中國如何實現(xiàn)2060年前碳中和目標
發(fā)布時間 : 2020-10-16 瀏覽次數(shù) : 754 次
今年9月16日，總部在倫敦的能源轉(zhuǎn)型委員會(Energy Transitions Commission)發(fā)布了最新報告《踐行使命——打造全球零碳經(jīng)濟》。報告指出，到本世紀中葉打造繁榮的凈零碳排放經(jīng)濟是一項可完成的使命，實現(xiàn)凈零碳排放不僅技術(shù)可行，在經(jīng)濟上也是劃算的。該報告列舉了要實現(xiàn)這一目標所需要的當(dāng)前行動和未來十年的行動步驟。去年11月，能源轉(zhuǎn)型委員會聯(lián)合落基山研究所，聯(lián)合發(fā)布了《中國2050：一個全面實現(xiàn)現(xiàn)代化國家的零碳圖景》報告。該報告描繪了中國在本世紀中葉經(jīng)濟發(fā)展達到中等發(fā)達國家水平，同時實現(xiàn)凈零碳排放的圖景，并通過詳實的分部門分析，闡明了實現(xiàn)這一藍圖的經(jīng)濟和技術(shù)可行性。
能源轉(zhuǎn)型委員會主席Adair Turner勛爵在其“全球打造零碳經(jīng)濟的可行性和中國實現(xiàn)2060年前碳中和的重要意義”闡述的主要觀點如下：
（1）全球經(jīng)濟到2050/60年實現(xiàn)能源和工業(yè)系統(tǒng)的零碳排放是技術(shù)可行和經(jīng)濟可行的。
從全球看，發(fā)達國家在2050年前、發(fā)展中國家在2060年前實現(xiàn)能源和工業(yè)系統(tǒng)的零碳排放，而不依賴永久性、大規(guī)模、基于自然的碳匯解決方案在技術(shù)和經(jīng)濟上是可行的。該結(jié)論有以下幾個方面的事實來支撐：
首先，來自可再生能源的電力成本及其系統(tǒng)成本大幅下降。例如，光伏的成本在過去十年內(nèi)下降了90%，風(fēng)電的成本下降了50%~60%。規(guī)模經(jīng)濟和學(xué)習(xí)曲線效應(yīng)是成本快速下降的一大驅(qū)動力，尤其當(dāng)全社會舉力發(fā)展可再生能源電力時，相應(yīng)的成本還有進一步下降的空間。除了平準化成本外，可再生能源電力的實際拍賣的價格也體現(xiàn)了成本大幅下降的特征。比如，對于太陽能光伏，很多地方的拍賣價低至約20美元每兆瓦時。此外，儲能的成本大幅下降，為大規(guī)?？稍偕茉垂?yīng)的間歇性提供了具有成本競爭力的解決方案。在過去十年中，電池的成本下降了85%，還有進一步下降的空間。從2010到2019年，電池價格平均每年下降18%。2017年，彭博新能源財經(jīng)預(yù)測，電池價格在2025年將低至100美元/千瓦時，但這一水平已極有可能在2023年達到。針對全球不同區(qū)域的氣候條件和日間/季節(jié)性負荷的變化，可行且具有經(jīng)濟競爭力的解決方案也已經(jīng)存在。能源轉(zhuǎn)型委員會《踐行使命，打造全球零碳經(jīng)濟》報告指出，到2035年，在可再生能源占比大于80%的電力系統(tǒng)，即使在空間受限的地區(qū)，全系統(tǒng)的總成本（發(fā)電，日內(nèi)調(diào)峰、季節(jié)性平衡和備用成本）也只有80美元/MWh，接近傳統(tǒng)燃氣發(fā)電相的水平（約65美元/MWh），在條件優(yōu)異的地區(qū)，系統(tǒng)總成本甚至可低至31美元/MWh。
從需求側(cè)看，一方面，電氣化的發(fā)展將大幅提升能源利用效率。在交通領(lǐng)域，到2025年左右，購買和使用電動車的成本將低于燃油車。從百公里等效油耗看，電動汽車的能源消耗量僅為燃油車的1/4。實際上，電動車的滲透率正逐年上升，且發(fā)展速度持續(xù)加快，內(nèi)燃機技術(shù)恐怕很快會被淘汰。在建筑供暖領(lǐng)域，以獲取每千瓦時熱量所需的終端能源計算，電熱泵所需的能耗只有標準燃氣鍋爐的12%。另方面，即使在重工業(yè)、長距離和重型交通等難以減排的領(lǐng)域，也有可行的脫碳方案。在重工業(yè)方面，水泥的生產(chǎn)可結(jié)合碳捕集、封存和利用（CCUS），以及零碳電力、生物質(zhì)等能源用于供熱，新型水泥化學(xué)也將是可行的方案。在鋼鐵生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的焦炭還原路徑可結(jié)合CCUS，還可采用氫氣直接還原鐵、直接電解等新型路徑。在塑料生產(chǎn)方面，除了CCUS的運用外，電氣化供熱、以生物質(zhì)作為原料和新型的電化學(xué)過程都是可行的脫碳方案。對于長距離重型交通，直接電氣化以及以氫、氨、合成燃料為載體的間接電氣化和生物燃料的應(yīng)用都是可行的方案。
