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    杜祥琬院士:碳達峰、碳中和引導中國能源革命
    發布日期:2022-01-18    作者:    來源:新京報網    點擊量:94   分享到:

    1月22日,北京市人大代表、生態環境部規劃院院長王金南表示,調研發現,“不少地方認為2030年前還可以繼續大幅提高化石能源使用量,甚至還在‘高碳’的軌道上謀劃‘十四五’發展規劃,攀登碳排放‘新高峰’,達到‘新高峰’后再考慮下降,沒有認識到碳中和對各地發展的倒逼要求?!?/p>

    2020年12月召開的中央經濟工作會議指出,我國二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值,力爭2060年前實現碳中和。會議部署的2021年八項重點任務之一,就是要做好碳達峰、碳中和工作。

    “十四五”時期我國能源行業該如何應對?面對哪些挑戰?為此,記者采訪了國家能源咨詢專家委員會副主任、國家氣候變化專家委員會名譽主任、中國工程院院士杜祥琬。

    綠色低碳是能源轉型方向

    記者:請你簡單介紹一下我國能源消耗水平的現狀,呈何特征?

    杜祥琬:簡單來說,我國能源結構現在處于“多元發展、協調互補、此消彼長、逐步轉型”的狀態。一個世紀前,不管是中國,還是世界大部分國家,都是以煤炭消費為主;經過幾十年的發展,全球變成了油氣消費為主,占到50%以上。我國不會有一個油氣為主的階段,油氣的占比很難超過40%,所以我國目前是多元結構階段,再從多元階段逐步過渡走向第三個階段,即以非化石能源為主階段。

    從單位GDP消耗能源的水平來說,2010年時我國是世界平均水平的兩倍,現在降低到1.3倍,與國際先進水平相比差距更大。從電廠的煤炭燃燒效率來說,目前我國煤電廠發電平均燃燒307克煤可以發一千瓦時(度)電,燃燒效率最高的上海外高橋發電廠達到消耗260克煤產生一度電,說明即使煤電的效率也有提高的空間。

    整體上看,我們國家的能源消費還是以化石能源為主,占比大約84%,煤占57.7%,油約18%,天然氣8.2%,非化石能源是15.3%(包括可再生能源和核能)。從碳排放量占比來說,電力行業排放的二氧化碳約占40%,工業約占30%,建筑業百分之十幾,交通百分之十幾。所以節能減排的潛力也在這幾個大行業。

    記者:我國能源轉型主要有哪幾個方向,每個方向的轉型能為實現碳達峰貢獻多少?

    杜祥琬:我國能源轉型的方向,從消費端說,我們要從比較粗放、低效走向節約、高效。比如單位GDP能耗能不能從現在全球平均水平的1.3倍,再進一步降低到1.0?如果是這樣,我們一年的能源消耗在同樣的GDP下可以減少約10億噸標準煤。也就是說,可以減少約26億噸二氧化碳的排放。

    但要想進一步節約高效,還是要靠產業結構調整。正如2020年中央經濟工作會議提出的,“調整產業結構”,我們國家“節約高效”最大的潛力還是在產業里頭:高耗能產業(如鋼鐵、水泥等房地產拉動的幾個產業)現在消耗了60%的能源,而現在這些產業的產能趨于飽和,甚至還處于過剩狀態。不管是從碳排放角度,還是從市場健康發展角度來說,我們都不應該再增加這些產業的產能。

    再一個手段就是技術進步。以煤電為例,如果燃燒效率進一步提高,從307克標準煤(減)降到276克標準煤,這有近10%的效率提升,能帶來節煤和減排的巨大效益。再比如,電爐煉鋼技術的碳強度遠低于高爐生產技術,長流程進步到短流程可大大降低碳排放,以綠氫直接還原鐵可實現鋼鐵生產零碳化。

    從生產端來說,一句話概括就是,從“黑色、高碳”走向“綠色、低碳”,或者說由化石能源為主,逐步提高非化石能源比例,高比例發展非化石能源。比如電力結構中,煤電的比例還是偏高,如果發展非化石能源替代,比如核電、水電、風電、光電等可再生能源發電,同時保證能源的安全供應。在這個前提下,逐步替代煤電。這是大趨勢。

    “十四五”能源增量由非化石能源和天然氣供給

    記者:有觀點認為,2020-2030年我國能源轉型的路徑主要是清潔能源尤其是可再生能源替代煤炭戰略。你如何看,這個替代率能達到多少,“十四五”時期如何做?

