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        “五碳” 并舉實現“雙碳”目標——訪中國工程院院士、清華大學碳中和研究院院長賀克斌

        發布時間:2021-11-25 點擊數:645

        三重變化 深刻變革

        問:您曾說過,碳中和將是改革開放40年后,對中國具有重大影響的下一個大事件。我國推進“雙碳”目標, 將帶來哪些領域的變革?

        答:截至去年年底,全球已經有130多個國家提出了碳中和的目標,覆蓋了全球70%以上的GDP和65%以上的二氧化碳排放。在我國,碳中和與綠色高質量發展密切相關,中央要求把“雙碳”納入生態文明建設總體布局。實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革,將會帶來政府行為、企業行為和個人行為的根本變化,涉及觀念重塑、價值重估、產業重構及廣泛的社會經濟和日常生活,意義深遠。

        問:有觀點認為,世界經濟發展將從資源依賴型向技術依賴型轉變。您對此怎么評價?

        答:對這一觀點我非常贊同,這就是觀念重塑的深刻影響。目前全球經濟高度依賴化石能源,但是化石能源在全球的地域分布極度不均衡。全球煤炭、石油、天然氣儲量排名前五位的國家,基本上占據了全球2/3以上的儲量。在資源充分利用的情況下,風能、太陽能足以支撐全球實現碳中和,基本解除了資源上限,這樣一來,誰有更好的技術并盡快經濟、有效地利用起來,誰就能取得成功。

        從這個角度來說,“雙碳”目標的切入點是氣候履約,但核心是新一輪產業競爭。如今,全球都在以“雙碳”為切入點布局,爭奪新一輪技術高地,產業競爭信號非常明顯。當年,基辛格曾說過,誰控制了石油,誰就能控制世界。將來,誰掌握了能夠高效、穩定、充分利用非化石能源的技術,誰就能在世界經濟競爭中占據主動地位。

        問:您所說的價值重構包括哪些內容?

        答:價值重構包括新能源成本、地域價值和產業鏈價值。從新能源成本來看,目前風、光發電和火力發電的成本已經相近。但是如果加上系統成本,風、光發電目前和火電來比還比較高。碳市場的建立健全和逐步完善會使碳價在全國和全世界發揮作用,使新能源技術的競爭優勢逐漸提升,新能源的并網成本會大大降低,其價值和競爭力會被重新認識。

        從地域價值來看,未來風、光資源集中的中西部欠發達地區,會擁有新的發展機遇,這會使發展不平衡問題得到一定解決。比如,在寧夏的沙地,可以在光伏電池板下種植枸杞,由于有電池板的遮擋,保墑的時間更長,沖洗光伏電池板的水正好可以灌溉下面的枸杞,從而實現循環利用。這個模式把原來比較荒蕪的沙地大幅度改變為能源利用地和新的經濟作物生產地,為發展帶來了全新的機遇。

        從產業鏈來看,制造光伏電池的材料包括關鍵稀有元素如銦、碲等,未來伴隨裝機規模的迅速擴大,這些稀缺元素的累計需求量會大幅度增加,其價值也會不斷提升?,F在固體廢物中的這些元素被視為有毒有害物,一旦其價值增加,也會推動相關提取技術研發和循環利用水平提升。

        問:在產業重構方面,您認為,能源電力系統會發生哪些變化?

        答:未來,傳統的加油站會變成加能站。比如,中石化在“十四五”期間計劃建設1000座加氫站或油氫合建站、5000座充換電站、7000座分布式光伏發電站。以新能源為主體的新型電力系統的變化更值得期待。以化石能源為主的電力系統,供需模式是典型的以需定供,需求側用電量大時,就得多發火電來保供。將來,以新能源尤其是風、光為主體的新型電力系統,供需模式會變成以供調需。用能端的交通、建筑和工業領域,以及用戶側那些柔性可調負荷,會共同形成虛擬電廠,變成非常重要的“產消者”。

        問:如此一來,傳統能源產業鏈會做出哪些調整?

        答:傳統石油化工行業煉制汽柴油輸送給燃油車,燃油車使用后會排放大量的二氧化碳,未來這一產業鏈的市場空間會被大大壓縮。新能源汽車大幅推廣應用后,石油化工行業未來的主要方向會是將燃料變成原料、將能源變成資源,通過石油生產基礎化工原料,產出橡膠、塑料、纖維這樣的產品,并進一步拓展相關新材料的市場空間。這樣,石油化工行業終端產品的碳排放壓力會明顯減少。

        問:碳中和對人們的日常生活會帶來哪些影響?

        答:在出行方面,大幅度應用新能源汽車特別是電動車,會形成比較大的消納風電、光伏的能力,這些也是虛擬電廠的組成部分。在居住方面,未來的“光儲直柔建筑”會讓建筑用電有15%~30%的調節能力,成為適應新型電力系統的重要可調負荷。在個人行為方面,鼓勵簡約生活、人人都為減碳做貢獻也將成為主流。比如,上海已經開始實施碳普惠行動,人們無論是垃圾分類、綠色出行,還是節約用電、“光盤”行動,都可以通過積分制兌換碳幣,碳幣可在一定范圍內用來購買商品、服務。

        “五碳”并舉 共同奮斗

        問:實現“雙碳”目標,除了您所說的上述影響,最直接的影響還是大氣污染治理吧?