從供給側(cè)看，除了以上已提到的零碳電力外，零碳氫能的成本競爭力也將大幅提升。一方面，零碳電力價格的大幅下降會使綠氫的成本具有經(jīng)濟性；另方面，制氫設(shè)備成本的還將持續(xù)降低。中國在制氫設(shè)備的成本優(yōu)勢尤為突出，在彭博新能源財經(jīng)給出的樂觀情景下，中國的大型電解水項目的系統(tǒng)設(shè)備成本的目前水平已低至200美元/千瓦，是歐美國家的1/6，到2050年，中國的成本還能進一步降低到80美元/千瓦，即便在保守情景下，中國2050年電解水設(shè)備成本也將低至98美元/千瓦?？梢?，中國的電解制氫設(shè)備成本下降還有很大的空間，尤其是在未來幾十年內(nèi)對氫的需求大幅上漲的情況下，規(guī)模效應(yīng)將得到充分的發(fā)揮。
總的來說，在零碳圖景中，能源供給和消費方式將發(fā)生較大改變。在全世界終端能源消費總量中，電的占比將由2018年的19%增長到2050年的70%左右，電力需求將從目前的27萬億度/年增長到2050年的90~120萬億度/年。電力除了用于直接電氣化，還將用于氫的生產(chǎn)。與此同時，零碳轉(zhuǎn)型也將使化石能源的需求大幅下降。和目前水平相比，2050年煤炭和石油的消費量均將下降90%以上，天然氣消費量下降30%以上。
（2）未來十年對于中國實現(xiàn)2060碳中和目標尤為重要，需要將碳排放量降低一半。
從全球?qū)用婵矗绻獙厣刂圃?/span>1.5℃內(nèi)，就要在未來十年將碳排放量降低一半，這一階段性目標的實現(xiàn)對于2060甚至2050年實現(xiàn)零碳排放非常重要。在前10年減排一半的基礎(chǔ)上再接下來的30年，則要完成新技術(shù)的應(yīng)用，還要實現(xiàn)存量資產(chǎn)的重新構(gòu)建。這一挑戰(zhàn)，對于具有極強執(zhí)行力的中國來說，既是使命必達，又是重大的機遇。在短期內(nèi)，必須有快速和實際的行動。
（3）電力系統(tǒng)的脫碳是全社會零碳發(fā)展的關(guān)鍵
在未來電氣化的趨勢下，電力系統(tǒng)的脫碳是全社會零碳發(fā)展的關(guān)鍵。需求側(cè)大規(guī)模電氣化沒有碳排放的前提是，其所使用的電力都來自零碳能源。到2050年，中國將會需要15萬億度零碳電力，其來源包括2400GW風(fēng)電、2500GW光伏、230GW的核電等，這些裝機規(guī)模都需要逐步建立，而不是短期內(nèi)就能實現(xiàn)的。實際上，從各國經(jīng)驗看，承諾電力系統(tǒng)實現(xiàn)零碳排放的時間節(jié)點均會早于整個經(jīng)濟的零碳化。例如，英國承諾到2050年實現(xiàn)零碳排放，但電力系統(tǒng)需要在2035年實現(xiàn)零碳。清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院的研究也指出，中國要在2060年實現(xiàn)碳中和，其電力系統(tǒng)實現(xiàn)零碳排放的節(jié)點將在2040年左右。除了電力本身，要保證氫能的零碳排放也將依賴于電的零碳化，否則，大規(guī)模的氫能利用也會失去服務(wù)于零碳目標的意義。
（4）“十四五”期間中國的投資應(yīng)轉(zhuǎn)向零碳領(lǐng)域。
建議中國將宏觀經(jīng)濟的復(fù)蘇刺激計劃與“碳中和”的長遠目標掛鉤，與2030年的達峰掛鉤，不能再繼續(xù)大規(guī)模新建煤電，而應(yīng)加大零碳電力的投資力度。
