周大地:零碳能源的转型前景

选择字号:   本文共阅读 154 次 更新时间:2021-01-09 13:27:49

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周大地  

   2020年10月30日,绿色低碳发展智库伙伴(GDTP)2020年度研讨会在上海顺利召开。来自上海、北京、重庆、天津、四川、广东、湖北、浙江、山东、辽宁、海南、内蒙古等地的近150余名嘉宾参会。与会专家围绕着“聚焦十四五规划,展望碳中和未来”的主题,解读五中全会精神,研讨“十四五”规划中的碳目标设定、全国各区域深度减排的可能路径以及促进绿色发展的市场和政策手段。全天的研讨会吸引了近万人在线观看。本期编发的是中国能源研究会常务副理事长,国家十四五规划专家委员会委员,国家十四五能源规划专家委员会副主任,国家气候变化专家委员会委员,GDTP高级顾问周大地的主题演讲。

   今天我演讲的内容是关于零碳能源的转型前景,之所以要讲这个题目,是因为国内对零碳能源要做什么,在什么样的时间范围去做的认识并不清楚,甚至还有人认为到2050年煤电都不能大幅度减少。所以今天我来重点分析按照习主席提的2060碳中的目标去努力,能源领域需要做哪些事儿。

   零碳能源转型的大背景

   2019年全球能源消费结构中化石能源仍然占84%左右,中国约为84.6%,略高于全球的平均水平。世界在往后的30年或更长一点的时间内,将化石能源比例超过84%的能源系统转换成基本上是非化石能源,即零碳排放的能源系统,是个巨大的挑战。中国也不例外。

   中国的难处是预计的经济增长速度,发达国家现在平均的经济增速是1%-2%,最高到3%多一些。而中国更高的经济增长速度(5%以上)还要维持一段时间。所以传统的计算方法认为我国的能源消费要随着经济增长还有一个增长期。大多数发达国家能源消费已经达到较高的水平了,能源消费总量开始下降。

   但是,中国也有优势。我们以煤为主的能源效率低于以油气为主的能源效率。相对于西方国家以油气为主的能源结构,中国在低碳转型过程中从能源效率方面可以得到好处。在转型低碳发展后,获得能效改善的好处也更多。如果达到最后的低碳情景,能源消费效率和能源转换效率都将比现在高许多。西方国家目前人均能源消费比中国高。从传统的高能源消费模式转换为低碳、高效、合理的消费模式,难度不比中国小。

   《巴黎协定》为全球能源加快低碳转型确定了共同目标,要把本世纪末全球平均温升控制在明显低于2℃,力争控制在1.5℃以内。2℃温控上限目标为2050年全球碳排放下降70%左右,2060-2070年实现零碳化,1.5℃温控目标要求2050年全球实现零碳化。我们确定的2060前实现碳中和的目标实际上是介于巴黎协定控制温升2度和1.5度之间,并尽可能向1.5度路径靠拢。目前全球基本上所有的发达国家、实现了工业化的国家,以及其他类型国家共110多个,都表态要大幅度强化低碳进程——欧盟以立法的形式明确到2050年实现碳中和,日本新首相一上任就做2050年碳中和的承诺。

   对气候变化按目前的趋势发展下去会造成什么样的恶劣影响,我们是认识不足的。气候变化的重大负面影响已经开始显现,中国的温升明显高于全球其他国家和地区,水资源也处于偏紧的状态,因此中国是受气候变化影响很显著的国家。积极应对气候变化,控制温室气体排放是我们中国必须要做的事,不是别人强迫我们做的事。

   低碳技术进步可以支撑加快低碳转型

   低碳转型加快反过来也会促进低碳技术发展加快。在非化石能源供应技术方面,技术进步迅速,转换效率不断提高,成本明显下降。风电光伏发电开始具有经济竞争力,一批低成本可再生能源项目在世界各地进入大规模发展。欧洲一些国家可再生能源发电超过50%,一些国家将在2030-2040年实现电力系统零碳化。

