2020年9月22日,國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上鄭重宣布中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。
實施碳達峰、碳中和是應對國際新變局、構建新發展格局、落實新發展理念的重大戰略布局,2020年中央經濟工作會議將“做好碳達峰、碳中和工作”作為2021年八大重點任務之一。
如何實現碳達峰、碳中和目標?全國政協常委、上海市政協副主席,民進中央副主席、民進上海市委主委,中國工程院院士,上海交通大學副校長黃震接受記者記者專訪,展望了能源發展趨勢,探討了我國能源革命與綠色發展之路。
記者:何為“碳達峰”和“碳中和”?我國做好碳達峰、碳中和工作,有什么重要意義?
黃震:氣候變化是人類面臨的全球性問題。從第一、第二、第三次工業革命看,化石能源(煤、油、氣)的發現和利用,極大提高了勞動生產率。但兩百多年來,化石能源燃燒所產生的二氧化碳累計已達2.2萬億噸,在人類社會得到大繁榮、大發展的同時,也產生了嚴重的環境問題、氣候變化問題。
“碳達峰”是指碳的排放量達到峰值不再增加,由增開始轉降的拐點出現。“碳中和”是指碳的排放量和清除量基本達到平衡,達到凈零排放。通過技術創新和進步將所排放的二氧化碳對自然環境產生的影響降低到凈零程度。需要注意的是,碳中和的碳,狹義的是指二氧化碳,更為寬泛的則是指溫室氣體,即除了二氧化碳外,還包括甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化合物、全氟碳化合物、六氟化硫、臭氧等。
自第一次工業革命以來,大氣中二氧化碳的濃度持續上升,2021年3月大氣層中的CO2濃度已達到了417ppm。全球地表平均溫度已升高1.1攝氏度,如不加控制,到21世紀下半葉溫度將升高2.5攝氏度至2.7攝氏度。溫度的上升,會造成地球上病蟲害增加,疾病肆虐;導致土地干旱,沙漠化面積進一步增大;氣候反常,極端氣候現象頻發;冰川融化,海平面會上升;將會超越地球生態系統自我修復能力,因此,氣候已成為全球性的非傳統安全問題。危害著人類生存和可持續發展的基礎。
在這一背景下,2015年12月,《聯合國氣候變化框架公約》197個締約方在巴黎氣候變化大會上達成了《巴黎協定》。我國在2016年9月加入巴黎協定。《巴黎協定》明確要求全世界共同努力,減排溫室氣體,把未來的溫升控制在不超過工業革命前的2℃,并努力爭取控制1.5℃; 提出到本世紀下半葉實現人為活動溫室氣體排放源與吸收匯的平衡,達到凈零排放。
去年,我國宣布力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值,努力爭取于2060年前實現碳中和。這一承諾的提出,不僅是我國作為世界大國的責任擔當,為全球生態文明和構建人類命運共同體,作出中國的貢獻;也是推動我國能源結構、產業結構、經濟結構轉型升級,轉變經濟增長方式的自身發展需要,對我國實現高質量發展,建設人與自然和諧共生的社會主義現代化強國具有重要戰略意義。
記者:碳達峰、碳中和對我們國家社會經濟發展會產生哪些影響?
黃震: 碳達峰、碳中和將對我國社會經濟發展產生極其深遠、極其深刻的影響。這是一場綠色革命!借用狄更斯的一句話,這是最好的時代,這也是最壞的時代!我們將構建全新的零碳能源與產業體系,其中意味著百萬億級的投資和產業發展機遇,一些新經濟、新行業、新商業模式行將誕生;而一些傳統行業如不變革不脫碳,行將歸零、被顛覆與消亡。技術的發展、社會的進步,勢不可當!
記者:要實現碳達峰、碳中和目標,我國仍面臨哪些挑戰?