從投資的角度看，應(yīng)從基礎(chǔ)設(shè)施和房地產(chǎn)等領(lǐng)域向更加綠色的服務(wù)業(yè)和高科技領(lǐng)域轉(zhuǎn)變。目前，在中國大部分的增長來自于基礎(chǔ)設(shè)施和房地產(chǎn)的投入。尤其是在2008年金融危機后，這兩個領(lǐng)域的投資成為拉動中國經(jīng)濟復(fù)蘇的重要力量。然而，這樣的投資模式存在一定弊端。首先，過度投資會造成資金的浪費。目前，48%的中國城鎮(zhèn)居民擁有一套以上的住房，不乏投機性質(zhì)的投資，這也帶來了較高的住房空置率。此外，中國的二、三、四線城市的基礎(chǔ)設(shè)施以及重工業(yè)都存在較嚴重的產(chǎn)能過剩問題。此外，目前的投資和相關(guān)的建設(shè)碳強度較高，給碳排放總量的減量化工作增加了壓力。在未來，尤其是在后疫情階段，中國在投資應(yīng)更多地考慮應(yīng)對氣候變化的議程，踐行綠色復(fù)蘇。
可再生能源等零碳領(lǐng)域是“十四五”期間投資的理想標的。當(dāng)前，中國提出的包括5G、特高壓輸電線路、高鐵、電動車充電站、大數(shù)據(jù)中心、人工智能相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等在內(nèi)的“新基建”領(lǐng)域，其在2020到2025年間的直接投資規(guī)?？傆?/span>9.31萬億元，帶動的總投資達到16萬億元。但與此相比，進入到基礎(chǔ)設(shè)施、房地產(chǎn)等傳統(tǒng)領(lǐng)域的投資規(guī)模遠遠不止于此，占到了中國固定資產(chǎn)投資的25%以上。盡管中國已將重點逐漸轉(zhuǎn)向科技含量更高的“新基建”投資，但更理想的方式是加大對可再生能源的投資。一方面，可再生能源投資的潛力更大，具備傳統(tǒng)基建經(jīng)濟刺激效果好，創(chuàng)造就業(yè)機會較多的優(yōu)點，另方面，它更能推動中國長期的高質(zhì)量、綠色和可持續(xù)發(fā)展，兼具新基建優(yōu)勢。因此，投資可再生能源等零碳領(lǐng)域，綠色和高能效城鎮(zhèn)化的基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域以及終端用能電氣化應(yīng)成為中國綠色復(fù)蘇的優(yōu)先選項。
由是觀之，中國2060年前實現(xiàn)碳中和目標雖然任重道遠，但是前景可期。為此我們建議：
（1）中國“2060年前實現(xiàn)碳中和目標”困難與挑戰(zhàn)巨大，需提高和統(tǒng)一認識、樹立堅定信心。
相比于歐洲從1990年達峰到2050年實現(xiàn)碳中和所需的60年時間，中國在2030年前達峰到2060年前實現(xiàn)碳中和，時間只有歐盟的一半，要在這么短的時間內(nèi)，在能源需求還在上升，全社會在氣候變化方面的民意基礎(chǔ)、企業(yè)認同、技術(shù)儲備、市場機制、法律法規(guī)等方面嚴重滯后的情況下，將目前化石能源占80%以上的能源系統(tǒng)變成零碳能源系統(tǒng)，所面臨的挑戰(zhàn)是史無前例的。
此外，受新冠疫情的沖擊，世界各國的企業(yè)步履維艱，包括中國在內(nèi)的許多國家可能為了經(jīng)濟復(fù)蘇供應(yīng)而減緩對化石能源盡快淘汰的決心，在低碳、零碳政策的執(zhí)行方面可能出現(xiàn)松動，這將直接影響到未來碳中和目標的實現(xiàn)。
對此，各行各界人士，尤其是對能源界人士包括能源企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和負責(zé)國家能源管理和規(guī)劃的責(zé)任部門，首先要登高望遠，進行思想解放和思想革命，對“碳中和目標”有緊迫感。習(xí)主席提出的“2030年前達峰和2060年前碳中和”不僅僅是兩個具體目標，還與貫徹五大發(fā)展理念中的“綠色發(fā)展”、落實全球溫升小于2度并爭取控制在1.5度的“巴黎協(xié)定”、應(yīng)對人類面臨共同挑戰(zhàn)而“構(gòu)建人類命運共同體”等重大問題互為一體、交相呼應(yīng)。在這樣的偉大愿景下，能源規(guī)劃者應(yīng)該思考“碳中和”和“碳達峰”兩個目標對于目前的能源發(fā)展意味著什么，積極研究規(guī)劃“十四五”期間在能源領(lǐng)域應(yīng)該采取的行動，而不是悲觀無為。