        答:是的。推進“雙碳”目標,會對能源、交通等產業結構進行大幅度調整,可以根本性地解決PM2.5、臭氧污染等大氣污染問題,使我們長期穩定地擁有藍天,大大促進美麗中國目標穩定實現。同時土壤、海洋、礦物和地質碳匯都會有不同程度的加速改善。

        這場經濟社會的系統性變革,需要政策引導、技術變革和人才培養這三個最關鍵的重要支柱。碳中和可能是改革開放40年后對于中國社會未來具有巨大影響的下一個重大事件,它將對自然科學、工程科學、社會科學的發展和創新提出巨大需求,需要多學科協同,通過科技創新和人才培養,需要幾代人來傳承實現目標。

        問:從科學的角度,您怎么分析全球變暖與近兩年多地出現的極寒天氣?

        答:聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)作為支撐全球氣候變化應對的政府間組織,致力于為氣候變化談判提供科學依據。該機構多年來的系列報告均指出,全球平均溫度上升有明確的科學證據。需要強調的是,平均溫度上升是較大時空范圍的平均統計,和局部出現極寒天氣二者并不矛盾。這也恰恰說明,全球平均溫度上升的最大威脅就是,會把氣候系統和生態系統搞紊亂,以至于在一些地方出現極寒和災害性的天氣。但是整體上而言,地球確實是變暖了。

        問:您認為,中國要實現“雙碳”目標會面臨哪些挑戰?

        答:“雙碳”目標尤其是碳中和,絕不是輕輕松松就能實現的目標。2020年,全國二氧化碳總排放量約104億噸,到2030年前達峰時,預計會達到110億噸左右。我們的碳匯能力是10億噸左右,這意味著我們要減掉二氧化碳排放量的90%,任務非常艱巨。就目前而言,我們面臨著“三高一短”的挑戰:

        第一,高碳的能源結構。無論是化石能源消費占總能源消費的比例,還是煤炭消費占化石能源消費的比例,在主要的世界用能大國里,中國是最高的。

        第二,高碳的產業結構。全世界公認的高碳且難減排的行業包括煤炭、鋼鐵、石化、水泥等,中國上述行業在產業結構中的占比仍然較高。

        第三,中國是世界上最大的發展中國家,仍然處在工業化和城市化的中高速進程中,很多地區還要有能源消費增量。

        第四,從碳達峰到碳中和,中國只有短短的三十年時間,歐洲有六七十年,美國有四五十年。

        問:在這個過程中,科技創新該如何發揮作用?

        答:走向技術依賴型的經濟發展模式,對科技創新的需求尤其迫切,但是現在科技的缺口還比較大。國際能源署(IEA)2021年的最新報告顯示,在全球能源行業2050年實現凈零排放的關鍵技術中,有50%目前尚未成熟,需要進一步研發提升。未來能源供給和節能減排的很多技術都需要不斷提升,同時還要與信息技術(人工智能、互聯網、通信技術)等緊密結合形成整體系統,來解決相關的問題。

        問:那如何才能一步一步完成我們的減排任務?

        答:可以通過“五碳”并舉,一起發力來攻克難關, 這是我們未來實現碳中和的基本路徑。

        一是資源增效減碳。達到同樣的經濟目標,將能源需求降到最低,減下來的碳就是資源增效減碳。二是能源結構降碳。大幅提升非化石能源比例的同時,仍然還會有一部分化石能源繼續存在,要用其他措施來解決。三是地質空間存碳。通過碳捕集利用和封存(CCUS)技術解決一部分二氧化碳。四是生態系統固碳。通過各種生態建設的手段,鞏固和增加二氧化碳的碳匯能力。五是市場機制融碳。通過碳市場機制來推動各類技術得到更合理有效的應用。

        問:作為一個環境科學與工程專家,您如何展望碳中和背景下的藍天夢?

        答:現在全國300多個城市的PM2.5平均濃度是33微克/立方米,如果延續過去以末端治理為主的控制路徑,未來十年我國大氣污染物減排的潛力將基本耗盡,到2060年PM2.5濃度的最佳數據可能在25微克/立方米左右。

        希望在于碳中和目標下的深度能源轉型。在碳中和目標下,到2060年,我們可以大幅度降低PM2.5濃度,未來可以降到世界衛生組織的最低推薦值10微克/立方米以下,甚至可能達到8微克/立方米左右。當“雙碳”目標逐步實現,藍天就會從“奢侈品”變成習以為常的“日用品”。這是老百姓對未來美好生活的追求,也是我們共同的奮斗目標。


        此文章來源于能源評論

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