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    中國將如何邁向“碳中和”
    2021-07-23 10:12:54

    導語:本文摘自《制造新格局——30位知名學者把脈中國制造》一書




    作者:林伯強,廈門大學中國能源政策研究院院長





    2020年9月22日,我國在第七十五屆聯合國大會上明確表示:“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?!碧贾泻瓦@一目標的提出不僅對未來氣候變化產生重要影響,同時也將進一步推進我國經濟結構、能源結構的轉型升級。


    一、為何要進行“碳中和”


    進入工業化時代以來,全球二氧化碳的排放量不斷上升。2019年全球二氧化碳排放量達到341.7億噸,是1965年的3.1倍。隨著二氧化碳濃度的短期劇增,全球氣溫快速升高。近些年來,氣候變化的重大負面影響已經開始顯現,這不僅危及人類生活,也將對社會經濟造成大規模損失。目前,全球基本所有的發達國家、實現工業化的國家,以及其他類型國家共120多個,都表態要大幅度推動低碳進程。歐盟委員會公布《歐洲氣候法》草案,決定以立法的形式明確到2050年實現“碳中和”的政治目標;日本新任首相菅義偉在上任后表示日本力爭在2050年實現“碳中和”。


    中國改革開放以來,經濟增長進入快車道,但長期以來,中國經濟粗放式增長特征明顯,經濟增長以大量的能源消耗和二氧化碳排放為代價。中國能源消費量從1980年的6.03億噸標準煤,快速增加到2018年的46.4億噸標準煤,年均增長率達到5.5%,我國已于2009年成為全球能源消費第一大國。而且,由于中國能源蘊藏具有“多煤少油”的特征,低廉的價格和易獲得性使高污染的煤炭成為我國能源消費的主要來源。統計數據顯示,1980—2018年,煤炭消費占我國總能源消費的平均比重高達65.8%,清潔能源消費只占7.2%。大量化石能源消費(尤其是煤炭)必然排放出大量二氧化碳,我國二氧化碳排放量從1980年的16.3億噸,猛增到2018年的107.3億噸。從2011年開始,中國已經成為世界上最大的二氧化碳排放國。而且,中國工業化和城市化進程仍然處于快速推進階段,在沒有大規模清潔能源投入使用的情況下,能源消費仍將主要以煤炭和石油為主。這必將導致我國能源消費總量、碳強度和二氧化碳排放量居高不下,中國面臨著巨大的二氧化碳減排壓力。


    2020年12月21日,國務院新聞辦公室發布《新時代的中國能源發展》白皮書,清晰描繪了中國2060年前實現碳中和的“路線圖”。在近期的中央經濟會議上,“2030年碳達峰”和“2060年碳中和”被列為2021年八項重點任務之一。碳中和目標是中國為了應對全球氣候變化付出的行動,彰顯了大國的責任和擔當,對全球可持續發展具有重要的意義?!疤贾泻汀币馕吨洕鐣顒右鸬奶寂欧排c商業碳匯等活動抵消的二氧化碳,以及從空氣中吸收的二氧化碳量相等。由于實際生產生活中不可能不排放二氧化碳,“碳中和”的概念其實是通過擁有等量碳匯或國外碳信用沖抵自身碳排放,實現凈碳排放量接近于零。


    二、碳排放的主要來源


    從中國的能源消費和碳排放現狀來看,在資源稟賦的約束下,中國的能源結構仍然以化石能源為主。新中國成立后30年,中國能源從無到有,這是建設能源工業基礎的階段,是在解決能源有沒有的問題。改革開放后30年,中國解決全面工業化、城市化能源供需的矛盾,是在解決能源夠不夠的問題。在這一階段,中國開始大規模引進世界先進能源技術,形成世界最大能源先進技術市場,包括油氣煤炭勘探開發、電力技術(水火核、輸變電)、節能技術等,先進技術在中國實現規?;瘧?,使中國迅速走到世界前列。而近10年,中國開始解決能源好不好的問題。