其次，要從發(fā)展的眼光看待碳中和目標的實現(xiàn)途徑。正如能源轉(zhuǎn)型委員會和落基山研究所報告所展示的，清潔能源技術(shù)的發(fā)展即將到達拐點，成為最有競爭力的電力來源。能源規(guī)劃者要思考如何進行合理布局，及時改革阻礙技術(shù)推廣和利用的體制機制，讓這些技術(shù)發(fā)揮應(yīng)有的作用。
第三，我國以化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)與全球平均水平來說相差無幾，涉及的也是工業(yè)、交通和建筑領(lǐng)域，與其他主要國家有著許多共性，一樣也面臨著用30年左右的時間將80%化石能源系統(tǒng)變成零碳能源系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，難度不一定比其他國家大。我們應(yīng)加強國際合作，互相借鑒，學(xué)習(xí)先進技術(shù)，與世界各國一道推動全球的低碳進程，尤其是中美之間的合作仍然很重要。
（2）要把行業(yè)層面分析的解決方案變?yōu)槠髽I(yè)的具體執(zhí)行方案，同時鼓勵地方政府先試先行。
企業(yè)是落實減排任務(wù)的主體。目前很多研究都集中在全球或國家或行業(yè)的宏觀層面，前景都很樂觀，但這些樂觀的解決方案如果無法變成企業(yè)的執(zhí)行方案，其結(jié)果就會落空。為此，要把國家的宏偉目標變成企業(yè)的行動。建議：一是要進行行業(yè)與企業(yè)碳普查，讓各企業(yè)摸清自己碳排放的“家底”，使其碳減排工作更為精準有效；二是要從國家層面，要重新評估和提高我國各行各業(yè)的能效和碳排放標準，以標準來推動企業(yè)的減排工作。三是要讓企業(yè)通過碳減排獲得效益，加快推動碳交易市場建設(shè)，把碳交易從電力、鋼鐵等試點行業(yè)擴展到所有行業(yè)。四是要重視產(chǎn)品含碳的計量，特別是對外貿(mào)易產(chǎn)品中的含碳量計量，因為未來國際貿(mào)易將有可能按照產(chǎn)品的“碳足跡”來征收關(guān)稅，如歐盟正在醞釀的“邊境調(diào)節(jié)稅”。五是要把一個地區(qū)碳排放總量向之前的能源消費總量和企業(yè)能耗通過單位GDP能耗和單位產(chǎn)出能耗兩個指標一起作為抓手落實，讓碳減排工作落到實處。
此外，應(yīng)鼓勵地方（省、市）層面，在“碳達峰”（如湘潭市在2025年實現(xiàn)碳達峰）“碳中和”（如蘇州市2050碳中和）規(guī)劃，形成中央、省、市及企業(yè)層面，上下統(tǒng)一、多條腿同時走路的局面，把國家層面面臨的挑戰(zhàn)和緊迫感落實到地方政府和企業(yè)的行動中。
（3）國家需制訂零碳電力發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，加速構(gòu)建以綠色低碳電力為支撐電源的電力系統(tǒng)，這是實現(xiàn)“碳中和”目標的關(guān)鍵抓手。
在中國能源轉(zhuǎn)型過程中，一個極為重要的問題是如何實現(xiàn)電力負荷中心的支撐電源由化石能源向綠色低碳電力轉(zhuǎn)變，并實現(xiàn)全國綠色電力負荷中心（如省級、區(qū)域級負荷中心）之間的互聯(lián)互通，形成最高安全等級的綠色電網(wǎng)系統(tǒng)。這是未來中國能源系統(tǒng)升級改造最為龐大和具有挑戰(zhàn)性、最為專業(yè)化的能源工作。
首先，建議國家制訂一個“零碳電力發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃”，這是我國實現(xiàn)“碳中和”的核心。需要在重新認識我國電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對我國電源、電網(wǎng)、負荷中心、跨省電力調(diào)度、輸配等等進行重新評估，要以實現(xiàn)“零碳電力”為目標導(dǎo)向，充分利用能源與數(shù)字技術(shù)進步，重新思考我國的電力供、需、輸、配、調(diào)以及管理機制和體制問題。