   消费方低碳技术加快发展。超低能耗建筑、零碳建筑都已经进入实用阶段,极大地降低建筑用能需求,改变了传统的采暖方式。在用能技术方面,电动汽车即将进入市场竞争阶段,10年内可望市场翻转,全面取代燃油汽车。可再生能源制氢和燃料电池将在重载车和锂电池开展市场竞争,并进一步向水运空运发展。在工业过程的碳排放上,包括冶金化工、有机材料,也都开始进行低碳化技术示范。随着低碳发展规模扩大,技术进步很可能继续加速。

   对两个目标的内涵要深刻理解

   根据习主席提出的具体目标,在全球技术进步的位置上来看,我们要在2030年之前、2060年之前的“前”上多做文章。尤其是2030年前的“前”是越提前越好,如果能实现提前碳达峰,2060年前实现碳中和就有更大的余地。

   我们不能只关注习总书记在联合国大会上宣布两大重要目标的时间点,还要认真地学习习主席对于绿色发展和中国与全人类共同面对挑战的方面所做的重要的论断,他说:“人类需要一场自我革命,加快形成绿色发展方式,形成绿色发展方式和生活方式,建设生态文明和美丽地球”。

   此外,这句话我认为也非常重要:“应对气候变化《巴黎协定》代表着全球绿色低碳转型的大方向,是保护地球家园需要采取的最低限度行动。”《巴黎协定》提出的目标是我们最低限度行动,即要确保明显低于2℃,力争1.5℃。换言之,若再往后退则不符合习主席提出来重要的判断,因此,各国必须迈出决定性的步伐。

   “十四五”要找准低碳转型方向迈大步

   如果全国要求2030年以前碳达峰,那么我认为有基础的省市应该尽可能早地实现达峰目标。应要求多数省市——至少半数以上——在“十四五”期间实现碳排放达到峰值。

   但因为各地的经济发展、能力、能源情况都有区别,要求山西、内蒙等地方和广东、深圳同时达峰不太可能。比如北京可能已经达峰了,而内蒙则可能认为自己2025年达峰很困难,因为它50%的经济总量和增量与能源、煤炭相关,而且还想维持高于全国平均的经济增速。实现2030年前碳排放达峰目标的一个重要前提是经济增速仍然要超过5%。不能要求所有省市同时达峰,应该有一大批省市带头提前达峰。达峰越晚,峰值越高,实现碳中和的目标就越困难。如果现在碳排放还在往上冲,碳中和目标就要使以后碳排放降落更多更快,时间也更为紧迫。

   此外,十四五期间对于化石能源新增能力的所有投资,都将面临加大沉没损失的巨大经济风险。有的地方还计划在“十四五”期间新增煤电厂或者上马大型石化产业基地,觉得在2060年前至少还有二三十年的生命周期可以盈利,但是没有考虑到这二十多年是要达到清零的变化过程,有相当一批煤电厂是很快就要开始退出的。如果新建的多了,旧有就要退出得更多更快,沉没成本也要加大。我们需要尽快建设实现碳达峰和碳中和目标的具体路径和时间阶段目标,形成相应政策框架和体制机制,防止各行其是,相互矛盾掣肘。这项工作在“十四五”期间还是比较紧迫和繁重的。

   如果是2060年前实现碳中和,能源系统需要在2050年前后实现零排放,化石能源消费基本清零。除了二氧化碳和甲烷以外还有20多种其他的温室气体,这些温室气体全部清零难度比化石能源更难。相当部分省市需要更早实现能源的零排放。

   许多研究表明,实现能源零碳排放,电力系统要提前实现零碳排放,一般大约提前5到10年。所以也就是在2040-2045年电力系统要实现零排放。这就意味着,还有25年所有的火电厂要关门,虽然目前化石能源系统还在持续扩张,但30年以后要实现基本清零。如果能认识到这一点,对于低碳转型的思考和投资理念,就要发生更大的变化。我国地区存在经济差异,并不是全国各个省市都能同步到位,部分省市还要提前实现电力非碳化,这些地方低碳转型连30年的时间都没有。