黃震:我們面臨的挑戰是史無前例的,主要有如下三個方面:
第一,我國作為世界最大的發展中國家,改革開放四十余年來,經濟高速發展,GDP總量已躍居全球第2位,但人均GDP剛突破1萬美元,發展不平衡不充分問題仍然突出,面臨著發展經濟、改善民生、消除貧困等一系列艱巨任務,我國能源需求還在不斷增加,碳排放仍處于上升階段,尚未達到峰值。
第二,從能源消費總量來看,我國消費總量世界第一,占比高達全球1/4左右。從能源消費結構來看,我國仍以化石能源消費為主,占比高達85%左右,能源消費目前仍有一半以上用的是煤炭,從我國發電類型來看,火電占到整個發電量的70%左右。與中國不同的是,歐盟主要國家早已于20世紀90年代之前碳達峰,美國也于2007年實現碳達峰。歐盟主要國家從實現碳達峰到2050年實現碳中和有近六十年時間,我國在2030年前碳達峰到2060年前實現碳中和,時間只有它們的一半。這意味著,中國需要用更短的時間,將85%的化石能源變成凈零碳排放能源,這是巨大的挑戰。
第三,從全社會在氣候變化和溫室氣體控制方面看,我們在百姓意愿、企業認同、技術儲備、市場機制、法律法規等方面與發達國家相比,明顯滯后,亟待迎頭趕上。
記者:在碳達峰、碳中和目標下,未來能源發展將呈現出哪些特點?
黃震:第一,在能源生產形式上,將從集中走向分散,從現有電力系統自頂向下的樹狀結構(發電-輸電-配電-用電)走向扁平化、大量分布式能源自治單元之間相互對等互聯的結構,這種能源互聯使可再生能源分層接入與消納得以實現,構建以新能源為主體的新型電力系統。
第二,在能源生產和消費形式上,將從能源生產者、消費者互相獨立轉變為產銷者一體,需求側的用戶通過分布式能源扮演消費者和生產者的雙重角色,每一棟樓房將轉變成獨立的能源產消者。
第三,在能源利用上,化石能源在未來一次能源消費中的比例將會大幅降低,可再生能源比例會持續大幅度上升。從高碳走向低碳,最后走向零碳能源的時代,可再生能源從補充能源到主體能源,這種變化將是革命性、顛覆性的。
過去的世界,我們是依賴于上億年前的陽光照耀的產物-化石燃料,今后的世界,每天的陽光將為我們提供取之不盡、用之不竭的熱、電,還有可再生燃料。
記者:您認為未來能源技術發展趨勢是什么?
黃震:我把能源發展大趨勢總結為“五化”,從能源供給側看,是電力零碳化、燃料零碳化;從能源需求側看,是高效化、再電氣化、智慧化三化。
從供給側看,首先是電力零碳化。目前,全球能源結構仍以化石能源為主,高達41%的碳排放來自電力行業。電力系統的脫碳是全社會零碳發展的關鍵,也是實現碳中和目標的關鍵。
大力發展可再生能源發電是電力系統脫碳的關鍵,十多年來,可再生能源的發展快速,我國可再生能源發電裝機總規模已達到9.3億千瓦,占總裝機的比重達42.4%,2020年我國可再生能源發電量達到2.2萬億千瓦時,占全社會用電量的比重達29.5%。可再生能源的成本也在不斷下降,過去10年,整個光伏發電成本下降82%-90%左右, 下一步是將每一個建筑物轉化為微型發電廠,大力發展虛擬電廠、微網和儲能技術,部署更多的新能源裝機容量,發出與消納更多的電量。預測到2030年,我國風電和光伏裝機可達16-18億千瓦,到2050年將可達50億千瓦。依靠科技發展與突破,構建以新能源為主體的新型電力系統,使常規火力發電從現在的基荷電力轉變為調峰電力,結合CCS的火電,將為大電網穩定性和靈活性提供保障,實現電力零碳化。
其次是燃料零碳化。利用可再生能源(光伏或風電等)制取氫、氨和可再生合成燃料,用于汽車、船舶、航空和工業等。特別是可再生合成燃料是一項極具潛力的變革性技術,采用可再生能源來合成液體燃料,一旦取得技術突破,將使交通和工業燃料不再依賴化石能源。同時可再生合成燃料將徹底改變傳統的可再生能源“源-網-荷”強關聯在線利用形式,創建一種全新的“源-儲-荷”離線利用形式,解決棄風、棄光等新能源發展難題,實現燃料凈零碳排放。
從需求側來看,第一是高效化,節能減碳是碳達峰、碳中和最基礎的工作,要全面推進電力、工業、建筑、交通等重點領域節能,降低單位GDP能耗。目前,我國單位GDP能耗是全球平均水平的1.5倍,是英國、日本的3倍,節能減碳潛力可觀。 第二是再電氣化,加速零碳電力供給,在此基礎上,加快工業、建筑、交通等領域的再電氣化,提高能源利用效率,這是實現碳減排的重要途徑。 第三是智慧化,就是通過互聯網、物聯網、人工智能、大數據、云技術等,將人、能源設備、能源服務互聯互通,使電源、電網、電荷以及能源存儲相互協調,把海量分布各種各樣的發電源和海量的負荷,通過整個網絡構架起來,給每個單元賦予智能,實現高效能源生產、交易、利用和能源基礎設施共享。
記者:“碳達峰、碳中和”背景下,將會對我國汽車產業發展產生哪些影響?如何減少汽車碳排放?