    目前,中國已經成為世界最大的能源消費國和最大的能源生產國。中國煤炭產量和消費量約占世界總量的一半,同時也是世界第二大石油消費國,第三大天然氣消費國,成為石油、天然氣及煤炭的最大進口國。2019年,中國煤炭消費占比為57.5%,石油消費占比為18.9%,天然氣消費占比為8.1%,化石能源消費總量占比約85%。不斷增長的能源需求及化石能源為主的能源消費結構導致中國二氧化碳排放量較高。目前,中國由化石能源消費產生的碳排放量接近100億噸。而從分品種化石能源碳排放來看,煤炭消耗導致的二氧化碳排放量已經超過75億噸,超過化石能源碳排放總量的75% ;其次為石油和天然氣消耗導致的二氧化碳排放,其占比分別約14%和7%。從不同行業的碳排放來看,作為一個高度工業化國家,中國的碳排放主要集中于發電和工業端,此外,交通部門的碳排放也占有較大的份額,而農業、居民、商業和公共服務等行業的碳排放相對較低。具體來看,對于發電行業而言,作為一個國家的經濟命脈,電力部門在國民生活中具有不可或缺的地位。目前,中國的電源結構仍然以煤電為主,截至2019年年底,燃煤發電裝機容量占發電裝機總容量的51.8%,2019年燃煤發電量則占發電總量的62.2%。根據IEA(國際能源署)的最新數據,中國電力和熱力生產部門貢獻了超過50%的化石能源碳排放。從工業端來看,能源加工行業、鋼鐵行業及化學原料制造業等相關高耗能行業不僅是煤炭消費的重點行業,也是二氧化碳排放的主要行業。除去電力和熱力生產行業之外,其他工業行業貢獻了將近30%的化石能源碳排放。最后,從交通行業來看,隨著中國城鎮化的持續推進,交通行業的能源消費和碳排放也呈現出顯著的遞增趨勢。交通行業以石油消費為主,目前貢獻了大概10%的化石能源碳排放。


    三、碳中和策略需要統籌規劃、分行業設計、分階段實施


    考慮到如此巨大的碳排放總量,中國在2030年左右實現碳達峰之后,需要在接下來的三十年內完成碳中和目標,這將推動中國能源系統發生顛覆性改變??稍偕茉?、儲能行業、節能行業、碳捕集、利用與封存(CCUS)、生物質能碳捕集與封存(BECCS)等相關低碳、零碳及負碳行業需要加速推廣??稍偕茉刺娲茉词翘贾泻湍繕藢崿F的主導方向。而由于不同減排技術的成本收益差異較大,在不同行業的實施難易度有所不同,中國的碳中和策略需要統籌規劃、分行業設計、分階段實施。對于電力行業,電力系統的深度脫碳是中國實現碳中和目標的關鍵。在電氣化發展的大方向下,未來的電力系統將形成以“可再生能源+儲能”為主的電力供給體系。在過去的十年中,可再生能源發電成本已經顯著下降,尤其是光伏發電,成本下降超過90%。而隨著可再生能源的再次大規模發展,在規模經濟的作用下,其成本有望進一步下降。但可再生能源發電與儲能技術相結合,才是推動其大規模應用的關鍵??稍偕茉粗械娘L電、光伏具有顯著的間接性和波動性等特點,在大規模并網之后,會對電力系統和電網的穩定性產生沖擊。儲能系統可以通過負荷管理進行電網調峰??稍偕茉磁c儲能系統的結合不僅可以有效提升可再生能源發電的可靠性和穩定性,同時可以有效降低電

    力系統的碳排放,推動碳中和目標的實現。


    從工業端來看,未來中國有望擺脫“高能耗、高污染”的產業結構。隨著城鎮化建設的完成,中國對鋼鐵、水泥等產品的需求可能出現大幅下降,工業部門的化石能源的消耗和碳排放將大幅下降。煤炭、石油等化石能源將主要作為工業原材料投入使用,排放的二氧化碳較少。而要實現工業端的完全零碳排放,需要結合自然碳匯及CCUS等負碳排放技術。在短期內,在這些技術實現突破性進展之前,提高工業端的能源使用效率、控制煤炭消費,以及加快煤炭替代是降低碳排放的重要手段。對于交通部門來說,隨著新能源汽車技術的發展及交通基礎設施的完善,未來電動汽車將對傳統燃油汽車實現有效替代,路面交通將實現完全電氣化。因此,電動汽車加上完善的交通基礎設施將是路面交通部門實現脫碳的重要途徑。當然,隨著制氫成本的下降及氫能技術的成熟,未來氫燃料電池汽車也值得期待。對于航空、航海等交通部門,生物燃料、氫燃料等相關能源的使用可以降低這些部門的碳排放,對于無法避免的碳排放,則可以通過自然碳匯及CCUS等技術實現零碳排放。


    從碳中和目標的實施階段來看,中國需要統籌規劃,從“十四五”規劃開始布局,逐步引導投資轉向零碳和負碳領域,在接下來的各個五年規劃中制定明確的減排目標,并配以相應的減排政策支持。整體來看,中國的碳中和路徑


    大致可以分為以下三個階段。

    階段一(2021—2030年),主要任務是實現碳排放達峰。在短期內,由于煤炭仍然是中國的主體能源,隨著電力需求的增長和工業化的深入推進,發電和工業端的能源消費和碳排放將保持一定的增長態勢。另外,目前中國人均汽車保有量非常低,僅為發達國家的四分之一左右,未來交通部門的能源需求增長空間依然很大,短期內交通碳排放還將持續增長。因此,在碳排放達峰的主要目標之下,此階段的主要工作是提高能源使用效率,逐步替代發電和工業端的煤炭消費,控制煤炭消費總量,大力發展可再生能源,推進新能源汽車對傳統燃油汽車的替代,引導消費者實現低碳生活方式。