其次，近期新建的煤電機組將增加我國電力系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型的難度和未來減排的成本，應(yīng)引導(dǎo)煤電投資從基荷為主向調(diào)峰電源轉(zhuǎn)變。從電力系統(tǒng)角度看，一方面，目前部分基荷煤電退役機組需要補充時，許多具體電力負荷中心在沒有新增可再生電力的條件下，需要煤電機組頂上；另一方面，在逐步布局高比例可再生電力過程中，局部市場一定時段內(nèi)需要更多煤電機組充當(dāng)備用裝機為更多間歇性可再生電力削峰填谷提供靈活性電源，適當(dāng)增加電機組并不一定意味著增加煤炭發(fā)電，相反是為了增加可再生電力出力小時數(shù)。
再次，目前的技術(shù)進步已經(jīng)讓我們看到希望，有條件對未來以電力為主導(dǎo)的能源系統(tǒng)進行重新規(guī)劃布局。正如能源轉(zhuǎn)型委員會報告所指出的，風(fēng)電、光伏太陽能等各類可再生能源成本仍在大幅下降，已經(jīng)具備了足夠的競爭力，通過電氣化實現(xiàn)的能源利用效率在急劇提升，鋰電池為代表的儲能成本和電動車動力電池成本也在急速下降。這些技術(shù)對未來電力系統(tǒng)靈活性至關(guān)重要，加上綠氫、電力系統(tǒng)優(yōu)化、動力電池回收等技術(shù)的快速發(fā)展并走向成熟，再通過數(shù)字化、人工智能等技術(shù)的助推，“綠色低碳電力為支撐電源的負荷中心”替代當(dāng)前的“化石能源為支撐電源的負荷中心”一定會很快到來。
最后，實現(xiàn)“碳中和”目標、加速構(gòu)建以綠色低碳電力負荷中心網(wǎng)絡(luò)為核心的電力系統(tǒng)，電力體制的改革，特別是配網(wǎng)側(cè)的改革變得尤為重要。當(dāng)前的電力系統(tǒng)運行機制是幾十年前逐步形成的，已經(jīng)遠遠不能適應(yīng)當(dāng)前和未來我國發(fā)展清潔、低碳、零碳電力的需要，也會成為電力及能源技術(shù)進步及先進技術(shù)、產(chǎn)品、系統(tǒng)解決方案應(yīng)用的障礙，應(yīng)下定決心，加大改革力度，加快改革進程。
（4）通過碳稅，設(shè)立國家“碳中和”基金，在支持技術(shù)研發(fā)和推廣的同時，幫助經(jīng)濟欠發(fā)達的地區(qū)共同轉(zhuǎn)型。
要讓碳減排成為一種可持續(xù)業(yè)務(wù)，對減排量的合理定價（碳稅）應(yīng)成為不可或缺的手段?？煽紤]設(shè)立源于碳稅的碳中和國家基金，一方面用于低碳能源轉(zhuǎn)型和實現(xiàn)“碳中和目標”的技術(shù)研發(fā)、技術(shù)示范、市場推廣及國際合作。
另一方面，參照歐盟通過專項資金來確保經(jīng)濟落后國家實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的公平性，我國也可以通過“國家碳中和基金”對困難多、發(fā)展任務(wù)更重的地方提供幫助，并鼓勵投資能夠往這些地區(qū)傾斜。
（5）完善市場機制，通過系統(tǒng)解決方案和可持續(xù)的商業(yè)模式，凝聚全社會力量，贏得全球零碳經(jīng)濟建設(shè)這場創(chuàng)新競賽
實現(xiàn)“碳中和目標”需要一個以高比例可再生能源、節(jié)能和儲能為核心的系統(tǒng)性解決方案，更需要一個以市場化為基礎(chǔ)可持續(xù)運營模式，靈活性電力資源市場的建設(shè)尤為重要。
應(yīng)通過改革，把實現(xiàn)二氧化碳減排的業(yè)務(wù)變?yōu)樾碌纳虡I(yè)模式，給從業(yè)者合理回報，包括抑制浪費，譬如，對典型能耗大戶的酒店工程建設(shè)與管理引導(dǎo)轉(zhuǎn)向被動式超低能耗技術(shù)，徹底改變過去多賣能源、多排放或隨意浪費仍然得以多賺錢的發(fā)展模式。
以碳中和為目標的全球能源轉(zhuǎn)型已成為世界各國之間在技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新的國際競賽，競賽的號角已經(jīng)吹響。我們不但不能落后，還應(yīng)領(lǐng)跑世界，這需要凝聚全社會力量共同實現(xiàn)。