    杜祥琬:就目前而言,中國的煤炭消費占能源消費比重是57.7%。如果不含中國,全球煤炭占能源消費比重不到20%。從長遠計,煤炭、石油等化石能源是不可再生的,任何一個國家(地區)的能源結構遲早要轉型,早轉型,則會比較主動。從應對氣候變化角度而言,我們也需要減排,減碳。

    加之現在非化石能源的成本這些年降得快,這為替代化石能源創造了可能性?!笆奈濉逼陂g,因為我國進入了高質量發展階段,每年的能源增量大約是2%左右,對于增長的部分,用非化石能源加上天然氣來滿足,我們是基本上可以做到的。

    化石能源的替代主要有幾個方向,可再生能源和核能及天然氣,能不能在“十四五”時期先滿足每年新增的2%能源消費新增量?到“十五五”,再考慮風能和太陽能利用量達到12億千瓦,核能、水電和天然氣繼續增加。同時,還有新能源汽車替代交通的部分油氣消耗量。而散燒煤,需要用清潔取暖來替代,包括工廠余熱、生物質能、地熱等充分利用起來替代在北方農村、縣鄉鎮的散燒煤使用?!笆奈濉睍r期,煤碳的消耗量應盡早達峰。

    記者:“十四五”時期我國能源轉型面臨哪些挑戰,你認為最迫切需要解決的是什么?

    杜祥琬:十多年前,除水電以外的可再生能源可以說是微不足道的,占整個電力供應的1%都不到。成本高,裝機容量也上不來?,F在已舉足輕重,并且要“擔當大任”。將來需要用這些可再生能源發電來逐步替代煤電,正如已經確定的目標,2030年,風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。

    那么,這就意味著不僅要增加裝機容量,也要增加電力,而且要成為優質電力,需要多時就多,需要少時就少。因為電力的消費端是這樣的,用電量有高峰和低谷期,所以如何保證屆時的電力系統也能有足夠的靈活性,這是對電力系統的一大挑戰。天氣狀況、風力都是充滿變數的。所以,如何把非化石能源也變成優質電源,這需要與儲能打好配合。

    對于這個能源結構的轉型,我們可不可以設立一支轉型基金?就是為了支持轉型而設立的。對于帶頭轉型的機構,比如原來煤電的,現在發展非煤電業務,開拓新行業了,那么可以考慮給予一定資金支持。如何公平而穩定地轉型,這件事要做好。

    能源轉型涉及四個“革命”

    記者:你認為碳達峰目標對內蒙古、山西和陜西等化石能源大省來說意味著什么?你是否認為這些省份將面對新的挑戰(如果有,是什么)?

    杜祥琬:既有挑戰,也有新機遇,但機遇大于挑戰。在我國的能源大省中,內蒙古是個典型,化石能源很豐富,可再生能源資源也非常豐富,但現在可再生能源利用比例非常低(公開資料顯示,內蒙古煤電占比高達84%,且在過去數年這一比例從未降低)。如果這些能源大省認清風險,主動轉型,逐步調整本省域的能源結構,未來前景也會很不錯。中央這次提出碳達峰、碳中和目標后,對這些省份來說,能源結構轉型的目標就更明確了。

    再比如山西,已經提出了“當好‘全國能源革命排頭兵’”的目標。雖然“排頭兵”不容易當,但方向很明確。以山西大同為例,該市風能資源豐富,風能不光可以用于發電,發的電還可以用于電解水制氫。比如,發展氫燃料電池汽車需要氫,如果氫是煤制的,相當于沒有替代化石能源。用非化石能源制氫就是綠氫,才能實現全程凈零排放。

    記者:近年來,一些省份的鋼鐵產能在削減,但也有個別省份的產能在大量新增。你認為這是否將給我國碳達峰形成新的壓力,如何應對這類現象?

    杜祥琬:就中國的鋼鐵總量來說,已經飽和,產量大于市場需求仍將是長期現狀。如果一個地方為了本地GDP能保持增長,還在上高耗能產業,這是要抑制的,是一種錯誤的傾向。這樣不僅可能造成電力緊張,也會增加碳排放,給當地碳達峰造成新的壓力。一定要做好引導。

    記者:在碳達峰、碳中和目標承諾的背后,其實還是需要相應的制度跟進?

    杜祥琬:當然。能源結構轉型涉及四個革命問題,除了前面說到的技術革命、消費革命、生產革命,還有體制機制革命。體制機制是保障,為了實現雙目標,需要有所改進才行。比如,在高比例可再生能源的情況下,我國電力體系需要提高靈活性和智能化水平,管理體系也需要改進。


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