    階段二(2031—2045年),主要任務是快速降低碳排放。在碳達峰目標實現之后,中國需要在接下來的三十年內將超過100億噸的碳排放實現凈零排放,因此在開始的十五年內,中國需要快速降低碳排放。一方面,隨著可再生能源和儲能成本的顯著下降,“可再生能源+儲能”將逐步實現平價上網,實現對化石能源的有效替代 ;另一方面,隨著電動汽車成本的下降和交通基礎設施的完善,“電動汽車+交通基礎設施”的組合將有效替代傳統燃油汽車。因此,階段二的主要手段包括大規模利用可再生能源,大面積完成新能源汽車對傳統燃油汽車的替代,實現交通部門全面電力化,加大CCUS、BECCS等負碳排放技術的推廣使用,完成第一產業的減排改造。


    階段三(2046—2060年),主要任務是深度脫碳,實現碳中和目標。在此階段,CCUS、BECCS等相關技術將逐漸成熟,可以實現大規模推廣??稍偕茉?、儲能、氫能等相關技術實現商業化利用。在工業和發電端、交通等領域完成清潔低碳改造之后,對于那些無法實現零碳排放的行業來說,可以通過碳匯及CCUS、BECCS等負碳排放技術來實現碳中和目標。


    四、如何保障碳中和目標的實現


    在未來40年要實現碳中和,對于中國來說,挑戰與機遇并存。在逐步完成碳中和目標的過程中,新能源行業、儲能行業、CCUS等零碳和負碳技術排放行業將迎來比較快速的發展,中國高質量發展進程將加速推進。為了保障中國碳中和目標的實現,中國需要做好以下幾個方面。一是健全應對氣候變化的相關法律法規,完善相關制度建設。氣候變化相關法律法規是碳中和目標實現的必要條件。將碳中和目標納入社會發展規劃目標中,完善氣候變化相關的立法工作,不僅可以將碳中和愿景提升為社會行動共識,而且可以保障碳中和承諾有法可依、有據可循。另外,還需要加快構建統一有效的全國用能權、碳排放交易市場,充分發揮市場機制在節能減排中的作用。


    二是在未來40年內達到碳中和,對于中國來說,時間比較緊迫。需要從“十四五”規劃開始布局,在未來四十年的各個五年規劃中提出階段性的減排目標,爭取在“碳中和”相關領域提前布局。特別是需要鼓勵國有能源企業積極盡早入局,利用雄厚的國有資金和成熟的技術積累發揮優勢,成為清潔低碳安全高效的能源體系下的重要參與者和貢獻者。經過前期的快速擴張,光伏、風電等行業都面臨著較為嚴重的產能過剩,但這也是部分優秀的企業脫穎而出的時機。企業家會更有力并用心經營。因此,政府不需要過度干預,而應該遵循市場規律,允許失敗的企業破產或由有競爭優勢的企業兼并,政府只用做好失業保障、再就業培訓等社會服務工作。落實到具體政策上,筆者有以下幾點建議。


    一是能源轉型應實事求是。應綜合考慮中國當前的經濟社會發展階段、能源安全的要求及當前能源技術的實際水平,科學合理地推進清潔低碳轉型。立足于滿足人民群眾美好生活的需要,不僅需要有綠水青山,還需要有充足的物質生產力。


    二是需要更慎重考慮和使用能源政策。特別要避免利用行政手段進行冒進的能源結構調整。要真正做到市場在資源配置中起決定性作用并更好地發揮政府作用。政府需要在轉型過程中盡可能采用市場化手段對能源進行干預,例如,通過排污費等市場化的手段讓能源價格反映環境外部性,而市場能夠自我調節的部分應該讓市場決定。


    三是要堅持能源領域的道路自信。在對重大能源問題進行判斷和決策時,既不能妄自尊大,也不要妄自菲薄。關于氣候變化和環境治理等問題,不能對西方國家的言論“人云亦云”。而是應該根據國情進行科學客觀的影響評價,做出清醒獨立的判斷,再根據自身的實際情況進行政策的制定。


    四是完善能源科技創新政策設計,推進關鍵零碳和負碳技術的發展。碳中和過程的深入推進需要配套CCUS、BECCS、儲能、氫能等零碳和負碳技術作為支撐。政府需要完善能源科技創新政策設計,重點關注發電、工業、交通等相關領域零碳和負碳技術的發展,爭取在產業鏈和技術上走在世界前列。當然,由于技術變革速度和方向存在不確定性,未來還需要加強新興技術的研發和創新。


    五是增強能源國際合作,加快全球碳減排進程。目前,全球有超過120個國家提出了碳中和目標,作為全球最大的碳排放和煤炭消費國,中國碳中和目標的提出無疑會加快全球氣候變化治理進程。增強國際合作不僅可以提升中國的國際影響力,同時可以實現不同國家之間在節能減排、低碳、零碳及負碳等相關技術上的互補,最終實現互惠互利、合作共贏。

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