黃震:推動汽車科技創新,低碳轉型,有效控制和降低汽車碳排放總量,對我國碳達峰、碳中和極為重要。從全球溫室氣體排放看,交通運輸是主要碳排放源之一。歐盟在全球最早出臺了汽車碳排放法規,是汽車碳減排的先行者,為了防止“碳泄漏”,歐盟正積極推動針對產品碳強度的法律法規,設立征收碳關稅,對進口商品征收碳邊境調節稅,將對國際汽車貿易產生深遠影響。
與此同時,通用、福特、寶馬、戴姆勒、大眾、沃爾沃、豐田、日產等國際車企均已提出2040年至2050年實現產品生命周期碳中和的目標。采用全生命周期評價汽車碳排放和汽車產業快速低碳轉型實現碳中和已成為共識。
汽車碳排放控制主要有兩個方面,其一是內燃動力和混合動力汽車的碳減排,這類汽車量大面廣,對有效控制和降低汽車碳排放總量十分重要。具體而言,從近中期看,主要措施是不斷提升內燃動力熱效率或混合動力的綜合能源利用效率,達到節能減碳目的;從中長期看,進一步研發可再生合成燃料,使內燃動力和混合動力汽車達到凈零碳排放。可再生合成燃料是以太陽能、風能等可再生能源為主要能量供給,合成高能量密度的車用碳氫燃料或醇醚燃料等,合成燃料能量密度高,輸運和加注方便,可利用目前加油站等基礎設施,社會應用成本低,有望使車用燃料取之不盡用之不竭,獨立于化石能源,實現汽車凈零碳排放。其二則是電動汽車的碳減排,包括純電動車和燃料電池汽車,通過電力系統的深度脫碳和可再生能源替代,從灰電到綠電、灰氫到綠氫的使用,達到零碳排放。
記者:實現碳達峰、碳中和目標,您來自高校,您認為在人才培養方面應如何發力?
黃震:要完成碳達峰、碳中和國家自主貢獻目標,我國的經濟與產業結構、能源結構等需要做出快速低碳轉型,要大力推進能源科技創新,促進低碳、零碳、負碳技術的開發、應用和推廣;要從政策與市場端發力,大力推進碳市場建設,引入碳稅,與碳市場形成互補,引導和支持氣候變化投融資,將碳作為資產進行管理,推動綠色低碳技術的創新發展和行業減排。目前,我國在碳市場、碳金融及由碳交易衍生的碳核查、碳會計、碳審計、碳資產管理和碳金融衍生的碳信貸、碳保險、碳債券等方面人才十分緊缺。我們要強化國家目標、市場需求與學科建設間的聯系,加強碳市場相關能力建設,積極推進碳金融、碳管理學科專業建設,加快培養碳金融、碳管理領域急需緊缺人才。同時,需對市場參與主體進行能力培訓,為我國低碳轉型發展和碳中和國家自主貢獻目標的實現提供人才保障和專業支撐。
責任編輯: 江曉蓓