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作者:馮麗妃 來源:中國科學報 發布時間:2020/12/18 15:15:59
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杜祥琬院士:碳達峰與碳中和引領能源革命

 

今年,在《巴黎協定》5周年之際,中國向世界宣示了2030年前實現碳達峰,2060年前力爭實現碳中和的國家目標。這不僅是我國積極應對氣候變化的國策,也是基于科學論證的國家戰略。它更清晰了“能源革命”的階段目標,也要求我們為低碳能源轉型做出更為扎實、積極的努力。

能源轉型是人類文明形態不斷進步的歷史的必然。當年,煤、油、氣等化石能源的發現和利用,極大地提高了勞動生產力,使人類文明由農耕文明進入工業文明,這是典型的能源革命,它給人類帶來了很大的進步。但200多年來,工業文明也產生了嚴重的環境、氣候和可持續問題?,F代非化石能源的進步,正在推動人類由工業文明走向生態文明,并在推動新一輪能源革命。

不過,世界和中國能源結構轉型的三個階段存在差異。全球能源結構轉型第一階段以煤炭為主,1913年,煤炭占全球一次能源的70%。但經幾十年全球能源轉入油氣為主階段,現在正從油氣為主轉向第三價段。我國能源結構的第一階段也是煤炭為主,但中國能源結構的第二階段不會是油氣為主,而是多元架構階段,即化石能源和非化石能源多元發展、協調互補、此消彼長,逐步向綠色、低碳、安全、高效轉型,來實現電氣化、智能化、網絡化、低碳化。我們也將轉入第三價段,即非化石能源為主階段。

改革開放以來,我國能源的快速增長支撐了經濟的高速增長,能效有明顯提高,能源結構也有改善,但還不夠革命性,而產業偏重、能效偏低、結構高碳的粗放增長使得環境問題日趨尖銳。

近年來,我國已將能源強度、碳強度列入考核指標,能源彈性系數逐步下降。但目前我國能源強度依然是世界平均水平的1.3倍,這顯然是不可持續的。如果這一數字提升至1.0,就意味著同等規模的GDP可節省十幾億噸標煤。

到2030年前實現碳達峰,僅剩十年。

因此,“十四五”期間的能源規劃極為重要,它將為2030年前碳達峰做好鋪墊,為2060年前實現碳中和要逐步明確路徑。

“十四五”期間我國需要對節能提效有明確要求。節能提效應為我國能源戰略之首,成為綠色、低碳的第一能源,保障國家能源供需安全和能源環境安全的要素。特別是在當前以化石能源為主的能源結構下,節能提效應是減排的主力。從能源生產來說,就是由黑色、高碳逐步轉向綠色、低碳,從以化石能源為主轉向以非化石能源為主。

“十四五”期間,能源行業要走上高質量發展新征程?;茉匆M可能適應能源轉型需要,如煤炭要實現清潔高效利用,石油行業仍要“穩油增氣”,且要大力發展非化石能源。我國要以較低的能源彈性系數(小于0.4%),滿足能源消費2%的年增速,需主要依靠非“化石能源+天然氣”。這是對內推進能源革命、對外構建人類命運共同體的融合點,是推動國內國際“雙循環”相互促進新發展格局的抓手。

需要指出的是,當前社會經濟發展正在促進可再生能源快速增長,生產、儲能等成本顯著下降。2010年到2019年,全球范圍內光伏發電、光熱發電、陸上風電和海上風電項目的加權平均成本已分別下降82%、47%、39%和29%。讓可再生能源從十年前的“微不足道”變得“舉足輕重”,它必將從一個“補充能源”逐步發展為“主流能源”。

以分布式低碳能源網絡為例,它可以自發自用、寓電于民,與集中式電網互動。如果我國能夠發展一大批這樣的能源“產銷者”,就可以減緩“西電東送”和“北煤南運”的壓力。這并非紙上談兵。三年前,河南開封蘭考縣基本上是以煤電為主的外來電,經過三年能源革命試點,目前該縣已經以自發自用電為主。

通過水電、核電、風電、太陽能、生物質能、地熱以及儲能技術、新能源汽車等技術領域和綜合能源服務、智能電網、微網、虛擬電廠等新業態的進一步發展,預計到2025年,我國非化石能源在一次能源中占比將達到20%;電力在終端能源中占比將超30%;非化石電力裝機占比達50%,發電量超40%。

屆時,可再生能源將擔當大任,成為“十四五”期間能源增量主體,煤炭消耗不再增長,率先實現“煤達峰”,甚至“煤過峰”。“十五五”期間,通過非化石能源增長和(包括電動汽車在內的)再電氣化,中國東部地區/城市率先在2030年前實現碳達峰,這是非常清晰的目標。

在碳達峰的基礎上進一步實現碳中和,就要做到碳排放與碳匯持平。從這個角度來看,目前,世界溫室氣體排放主要是二氧化碳,占73%。2019年,全球二氧化碳排放342億噸,其次是甲烷排放。2006年以后,中國成為第一大排放國。我國提出“碳中和”國家戰略目標,意味著能源轉型將邁出更加積極的步伐。

在以化石能源為主的今天,全球和中國降碳的主要措施有三要素:首要措施應是“提能效、降能耗”,特別是從建筑、交通、工業、電力等方面入手,高度重視調整產業結構,同時加強技術進步;其次是“能源替代”,應高比例發展非化石能源,特別是可再生能源;第三是碳“移除”,增加碳匯,大力發展CCUS技術等。

碳達峰和碳中和的目標對我國是挑戰,轉型不力將會導致能源系統和技術的落后;但更是機遇,它將帶來新的產業、新的增長點和新的投資,實現經濟、能源、環境、氣候的可持續發展?,F在,我們正處在能源產業和時代發展的拐點上,尤其是在碳中和的目標之下,未來的能源生產、儲備和消費將會發生重要的變化,讓我們一起見證!

(作者系中國工程院院士、國家能源專家咨詢委員會副主任杜祥琬 本報記者馮麗妃整理)

 
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