12月14日,由中國社會科學院學部主席團和中國社會科學院數量經濟與技術經濟研究所主辦的第九屆全球能源安全智庫論壇在北京召開。論壇以「碳中和前景下的未來能源:選擇與路徑」為主題。與會專家積極為我國實現碳中和願景建言獻策,回答了各界共同關注的我國實現碳中和面臨哪些挑戰與機遇、選擇什麼樣的路徑實現碳中和、各類能源在碳減排過程中扮演怎樣的角色等一系列問題。
碳中和的挑戰與機遇
今年9月,我國承諾將加大國家自主貢獻力度,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,努力爭取2060年前實現碳中和。面對當下的新冠疫情和迫在眉睫的氣候危機,中國主動提升《巴黎協定》下的減排承諾並呼籲世界經濟綠色復甦,無疑體現了自信與擔當。
同時,我國如期實現碳中和面臨諸多挑戰。中國科學院院士李燦表示,從能源發展現狀來看,我國富煤、貧油、缺氣,化石能源在一次能源總消費中佔比高達85%,經過多年的努力,非化石能源也僅僅佔比15%。石油和天然氣嚴重依賴進口,2019年對外依存度分別超過70%和45%。電力生產依然以燃煤火電為主,佔比高達60%。這樣高碳、高煤的能源體系意味著高碳排放。
此外,大部分發達國家在2000年前就完成工業化、現代化和城鎮化,同時已經實現碳達峰了。這些國家計劃在2050年實現碳中和,還有50年的時間。我國2030年前還難以完成全國的工業化和城鎮化。而實現碳達峰只有10年的時間,從碳達峰到碳中和只有30年的時間。與發達國家相比,我國的時間非常緊迫。
中國社會科學院數量經濟與技術經濟研究所能源安全與新能源研究室主任劉強坦言:「在碳中和剛提出時,我也感受到很大的壓力。」但是經過研究後他斷定,我國需要碳中和的目標推動經濟轉型。過去,我國經濟發展高度依賴資本和資源,技術進步貢獻偏小。而碳中和的壓力可以轉化為新型能源產業技術、新能源業態發展的機遇以及經濟實現產業轉型升級的動力。
「我國要在2060年前實現碳中和的確很困難,但是完全有可能。」國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心原主任李俊峰說。我國有些省份碳排放量不是很大,比如廣東人均年碳排放不到5噸,雲南人均年碳排放不到4噸,遠低於德國的8.8噸。如果學習德國喚起民眾的力量,學習美國利用市場的力量,再加上自身的制度優勢,我國的碳中和之路可能比別國走得更快。
實現碳中和的基本路徑
碳中和的目標時間已經明確,問題在於如何實現目標。李燦認為,實現碳中和的路徑,有植物自然光合作用、海洋吸收、節能減排、降低單位GDP能耗、提高非化石能源比例,以及碳捕獲封存,碳捕獲利用(封存)。「要儘可能少用碳基能源,同時,提升碳基能源利用效率,發展相對少碳的路徑利用,減少燃料路徑利用,拓展原料利用路徑,研發碳捕集利用新路徑。」中國能源研究會副理事長吳吟指出。
這些路徑可以歸結為四大類。第一,節能減排是最經濟、最直接的路徑,包括提高能效和減少能源需求。例如,我國鋼鐵、建材、化工行業單位產品能耗如果達到國際先進水平,每年可節約標準煤4.2億噸。吳吟認為,形成節能的文化氛圍非常重要。
第二,發展低碳和非碳能源,降低高碳能源比重,可有效減少碳排放。低碳能源主要是天然氣,非碳的可再生能源是未來降低高碳能源和碳排放的主力。我國的目標是,到2030年,非化石能源佔一次能源消費比重將達到25%左右,風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。
第三,碳基能源的循環利用是碳中和的必由之路。化學碳循環則是利用化學工業過程,把工業過程排放的二氧化碳捕集合成為液體的醇或醚。劉強表示,從目前來看,我們不可能完全不用煤炭、石油和天然氣這些碳基能源。
第四,生態固碳是實現碳中和的重要途徑。生態固碳是指通過植被和海水進行碳的吸收和固定。據簡單測算,每1000萬平方公裡的森林每年可吸收二氧化碳10億噸。而我國國土面積960萬平方公裡,預計2020年二氧化碳排放量達80億噸,因此完全依靠生態固碳實現碳中和不現實。
通往碳中和的這些路徑都離不開技術創新。「科技決定能源未來,科技創造未來能源,以綠色推動能源革命為目標,協同、高效、智能促進綠色能源消費,共同用科技實現碳排放達峰和碳中和。」原機械工業部部長何光遠說。
各類能源共擔減排重任
過去的20年,我們經歷了電動汽車零排放和彎道超車,甚至發出了停止內燃機生產和銷售的聲音。今天,我們又在經歷大多數地區踴躍開展的氫能熱。這讓何光遠想起了中國工程院院士謝克昌曾提出的警示:防範不切實際的能源轉型對經濟發展和能源供應造成的傷害。何光遠表示:「發展能源經濟,我們更需要的是融合與包容,『能源領域裡的圍牆和擋板』會貽誤中國經濟發展的大戰略。」
中國石油流通協會專家委員會專家委員劉小麗表示,天然氣在我國碳中和過程中仍可發揮重要作用。天然氣是當今最具備供應條件的清潔、優質、低碳能源,是保證能源系統整體減排最快最具操作性的低碳能源,將長期與可再生能源並存。全球天然氣供應寬鬆、價格相對低的大環境有利於我國利用天然氣。
為實現碳中和目標,必須加快構建清潔低碳安全高效的能源體系,如何科學理性地對待化石能源、有序發展可再生能源至關重要。中國科學院副院長、中國科學院院士張濤認為,拆掉能源體系中的「圍牆」,讓各能源品種有機融合,共同擔當起降碳減排的重任。
化石能源不僅是燃料,也是化工原料。石油、天然氣製取油品和化學品的技術非常成熟,煤制油、煤制甲醇等化工技術也快速發展,但這樣獨立利用化石能源並不清潔。張濤指出,如果把可再生能源和化石能源結合起來,將化石能源產生的二氧化碳與可再生能源製取的氫氣合成生產甲醇,把這種綠色甲醇作為燃料和化學品,可真正實現二氧化碳減排。這就是中國科學院研究團隊提出並實踐近20年的「液態陽光」新路徑。
規模化發展「液態陽光」優勢顯著。李燦算了一筆「生態經濟帳」:每噸甲醇需轉化1.375噸二氧化碳,而我國每年的甲醇產能約為8000萬噸,若全部應用「液態陽光」技術路線,則可轉化上億噸二氧化碳。甲醇作為燃料,燃燒效率高,可與汽油、柴油按任意比例混合。目前,我國甲醇汽車已經完成試點驗收,轉向正式推廣應用。