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不久前,生態(tài)環(huán)境部部長(cháng)黃潤秋在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)曾表示,2030年前碳排放達峰行動(dòng)方案編制工作已經(jīng)啟動(dòng),除了將采取更加有力的措施控制化石能源消費,大力發(fā)展非化石能源,加快推動(dòng)可再生能源發(fā)展外,還將以發(fā)電行業(yè)為首批開(kāi)展碳排放配額分配,啟動(dòng)全國碳市場(chǎng)第一個(gè)履約周期。
近期,中國最熱的能源話(huà)題非“碳中和”莫屬。落實(shí)“2030年前碳達峰、2060年前碳中和”的目標,既是中國政府向全世界做出的鄭重承諾,也是能源行業(yè)開(kāi)始“加速跑”的發(fā)令槍。
那么,能源行業(yè)如何參與到減排行動(dòng)中?
一直以來(lái),中國的一次能源消費和碳排放量呈現較高的正相關(guān)趨勢。這是因為在能源結構中,煤炭始終占據絕對重要的地位。
2013年,這種趨勢發(fā)生了變化——零碳電源在發(fā)電量中占比攀升,碳排放量的上升速度逐漸放緩。能源消費和碳排放量這兩條線(xiàn),也自此漸行漸遠。
變化背后的原因是顯而易見(jiàn)的。2011年后,中國大力推廣零碳技術(shù),風(fēng)電、光伏的裝機速度不斷加快,電采暖、電動(dòng)汽車(chē)的推廣范圍逐年增加。
對于“2060年前實(shí)現碳中和”的目標,按部就班地推進(jìn)減排是不夠的?!吨袊铀俚吞歼M(jìn)程》研究在經(jīng)濟轉型情景結果的基礎上提出了“加速轉型情景”。這一情景中,能源行業(yè)需要在綠色技術(shù)、循環(huán)經(jīng)濟和激勵機制的共同助力下,開(kāi)始加速跑。
為什么要加速跑?
“2060年實(shí)現碳中和”意味著(zhù)什么?首先,它是一個(gè)非常明確的收口時(shí)間,它意味著(zhù)從2021年到2060年的40年間,中國的碳排放要從每年的160億噸降到不排放。
實(shí)現這個(gè)目標,并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。雖然近年來(lái),我國二氧化碳排放量的增幅明顯減小,但中國是目前世界上碳排放量最大的國家之一,約90%的碳排放來(lái)自電力和熱力生產(chǎn)、工業(yè)和交通領(lǐng)域。當前,其能源需求和排放量仍在上升中。
而近幾年,發(fā)達國家二氧化碳排放量已經(jīng)逐步下降,加拿大、日本、歐盟均已經(jīng)實(shí)現碳達峰。中國的工作,是先快速整體達峰,進(jìn)而在達峰之后讓排放量快速下行。這是需要加速跑的第一個(gè)原因。
另一個(gè)原因,在于未來(lái)十幾年內,中國仍然將保持快速發(fā)展這一客觀(guān)現實(shí)。
黨的十九屆五中全會(huì )明確了兩個(gè)重要目標:一是到2035年,我國實(shí)現人均國內生產(chǎn)總值(GDP)達到中等發(fā)達國家水平,這是一個(gè)相對明確的量化指標;二是到2050年,把我國建成富強民主文明和諧美麗的社會(huì )主義現代化強國。在這兩個(gè)目標之下,中國GDP在未來(lái)30年存在翻三番的空間。也就是說(shuō),從現在到2050年,特別是2035~2050年,中國還會(huì )處于較快的發(fā)展軌道上。
黨的十九屆五中全會(huì )還提出“推進(jìn)以人為核心的新型城鎮化”,明確了新型城鎮化目標任務(wù)和政策舉措。不難看出,推進(jìn)新型城鎮化建設是未來(lái)發(fā)展的引擎之一。城鎮化率不斷上升,意味著(zhù)我們對工業(yè)產(chǎn)品的需求會(huì )不斷增加,能源需求量也將保持增長(cháng)。
根據預測,從當前到2035年,城鎮化率上升的速度會(huì )比較快,2035年左右,我國城鎮化率應該達到72%左右,但此后,隨著(zhù)城鎮化建設基本完成,這個(gè)數字開(kāi)始放緩,預計到2050年,城鎮化率將達到80%左右。
隨著(zhù)經(jīng)濟轉型、城鎮化速度放緩,對工業(yè)產(chǎn)品的需求也會(huì )緩慢降低。當前,消費部門(mén)對GDP增長(cháng)的貢獻率已經(jīng)超過(guò)50%了,未來(lái),這個(gè)比例會(huì )進(jìn)一步提高,我們對其的依賴(lài)會(huì )逐漸降低,但在此之前的一段時(shí)間,又恰逢需要實(shí)現碳達峰的重要階段。因此,采取有效的措施加速減排就顯得非常必要。
電氣化對加速減排非常有效
怎樣才能加速減排?電氣化將是非常有效的手段。
