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实现全系统的低碳化,首先要提前实现电力系统的低碳化发表时间:2021-12-31   

我国所面临的新挑战,正是在新的以非化石能源为中心的主体的能源新技术发展和市场扩张里,能否从过去的引进跟行,到同起点的并行,再通过努力实现今后领跑世界。

在第26届联合国气候变化大会上,部分缔约国提出了将全球温度升高控制在1.5摄氏度这一新目标,而中国还是坚持按照《巴黎协定》所确定的“到本世纪末把全球的温度升高平均控制在2摄氏度以内,争取控制在1.5摄氏度以内”的目标。以此目标,行胜于言,做出实际努力是至关重要的。中央发布的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(下称《意见》)就是下一段工作的总体指南。

无论是碳达峰、碳中和目标的实现,还是尽早实现全球温度升高平均控制在1.5摄氏度目标,都要求尽快低碳转型。我国的2030年前碳达峰和2060年前碳中和的目标,对应的温升可以明显低于2摄氏度,如果达峰时间明显早于2030年,碳中和向2050年靠近,也可向力争低于1.5摄氏度目标靠近。

目前我国还没有扭转温室气体排放总量较快增长的趋势,何时达峰还难以确定。碳中和倒逼下排放总量需要在达峰后尽早快速下降。达峰时间越晚,排放下降速度就要越快。时间紧迫,我国要加快低碳转型,要对现有的排放路线进行重大的改变,强化实际行动与努力。

迅速行动主动作为:尽早达峰,为提早实现碳中和创造前提

《意见》提出了“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的分阶段具体的定量目标。这些目标应该是最低要求,在实践时要力争提前超额完成目标任务。

这份文件的出台意味着各地各行各业“双碳”行动的全面启动,各地要继续出台具体的行动计划,要具体落实到投资、项目、出资等,要具体落实到每个行业、每个企业的责任,这是各地各行各业需要进一步落实的工作。

具体来说,实现碳达峰的主要行动方向包括节约优先,科技创新,推动经济社会发展,全面绿色转型,进行产业结构的重大调整,加快绿色低碳能源的发展,此外还要加快部分重要领域低碳行动的开展。推进这些工作的同时,很多体制、机制改革和建设也必须跟上。

《意见》鼓励“主动作为、率先碳达峰”,这是一个非常重要的要求。我们需要更多的地方、行业、领域提前达峰。全国也不能以2030年临近作为达峰时间目标,更不能大家都等着中央来分配达峰时间。碳达峰的实现需要上下结合,要争取尽可能多的地方与行业在2025年,甚至更早时间实现碳达峰。

提前实现碳达峰是提前实现碳中和的一个前提条件。要实现碳中和,首先要尽快地实现碳达峰。碳达峰实现过晚,将会给碳中和目标的实现带来困难。如果在2030年才实现碳达峰,仅用20多年的时间实现碳中和就会更困难。力争提前实现碳达峰,需要认真控制排放增量,要继续清理“两高”项目,坚持优化调整产业结构。

在当前全球疫情的大背景下,我国外需出口近两年增长很快。其中大部分需求是原材料消耗大,附加值较低的产品。导致各种钢铁、有色金属以及橡胶塑料化纤等初级产品大量地增产与出口,影响了我国的产业结构调整。

我们需要继续严格控制高耗能产业盲目扩张,并限制大宗高耗能产品出口。不能因为一时之利而迟缓甚至放弃高质量发展所需要的经济和产业结构和动力转型。我们要加大节能降耗力度,充分利用节能潜力,也要实实在在加快非化石能源发展速度。其中,风能、太阳能的发电能力提升尤其要重视。

我国前一阵子出现的所谓“能源紧张”,实际上不是真正的煤炭产能不够或煤电装机不够造成的。而是在国际通货膨胀加剧、大宗资源性产品价格反复冲高的影响下,国内煤炭市场在资本逐利投机驱使下,畸形拉高价格,获取暴利,并推动了一大批原材料产品价格跟着大幅度冲高,形成这样一次价格和市场失控危机。

由于电价受到严格管制,难以传导成本冲高压力,火电和供热大幅度亏损,多发电多亏损而且亏损数量巨大。极大地制约了发电能力的正常发挥,制造了一轮煤炭和电力“紧张”态势。这并非生产能力的物理性短缺所致,因此及时进行政策干预,制止煤价暴涨,打破煤炭利用实际形成的能源垄断性控制地位搞控产抬价局面,所谓煤炭电力紧张的形势就在几天之间得到逆转。

这次风波说明,市场经济仍然需要政府的有效管理和及时引导,对资本要有效监管,防止资本利用实际形成的垄断性地位追逐暴利。我们需要切实认识能源结构低碳调整的必然长期趋势,保持足够的定力。切忌错误判断形势,不能设想今后还需要大量增产煤炭等化石能源去解决未来能源保供问题。

要加快发展既有节能效果又符合低碳发展方向的新技术,譬如电动车、空气源热泵采暖、超低能耗建筑等。“碳达峰”不是“攀高峰”,碳达峰需要逐年降低碳排放的增长速度。使化石能源增长速度从现在的3%降为0,才能实现碳达峰,而非保持目前的增速到2030年突然就可实现碳达峰,要循序渐进,逐步降低碳排放增长速度。

