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黄震:聚焦碳达峰碳中和,推动能源绿色转型

2021-05-12 08:46:02 政协头条

2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣布中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,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。

实施碳达峰、碳中和是应对国际新变局、构建新发展格局、落实新发展理念的重大战略布局,2020年中央经济工作会议将“做好碳达峰、碳中和工作”作为2021年八大重点任务之一。

如何实现碳达峰、碳中和目标?全国政协常委、上海市政协副主席,民进中央副主席、民进上海市委主委,中国工程院院士,上海交通大学副校长黄震接受记者记者专访,展望了能源发展趋势,探讨了我国能源革命与绿色发展之路。

记者:何为“碳达峰”和“碳中和”?我国做好碳达峰、碳中和工作,有什么重要意义?

黄震:气候变化是人类面临的全球性问题。从第一、第二、第三次工业革命看,化石能源(煤、油、气)的发现和利用,极大提高了劳动生产率。但两百多年来,化石能源燃烧所产生的二氧化碳累计已达2.2万亿吨,在人类社会得到大繁荣、大发展的同时,也产生了严重的环境问题、气候变化问题。

“碳达峰”是指碳的排放量达到峰值不再增加,由增开始转降的拐点出现。“碳中和”是指碳的排放量和清除量基本达到平衡,达到净零排放。通过技术创新和进步将所排放的二氧化碳对自然环境产生的影响降低到净零程度。需要注意的是,碳中和的碳,狭义的是指二氧化碳,更为宽泛的则是指温室气体,即除了二氧化碳外,还包括甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化合物、全氟碳化合物、六氟化硫、臭氧等。

自第一次工业革命以来,大气中二氧化碳的浓度持续上升,2021年3月大气层中的CO2浓度已达到了417ppm。全球地表平均温度已升高1.1摄氏度,如不加控制,到21世纪下半叶温度将升高2.5摄氏度至2.7摄氏度。温度的上升,会造成地球上病虫害增加,疾病肆虐;导致土地干旱,沙漠化面积进一步增大;气候反常,极端气候现象频发;冰川融化,海平面会上升;将会超越地球生态系统自我修复能力,因此,气候已成为全球性的非传统安全问题。危害着人类生存和可持续发展的基础。

在这一背景下,2015年12月,《联合国气候变化框架公约》197个缔约方在巴黎气候变化大会上达成了《巴黎协定》。我国在2016年9月加入巴黎协定。《巴黎协定》明确要求全世界共同努力,减排温室气体,把未来的温升控制在不超过工业革命前的2℃,并努力争取控制1.5℃; 提出到本世纪下半叶实现人为活动温室气体排放源与吸收汇的平衡,达到净零排放。

去年,我国宣布力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取于2060年前实现碳中和。这一承诺的提出,不仅是我国作为世界大国的责任担当,为全球生态文明和构建人类命运共同体,作出中国的贡献;也是推动我国能源结构、产业结构、经济结构转型升级,转变经济增长方式的自身发展需要,对我国实现高质量发展,建设人与自然和谐共生的社会主义现代化强国具有重要战略意义。

记者:碳达峰、碳中和对我们国家社会经济发展会产生哪些影响?

黄震: 碳达峰、碳中和将对我国社会经济发展产生极其深远、极其深刻的影响。这是一场绿色革命!借用狄更斯的一句话,这是最好的时代,这也是最坏的时代!我们将构建全新的零碳能源与产业体系,其中意味着百万亿级的投资和产业发展机遇,一些新经济、新行业、新商业模式行将诞生;而一些传统行业如不变革不脱碳,行将归零、被颠覆与消亡。技术的发展、社会的进步,势不可当!

记者:要实现碳达峰、碳中和目标,我国仍面临哪些挑战?