中電聯(lián)在2020年5月發(fā)布的《中國電氣化發(fā)展報告2019》中指出,當前,我國電氣化進(jìn)程總體處于電氣化中期中級階段。具體來(lái)看,我國電能占終端能源消費比重僅為27%左右,與美國、德國、日本等已經(jīng)進(jìn)入穩定排放的國家相比,這個(gè)比重存在一定差距。
要縮小差距,在終端用能部門(mén)加快電氣化勢在必行?!吨袊铀俚吞歼M(jìn)程》通過(guò)模型測算,得出在加速轉型情景中,到2050年,電能應占終端能源消費比重的53%。工業(yè)、交通等領(lǐng)域的電氣化,將是重點(diǎn)發(fā)力方向。
在工業(yè)部門(mén),要將直接燃燒化石燃料轉為以電為燃料,如使用電爐進(jìn)行煉鋼。當前,以電作為燃料的鋼鐵產(chǎn)能,在中國鋼鐵總產(chǎn)能中只有13%,這個(gè)比例遠遠低于全球水平,存在提升空間。除了電氣化,和其他部門(mén)相比,工業(yè)部門(mén)早已實(shí)現碳達峰,但繼續減排的難度較大。對于下一個(gè)10年來(lái)說(shuō),循環(huán)經(jīng)濟將是工業(yè)部門(mén)減排的重要手段。在碳捕捉和封存技術(shù)成熟之前,低開(kāi)采、高利用、低排放的循環(huán)經(jīng)濟將有助于工業(yè)部門(mén)繼續推進(jìn)減排。
在交通行業(yè),需要加大電動(dòng)汽車(chē)普及率。加大普及并不意味著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的絕對值上漲,而是要保證電動(dòng)汽車(chē)的投資更早發(fā)生。對于交通部門(mén)實(shí)現電氣化來(lái)說(shuō),這既是一個(gè)機遇,也是一個(gè)挑戰。電動(dòng)汽車(chē)的普及,還離不開(kāi)充電樁等基礎設施的支持,因此下一步,充電樁的布局同樣需要加速。
除了用能端加快減排,提高零碳電源在供能端的滲透率同樣重要。在《中國加速低碳進(jìn)程》的加速轉型情景中,有92%的電能由光伏和風(fēng)電為主的零碳電源提供。
當前,風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)展速度已經(jīng)很快,但不足以實(shí)現“92%零碳電源”的目標,因此,未來(lái)還需要引入多元化投資。
根據測算,要實(shí)現92%的零碳電源目標,僅風(fēng)、光、儲的投資額就高達6.8萬(wàn)億美元。如此大的投資規模,僅依靠政府和國企是不夠的,大量私企或者混合制企業(yè)必將參與其中。
但要讓企業(yè)愿意參與,實(shí)現多元化投資,能否采取更好的市場(chǎng)機制是關(guān)鍵,特別是可再生能源的招標機制?,F在,國家一些可再生能源的招標已經(jīng)不僅關(guān)注裝機容量和投資成本,而且更多地關(guān)注電力的價(jià)值本身。在這樣的機制下,風(fēng)電、光伏、儲能容易形成更好的搭配,以實(shí)現更好的收益。
如果上述思路能夠得以落地,電力行業(yè)排放量最快于2024年達峰,此后迅速下降。盡管用電需求仍不斷上升,但年度碳排放量以平均每年1.5億噸的速度下降,這將降低實(shí)現2060年碳中和目標的難度。
煤炭和氫能如何更好助跑
除了電力,煤炭和氫能也可以參與助跑。
當下有一種觀(guān)點(diǎn)認為,要實(shí)現“碳中和”,首先就是停止新建煤電。但實(shí)際上,立刻全部停止是不現實(shí)的。截至2020年上半年,我國煤電的儲備項目接近150吉瓦?!笆奈濉逼陂g,一些地方對于煤電仍有需求,因此,與其“一刀切”,不如根據不同省份的情況因地制宜。
對于缺乏傳統能源的省份,一方面其能源需求本身增長(cháng)快,另一方面缺乏可替代能源。因此短期內,這類(lèi)省份需要煤電。
而對于另一些省份,全年只有幾天時(shí)間需要額外的負荷,如果為了這100多個(gè)小時(shí)新建火電廠(chǎng),明顯是不劃算的。這些額外的負荷,可以通過(guò)創(chuàng )新的技術(shù)手段和市場(chǎng)機制,如虛擬電場(chǎng)、需求側響應甚至V2G來(lái)解決。
如果說(shuō),煤炭發(fā)揮的是保障性功能,那么氫能發(fā)揮的就是“潤滑劑”作用。正如《中國加速低碳進(jìn)程》的結論,氫燃料燃氣輪機的功能將是平衡系統。
對于電力系統加速減排,氫燃料燃氣輪機等零碳可調度電源的參與至關(guān)重要。風(fēng)電和光伏電源發(fā)電成本雖低,但無(wú)法確保全天候供電,通過(guò)可再生電力在電解槽中電解水,可獲得清潔氫氣。
在很多人看來(lái),電解槽成本高昂,但實(shí)際上,過(guò)去五年中,電解槽成本已降低40%。若能實(shí)現規模生產(chǎn),成本還可能進(jìn)一步下降。目前,中國是電解槽成本最低的國家,但歐洲國家已經(jīng)在應對疫情推出的經(jīng)濟刺激措施中,提出大規模部署制氫電解槽的計劃,在政策方面領(lǐng)先一步。中國需要制定政策,為鋼鐵和混凝土等脫碳困難的行業(yè)轉用氫能提供支持。