加和即可得出(數(shù)據(jù)以噸二氧化碳為單位),具體為:美國(guó)2025,加拿大1522,英國(guó)1209,俄羅斯848,歐盟27國(guó)713,日本575,墨西哥295,中國(guó)190,巴西107,印度58,全球人均累計(jì)為375,中國(guó)迄今為止只有全球人均的一半,不到美國(guó)的十分之一。
第三組數(shù)據(jù)是目前以國(guó)家為單位的排放量(以億噸二氧化碳為單位),具體是:中國(guó)100,美國(guó)52,歐盟27國(guó)30,印度25,俄羅斯16,日本11。如果考慮人均,那么有第四組數(shù)據(jù)(2016年到2020年人均排放,以噸二氧化碳為單位),具體是:美國(guó)15.9,加拿大15.3,俄羅斯11.4,日本9,中國(guó)7.2,歐盟27國(guó)6.6,巴西2.3,印度1.9。
從以上四組數(shù)據(jù)可知,我國(guó)最近幾十年的發(fā)展具有壓縮性特征,故目前的人均和國(guó)別排放數(shù)據(jù)比較高,這也是掌握話語權(quán)的西方媒體不斷給我國(guó)戴上“最大排放國(guó)”,甚至是“最大污染國(guó)”帽子的所謂“理由”。
但如果考察人均累計(jì)排放,我國(guó)對(duì)全球的“貢獻(xiàn)”非常小。另外,我國(guó)的人均GDP已達(dá)全球平均水平,而人均累計(jì)排放只是全球的一半,這還是在我國(guó)能源以煤炭為主、每年凈出口大量制造業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上達(dá)到的,由此說明我國(guó)絕不是如一些研究者所說的是“能源資源消耗型”經(jīng)濟(jì)體。
第五組數(shù)據(jù)很有意思,它是由國(guó)際能源署、世界銀行等建立的居民人均消費(fèi)碳排放,它考慮了國(guó)家間通過進(jìn)出口而產(chǎn)生的“碳排放轉(zhuǎn)移”。2018年到2019年間的數(shù)據(jù)如下(單位為噸二氧化碳):美國(guó)15.4,德國(guó)7.6,加拿大7.5,日本7.4,俄羅斯7.0,英國(guó)5.7,法國(guó)4.4,中國(guó)2.7,巴西1.5,印度1.1。
這組數(shù)據(jù)說明,世界上一些國(guó)家只是“生存型碳排放”,而有的國(guó)家早已進(jìn)入“奢侈型”或“浪費(fèi)型”國(guó)家行列!
前面我們談了碳中和對(duì)中國(guó)的五方面挑戰(zhàn),下面再談五點(diǎn)機(jī)遇。一是我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)在世界上已是“一騎絕塵”,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)處在國(guó)際第一方陣,核電技術(shù)也跨入世界先進(jìn)行列,建水電站的水平更是無出其右者。
二是我國(guó)西部有大量的風(fēng)、光資源,尤其是西部的荒漠、戈壁地區(qū),是建設(shè)光伏電站的理想場(chǎng)所,光伏電站建設(shè)還可帶來生態(tài)效益;東部我們有大面積平緩的大陸架,可以為海上風(fēng)電建設(shè)提供大量場(chǎng)所。
三是我國(guó)的森林大都處在幼年期,還有不少可造林面積,加之草地、濕地、農(nóng)田土壤的碳大都處在不飽和狀態(tài),因此生態(tài)系統(tǒng)的固碳潛力非常大。
四是我們實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的過程,也是環(huán)境污染物排放大大減少的過程,這意味著我們將徹底解決大氣污染問題,其他污染物排放也將實(shí)質(zhì)性降低。此外,碳中和也意味著我們將實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立,國(guó)內(nèi)自產(chǎn)的原油、天然氣將能滿足化工原料之需要,進(jìn)口油氣將大為減少,所謂的“馬六甲困境”將不再是一個(gè)實(shí)質(zhì)性威脅。能源獨(dú)立從某種程度上還會(huì)為糧食安全提供助力。
五是我國(guó)的舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)將在碳中和歷程中發(fā)揮重大作用,因?yàn)樘贾泻蜕婕按罅康膰?guó)家規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策、金融稅收政策等內(nèi)容,需要真正下好全國(guó)一盤棋。
這點(diǎn)我們從我國(guó)推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)的歷程中就可以看出,并且諸如此類的經(jīng)驗(yàn)未來還會(huì)不斷被總結(jié)、深化。我們甚至可以預(yù)計(jì),即使是堅(jiān)持自由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的那些國(guó)家,它們?nèi)缦胝嬲龑?shí)現(xiàn)碳中和,也將在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策設(shè)計(jì)上獲得助力。
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本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯: 劉惠 
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