黄震:我们面临的挑战是史无前例的,主要有如下三个方面:

第一,我国作为世界最大的发展中国家,改革开放四十余年来,经济高速发展,GDP总量已跃居全球第2位,但人均GDP刚突破1万美元,发展不平衡不充分问题仍然突出,面临着发展经济、改善民生、消除贫困等一系列艰巨任务,我国能源需求还在不断增加,碳排放仍处于上升阶段,尚未达到峰值。

第二,从能源消费总量来看,我国消费总量世界第一,占比高达全球1/4左右。从能源消费结构来看,我国仍以化石能源消费为主,占比高达85%左右,能源消费目前仍有一半以上用的是煤炭,从我国发电类型来看,火电占到整个发电量的70%左右。与中国不同的是,欧盟主要国家早已于20世纪90年代之前碳达峰,美国也于2007年实现碳达峰。欧盟主要国家从实现碳达峰到2050年实现碳中和有近六十年时间,我国在2030年前碳达峰到2060年前实现碳中和,时间只有它们的一半。这意味着,中国需要用更短的时间,将85%的化石能源变成净零碳排放能源,这是巨大的挑战。

第三,从全社会在气候变化和温室气体控制方面看,我们在百姓意愿、企业认同、技术储备、市场机制、法律法规等方面与发达国家相比,明显滞后,亟待迎头赶上。

记者:在碳达峰、碳中和目标下,未来能源发展将呈现出哪些特点?

黄震:第一,在能源生产形式上,将从集中走向分散,从现有电力系统自顶向下的树状结构(发电-输电-配电-用电)走向扁平化、大量分布式能源自治单元之间相互对等互联的结构,这种能源互联使可再生能源分层接入与消纳得以实现,构建以新能源为主体的新型电力系统。

第二,在能源生产和消费形式上,将从能源生产者、消费者互相独立转变为产销者一体,需求侧的用户通过分布式能源扮演消费者和生产者的双重角色,每一栋楼房将转变成独立的能源产消者。

第三,在能源利用上,化石能源在未来一次能源消费中的比例将会大幅降低,可再生能源比例会持续大幅度上升。从高碳走向低碳,最后走向零碳能源的时代,可再生能源从补充能源到主体能源,这种变化将是革命性、颠覆性的。

过去的世界,我们是依赖于上亿年前的阳光照耀的产物-化石燃料,今后的世界,每天的阳光将为我们提供取之不尽、用之不竭的热、电,还有可再生燃料。

记者:您认为未来能源技术发展趋势是什么?

黄震:我把能源发展大趋势总结为“五化”,从能源供给侧看,是电力零碳化、燃料零碳化;从能源需求侧看,是高效化、再电气化、智慧化三化。

从供给侧看,首先是电力零碳化。目前,全球能源结构仍以化石能源为主,高达41%的碳排放来自电力行业。电力系统的脱碳是全社会零碳发展的关键,也是实现碳中和目标的关键。

大力发展可再生能源发电是电力系统脱碳的关键,十多年来,可再生能源的发展快速,我国可再生能源发电装机总规模已达到9.3亿千瓦,占总装机的比重达42.4%,2020年我国可再生能源发电量达到2.2万亿千瓦时,占全社会用电量的比重达29.5%。可再生能源的成本也在不断下降,过去10年,整个光伏发电成本下降82%-90%左右, 下一步是将每一个建筑物转化为微型发电厂,大力发展虚拟电厂、微网和储能技术,部署更多的新能源装机容量,发出与消纳更多的电量。预测到2030年,我国风电和光伏装机可达16-18亿千瓦,到2050年将可达50亿千瓦。依靠科技发展与突破,构建以新能源为主体的新型电力系统,使常规火力发电从现在的基荷电力转变为调峰电力,结合CCS的火电,将为大电网稳定性和灵活性提供保障,实现电力零碳化。

其次是燃料零碳化。利用可再生能源(光伏或风电等)制取氢、氨和可再生合成燃料,用于汽车、船舶、航空和工业等。特别是可再生合成燃料是一项极具潜力的变革性技术,采用可再生能源来合成液体燃料,一旦取得技术突破,将使交通和工业燃料不再依赖化石能源。同时可再生合成燃料将彻底改变传统的可再生能源“源-网-荷”强关联在线利用形式,创建一种全新的“源-储-荷”离线利用形式,解决弃风、弃光等新能源发展难题,实现燃料净零碳排放。

