中國將採取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值,爭取在2060年前實現碳中和。近期國家領導人的這段重要講話,讓「碳中和」成為熱詞。這將對山東的「十四五」規劃及未來非化石能源發展提出怎樣的新要求?
「考慮碳匯和CCUS(碳捕集、利用與封存)減碳後,二氧化碳的淨零排放應該在2050年實現,2050年中國的碳排放剩下10億噸,分到山東可能不超過1億噸。而目前實現低碳的技術成熟度較低,這使得碳中和面臨很大挑戰,也為開展相關研發提供了機會。」日前,齊魯工大(山東省科學院)二級研究員、省生態文明研究中心主任周勇接受經濟導報記者採訪時,根據承擔的山東省「十四五」及2035年能源需求預測課題成果分析說。
大規模發展光伏和風電
在周勇看來,碳中和目標是國際大趨勢,也是中國對外宣示的目標任務。「十四五」和「十五五」期間,實現2030年前達峰是主要任務。全國和山東省只要按照目前煤炭和能耗雙控政策,加大產業結構調整力度,加快可再生能源的發展,2030年前實現碳達峰沒有問題,關鍵是如何實現2060年碳中和。
「包括可再生能源和核能在內的非化石能源,將在2050年基本替代化石能源,我省大規模發展光伏和風電是唯一選擇。」周勇對經濟導報記者說。
他透露,研究團隊在進行山東省中長期煤控目標國際合作課題和山東省「十四五」能源需求預測課題研究過程中,遇到的最關鍵問題是,山東省的光伏開發潛力到底有多大,或者說2050年時光伏裝機容量有多大。
周勇分析稱,目前,山東省能源燃燒產生的二氧化碳排放量大於10億噸,2050年煤炭燃燒和工業過程產生的二氧化碳排放量大概在0.5億噸左右,而且主要是供熱原因保留的熱電聯產機組的碳排放,還有0.5億噸左右是天然氣和燃油排放的二氧化碳。這意味著2050年時煤電基本退出,燃油汽車基本退出,非化石能源以電力的形式滿足比現在高得多的能源需求,能源系統將發生革命性的變化。
他進一步表示,非化石能源包括可再生能源(風電、光伏、水電、生物質等)和核電。根據山東省非化石能源的資源潛力和初步規劃,核電發電能力相對比較清晰,垃圾發電和生物質發電也能夠比較確定,不確定性很大的是風電和光伏發電的資源潛力以及由此帶來風電和光伏發電裝機能力和發電量的未來數量。
「能夠拿出多大比例的適合風電和光伏發電的非耕地土地資源用於發展光伏和發電,是關鍵。需要重新評估山東省的光伏和風電發展潛力。」周勇說。
合理布局2050年之前的光伏和風電裝機
關於光伏和風電的發展,周勇建議說,要合理布局2050年之前光伏和風電裝機發展的階段目標。
「十四五」和「十五五」期間的光伏和風電發展,受制於目前的技術水平、經濟性和政策導向,需要腳踏實地的制定光伏和風電規模。2030年之後,要根據多種儲能技術發展以及煤電、燃氣發電調峰等提供的最大可能,全力發展風電和光伏發電。到2050年,非化石電力在總電量中比例達到90%。
他還提出,要拿出更大比例的土地用於發展光伏和風電。不考慮土地成本的話,來自省內的清潔電力成本低於外調電力的成本,將來外調電力加上其中煤電的碳排放的成本後更是如此。而空氣品質根本改善的要求,也需要2030年後加大光伏和風電的發展步伐,儘可能更多的替代煤電。
「山東省需要拿出更大比例的土地用於發展光伏,當然也可以通過與利用荒漠土地發展光伏的省份進行土地置換,異地發展光伏發電。只有如此,才能夠實現2050年非化石能源發電佔90%以上。」周勇說。
可再生能源發電需要調峰的問題會隨著2060年實現碳中和要求的倒逼而出現快速的技術進步和替代手段。儲能和調峰有多重技術手段,如化學方式儲能、水電方式儲能,煤電調峰、燃氣發電調峰、垃圾發電調峰等。在煤電成本因為低碳發展而變得很高的時候,非化石能源技術進步會更快。可以預見的是,未來碳價會達到300元一噸,CCUS技術每噸碳成本可能達到上千元,這倒逼利用現有資源開發各種儲能手段,不能再以調峰或儲能方面的問題,拖延煤電退出的時間進程。
必須在低碳技術方面全面推進
「山東省重化工業為主的高碳排放特徵,預示著山東省面臨著艱巨的去碳化任務。」周勇說。
他表示,山東省產業結構偏重,重化工業比重大,碳排放相對較高,實現低碳發展的任務比其他省份要重。繼續走現在的技術路線,主要依靠大幅度的產業結構調整和發展可再生能源,2050年碳排放僅僅能夠下降20%-30%,在8億噸左右(不包括工業過程的近1億噸碳排放)。
按照碳中和要求的1.5度溫升方案,山東省目前10億噸以上的碳排放,2050年剩下1億噸,其中大多數為工業過程產生的二氧化碳、極少量供熱為主的熱電聯產煤電機組排放的二氧化碳,以及油氣燃燒產生的二氧化碳。
他認為,必須在低碳技術方面實現全面推進,才有可能實現2050年二氧化碳淨零排放、2060年碳中和目標。這需要作為產業血液的能源供應由高碳轉化成無碳,這將會引發工業、交通系統現有各類能源相關技術路徑做相應的徹底轉換,應該是全面的技術革命。產業高碳的山東省面臨的壓力應該是各省中較重的。
山東省應集中全省高校和科研機構力量,圍繞產業低碳發展所需要的各種前瞻性技術,開展以政府支持為主的競爭前技術的研發,爭取在未來的低碳技術市場佔有一定比例。制定重點低碳技術和革命性低碳技術研發路線圖和投資計劃,調動行業和市場力量,大規模部署推廣低碳技術研發和示範。對於相對成熟的低碳技術,組織技術、市場、行業、金融等各方力量共同開展低碳示範工程,設立碳中和示範區,開展低碳、脫碳技術大規模集成示範,積累實踐經驗以帶動全省範圍最終實現碳中和目標。
「讓已有高碳能源儘快退出(如煤電25年使用期後退出),為可再生能源讓出市場。通過碳交易或類似碳稅的措施,增加高碳產品的成本,為低碳技術利用創造空間。」周勇說。 (經濟導報記者 王偉)
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