碳达峰后,下一步要实现碳排放总量下降。要加快能源消费的绿色低碳转型,实现节能高效合理消费,终端用能低碳化。对于大多数行业来说,需要实现高度电气化。

电力系统低碳化需在2040-2045年间实现

中国的能源供应和消费系统都要根本性的系统转型。能源转型最理想的状态是完全用非化石能源替代掉化石能源。但也有部分学者认为难以做到化石能源全部被替代,有可能需要通过CCS保留部分化石能源。

未来是否需要保留部分化石能源,现在还不能断论,有很大的不确定性,但化石能源的总量今后要大幅度下降是必须的和确定的。目前中央提出的目标是:到2060年,非化石能源消费比重达到至少80%以上。这一目标并没有定为100%,正是反映了目前各方面看法不一致,有不确定性。80%以上并不排除80%多、90%多,甚至是100%,这要看今后技术的发展和必要的优化选择。

目前我国化石能源占一次能源的比重约84%,其中90%以上的化石能源都是通过锅炉、窑炉、内燃机或者其他的燃烧方式转变成热能,用以发电、供热或转变成动力。要实现化石能源消费占比从84%大幅下降至20%以下,当务之急是解决如何“降”的问题,而不是“保”哪些的问题。

首先要做的确定性举措包括化石能源要尽快、尽可能多地转为非化石能源,包括消费领域的低碳转型,这是主要努力方向。简言之,主要的方向不是讨论哪些要保留下来,而是要先探讨哪些部分可以尽快实现化石能源的下降和替代。

我们应该争取在2050年到2055年左右,基本实现非化石能源替代全部的煤炭、天然气、石油。根据我们此前的研究,只要真正地付诸实践,这一构想是存在实现可能的。而通过CCS技术保留一部分化石能源的设想,将可能是成本最高的选项。

实现全系统的低碳化,首先要提前实现电力系统的低碳化,需要在2040-2045年期间提前实现,因为各种终端用能包括工业低碳化的主要实现途径是用绿电。如果电力系统不能提前实现零碳电力,终端用能从直接燃烧化石能源转为用电,就可能反而导致整体能源效率降低和增加额外碳排放。

全面推动低碳转型 技术创新需先行

在全世界向低碳转型的过程之中,中国要抓住机遇,在低碳能源技术创新研发和市场化过程中不能滞后于世界其他国家。中国目前在非化石能源,特别是风能光伏、低碳消费电动车等方面,均已走到全世界前列。

绿色低碳电力正是未来发展潜力最大的能源领域。去年我国发电量大约7.5万亿千瓦时,未来或将增长1倍以上,增长的是非化石能源发电、一次电力为主的电力,而非火电。

过去非化石能源的重大技术原创和主要专利是由国外研发,尽管我国引进这些技术专利以后也有不少发展再创新,但在今后的二三十年内,这些应用基本上可能都会消失。我国所面临的新挑战,正是在新的以非化石能源为中心的主体的能源新技术发展和市场扩张里,能否从过去的引进跟行,到同起点的并行,再通过努力实现今后领跑世界。

要明确建立以零碳一次电力为主体的新能源系统的目标。在未来风电、太阳能发电、水电、核电以及少数生物质能发电的能源体系下,一次能源是电,不是燃料,未来燃料将会变成比较昂贵的二次能源。

风电光伏等可再生能源的发电成本已经大幅度降低,今后仍有很大下降的空间。过去十年来,海上陆上风电成本分别下降了30%、40%,而光热发电和光伏发电成本分别下降了50%和80%以上,且目前还在持续下降,下降空间仍然很大。

非化石能源并不是过去更贵的能源系统,未来它将是更便宜、更高效的能源系统。这将是非常大的变革,会促使所有用的产能、运能系统都产生彻底的转变,并将大幅度提高中国的能源利用效率。

目前,我国一年新增太阳能和风力发电装机都在3亿千瓦左右。未来需要的太阳能发电和风力发电分别需要30亿到40亿千瓦,甚至更多。要实现能源系统的低碳化,要大幅度加快非化石能源发展,光伏和太阳能每年新增发电装机量要各达到1亿千瓦以上。

我国工业低碳转型还需要大量的技术创新。现在并不是将化石能源锅炉窑炉改为电锅炉窑炉的最佳时机。当前有很多工业领域的低碳技术还需要研发示范,需要形成系列产品。要重新设计各种工业过程的低碳能源系统。我国可能需要用10-15年时间将相关技术准备完备,再用10-15年时间对工业体系进行彻底改革。

业已进入市场竞争状态的地面交通电动车等领域,可以为电力体系的改革做出重要的贡献。这些领域要进一步发展首先需要完善基础设施建设,比如一辆汽车应该配一个V2G、可互动式的充电桩。

我国每年40亿平方米增长量的建筑领域,零碳化要从新建建筑完全采用超低能耗建筑做起。要全面推广和强制实行超低能耗建筑技术体系和标准体系,推广和超低能耗建筑集成的可再生能源开发利用,实现近零能耗、零碳建筑。现在绝大多数新增建筑还不是超低能耗。要把我国已有的技术尽快普及,这是我们需要立刻行动起来的现实的紧迫任务。这些都是我国在基本建设投资和基础设施建设方面所面临的重大议题。

推动“双碳”目标实现的过程中,各行各业、各地都要行动起来。不管是用能单位,还是农业领域,或者是循环经济、垃圾处理、化肥使用等环节,凡是在目前的经济活动中能够被称为一个行业或领域的,都要进行低碳性的创新和改良。

(作者:周大地,国家气候变化专家委员会委员、中国能源研究会常务副理事长、国家发改委能源研究所原所长)

(编辑:李博)

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