   要建立对低碳转型必要性和可行性的社会共识

   我国的能源供应和消费系统需要根本性转型,时间十分紧迫。国内对应对气候变化的必要性和紧迫性普遍认识不足,缺乏对气候变化负面影响真正的认识,和现实挂钩不够。很多人认为本世纪末可能才会看到气候变化的大影响,现在所能看到的影响小,因此很多人认为早点晚点无所谓。地方一级基本没有做气候变化影响风险分析,认为跟本地本省没有太大关系。

   我国包括决策层对气候变化问题的认识也在不断深化。过去在气候变化谈判中,刚开始中国的确不太懂如何做气候变化影响风险分析,当时中国排放量低,能源消费水平也很低,发展中国家要争取更多排放空间和发展空间,所以我们主要花了大部分时间来争取“共同但有区别的责任”的原则。因此长期以来形成争取更大排放空间的惯性思维,总认为积极应对气候变化是一种发展制约。我认为,这种约束不是对某一个国家的约束,而是对整个地球发展模式的要求,要求各国都要改变发展方式的重要外部条件。现在的情况是,谁低碳转型干的快、干的好就能占得先机,因为技术进步是全球性的,中国好不容易走到全球经济前列,从主要依靠技术引进到了要和其他国家一起创新引领技术的新阶段。如果在低碳转型技术领域不努力,可能重新出现重大的技术落后。

   另一方面,根据化石能源时代的能源资源理论,一提就是“富煤贫油少气”。但中国从可用的能源资源来讲,可再生能源是最丰富的,我们疆域辽阔,跟日本等国相比发展可再生能源潜力巨大。传统的能源需求预测方法,还用标准煤的概念,长期高估了化石能源的未来需求,不仅在能源行业甚至社会各界,形成了依靠化石能源支撑能源消费持续增长的习惯性认识。我们需要树立新的更科学的能源资源观,不断完善能源分析和统计方法。

   中国能源发展不同阶段有不同的发展目标

   解放后30年,能源是从无到有,刚解放时全国只有100多万千瓦的电力,这个阶段是建立能源工业基础建设阶段,解决的是有没有的问题。

   改革开放后的30年,解决全面工业化、城市化能源供应不足的矛盾,解决的是够不够的问题。这一阶段开始大规模引进世界先进能源技术,形成世界最大能源先进技术市场,包括油气煤炭勘探开发、电力技术(水火核,输变电)、节能技术,大规模引进,在中国实现规模化应用,而且迅速走到世界前列。

   近10年,开始解决好不好的问题。目前电力和其他能源供应能力是比较富裕的,终端能源的优质化(城市能源燃气化,电气化)、化石能源清洁化、启动低碳能源规模化发展,开始往好不好的方向走。只有最好的能源技术才能到中国的能源市场来。中国开始成为先进能源技术的最大实验场地,一批国内技术走上世界领先水平。

   在此过程中,中国也成为世界最大的能源消费国,也是最大的能源生产国。以煤为主,煤炭产量和消费量约占世界总量一半,同时也是世界第二大石油消费国,第三大天然气消费国,成为最大石油、天然气以及煤炭进口国。中国建成世界最大的电力生产和供应系统,能源供应装备和运行技术已经全面进入国际先进行列,有一批重大技术装备和工程技术已经国际领先;水核风光的技术和装备能力也进入世界前列,甚至形成垄断优势。比如说,中国光伏组件的产能占世界的80%,如果中国说没条件搞可再生能源,那世界没有国家能搞了。

   实现中国零碳能源系统的九点建议

   第一,煤炭、石油、天然气按顺序先后退出。主要因为其能源使用效率,三者依次排序,越往前能源使用效率低,污染最重,碳排放量最高。我个人认为核电将成为中国重要的低碳能源,如果完全依靠可再生能源打天下,以后电力系统稳定运行困难会更多,同时成本也可能很高。

水电系统要充分开发,中国可能还有近2亿千瓦水电,包括雅鲁藏布江水电有待开发,技术上所谓高难的也是可以攻克的。风电从2亿千瓦到20亿千瓦以上,太阳能发电至少要20亿千瓦,甚至30亿千瓦。生物质能源要充分利用,各种储能技术都有巨大发展空间。可再生能源电解和核能高温制氢,(点击此处阅读下一页)

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本文责编:陈冬冬
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文章来源:中宏网

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