从需求侧来看,第一是高效化,节能减碳是碳达峰、碳中和最基础的工作,要全面推进电力、工业、建筑、交通等重点领域节能,降低单位GDP能耗。目前,我国单位GDP能耗是全球平均水平的1.5倍,是英国、日本的3倍,节能减碳潜力可观。 第二是再电气化,加速零碳电力供给,在此基础上,加快工业、建筑、交通等领域的再电气化,提高能源利用效率,这是实现碳减排的重要途径。 第三是智慧化,就是通过互联网、物联网、人工智能、大数据、云技术等,将人、能源设备、能源服务互联互通,使电源、电网、电荷以及能源存储相互协调,把海量分布各种各样的发电源和海量的负荷,通过整个网络构架起来,给每个单元赋予智能,实现高效能源生产、交易、利用和能源基础设施共享。

记者:“碳达峰、碳中和”背景下,将会对我国汽车产业发展产生哪些影响?如何减少汽车碳排放?

黄震:推动汽车科技创新,低碳转型,有效控制和降低汽车碳排放总量,对我国碳达峰、碳中和极为重要。从全球温室气体排放看,交通运输是主要碳排放源之一。欧盟在全球最早出台了汽车碳排放法规,是汽车碳减排的先行者,为了防止“碳泄漏”,欧盟正积极推动针对产品碳强度的法律法规,设立征收碳关税,对进口商品征收碳边境调节税,将对国际汽车贸易产生深远影响。

与此同时,通用、福特、宝马、戴姆勒、大众、沃尔沃、丰田、日产等国际车企均已提出2040年至2050年实现产品生命周期碳中和的目标。采用全生命周期评价汽车碳排放和汽车产业快速低碳转型实现碳中和已成为共识。

汽车碳排放控制主要有两个方面,其一是内燃动力和混合动力汽车的碳减排,这类汽车量大面广,对有效控制和降低汽车碳排放总量十分重要。具体而言,从近中期看,主要措施是不断提升内燃动力热效率或混合动力的综合能源利用效率,达到节能减碳目的;从中长期看,进一步研发可再生合成燃料,使内燃动力和混合动力汽车达到净零碳排放。可再生合成燃料是以太阳能、风能等可再生能源为主要能量供给,合成高能量密度的车用碳氢燃料或醇醚燃料等,合成燃料能量密度高,输运和加注方便,可利用目前加油站等基础设施,社会应用成本低,有望使车用燃料取之不尽用之不竭,独立于化石能源,实现汽车净零碳排放。其二则是电动汽车的碳减排,包括纯电动车和燃料电池汽车,通过电力系统的深度脱碳和可再生能源替代,从灰电到绿电、灰氢到绿氢的使用,达到零碳排放。

记者:实现碳达峰、碳中和目标,您来自高校,您认为在人才培养方面应如何发力?

黄震:要完成碳达峰、碳中和国家自主贡献目标,我国的经济与产业结构、能源结构等需要做出快速低碳转型,要大力推进能源科技创新,促进低碳、零碳、负碳技术的开发、应用和推广;要从政策与市场端发力,大力推进碳市场建设,引入碳税,与碳市场形成互补,引导和支持气候变化投融资,将碳作为资产进行管理,推动绿色低碳技术的创新发展和行业减排。目前,我国在碳市场、碳金融及由碳交易衍生的碳核查、碳会计、碳审计、碳资产管理和碳金融衍生的碳信贷、碳保险、碳债券等方面人才十分紧缺。我们要强化国家目标、市场需求与学科建设间的联系,加强碳市场相关能力建设,积极推进碳金融、碳管理学科专业建设,加快培养碳金融、碳管理领域急需紧缺人才。同时,需对市场参与主体进行能力培训,为我国低碳转型发展和碳中和国家自主贡献目标的实现提供人才保障和专业支撑。




责任编辑: 江晓蓓

标签: 碳达峰碳中和

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