碳中和愿景的实现路径
如何实现
碳中和目标,迈向碳中和愿景是我国当前亟待回答的
问题。已有大量国内外学者、团队对碳中和目标下的社会经济路径进行了探索和评估,其中尤其关注中国承诺的路径和影响。例如,清华大学气候变化与可持续发展研究院提出,中国的2060年碳中和目标符合1.5℃温升控制目标的要求。未来应力争2030年前实现CO2排放达峰,其后加速向2℃目标和1.5℃目标
减排路径过渡;在2050年实现CO2净零排放,全部温室气体减排90%;2050年后进一步全方位加大减排力度,推进零排放或负排放技术突破,加强
碳汇吸收和碳移除技术,尽快实现全部温室气体净零排放。Hector Pollitt应用E3ME(Energy-Environment-Economy GlobalMacro-Economic)宏观经济模型分析了中国碳中和承诺的影响,指出中国要实现2060年净零排放需要建立完备的碳
市场以及避免新增煤电装机,而实现减排所需的巨额投资,有望在未来十年内拉动中国国内生产总值(GDP)上涨5%,同时为其他国家创造积极的“溢出”效应。Adair Turner等人对中国零碳社会图景进行了综合评估,指出中国碳中和愿景的实现需要发电部门完全脱碳,尽可能实现全经济部门电气化,并且需要氢能,生物质能,以及碳捕集、利用与封存(CCUS)等技术的大规模应用。已有研究为中国碳中和愿景的实现提供了多种视角、路径和
政策意见,为研判未来的排放路径提供了丰富的基于技术可行的参考结果。
1.1 排放路径
排放路径即对于未来
碳排放时间演变的基本预判。综合已有研究结论,碳中和愿景下的排放路径可以分为三个阶段(图1),即2020—2030年的达峰期、2030—2045年的加速减排期和2035—2060年的深度减排期。首先,面向2030年碳达峰目标的关键10年,需要在生产侧和消费侧持续挖掘提高能效的潜力,控制煤炭消费,大规模发展清洁能源,推进电动汽车替代传统燃油汽车,并且引导消费者的低碳消费行为和低碳生活方式转型。在实现达峰目标后的15~20年,中国将面临较短的缓冲时间,需要依托以可再生能源为主的低碳能源系统实现碳排放“稳中有降”并且进入减排的加速期,这一时期还将实现
交通系统全面电气化,完成农业零碳化改造,并且进行负排放技术的应用推广。在即将迎来碳中和目标的10~15年,中国需要以深度脱碳为首要任务,通过负排放技术和碳汇的应用为能源系统提供灵活性,从而兼顾经济发展与减排行动,最终实现碳中和目标。而如何促使社会经济系统按照预期的排放路径迈向碳中和愿景,需要关键技术路径的支撑和社会路径的保障。
1.2 技术路径
根据2060年能否实现零排放,碳中和愿景的技术路径可以分为两类。图2(a)是2060年完全零排放情景,此情景下的技术路径主要由能效提高和零碳能源技术组成,预计通过这两大类技术可以大幅削减碳排放,并且最终在2060年实现碳中和目标。但全社会经济系统零排放能否实现受到关键技术突破、技术经济性等诸多不确定因素影响。如图2(b)所示,在2060年仍然存在难以完全零排放的情景下,负排放技术成为技术路径的重要组成,通过此类技术的大规模应用,可以在深度脱碳期保障碳中和目标的最终实现。
高能效循环利用技术往往集中于减排成本曲线最左端,具有减排成效显著,减排成本较低,甚至可以带来显著减排收益等特点。能效提高技术主要包括在生产侧采用工业通用
节能设备、能源梯次利用、实现循环经济等,在消费侧使用节能家电、进行垃圾分类、选择低碳出行方式等。根据已有研究测算,目前各应用领域的能源效率仍有较大提升空间,例如交通部门能效仍有可能提高50%,工业部门能效提高潜力可达到10%~20%左右。
能源系统的快速零碳化是实现碳中和愿景的必要条件之一,这需要以全面电气化为基础,全经济部门普及使用零碳能源技术与工艺流程,完成从碳密集型化石燃料向清洁能源的重要转变。零碳能源主要包括成本有望持续下降的可再生能源
电力(光伏、风能、水力)、核能、零碳氢能、可持续生物能,以及零碳能源综合利用服务(智能电网、电动汽车、储能)等,从而完成能源利用方式的零碳化。
负排放技术可为以可再生能源为主的电力系统增加灵活性,这类技术主要包括农林碳汇,碳捕集、利用与封存应用(CCUS),生物质能碳捕集与封存(BECCS),以及直接空气碳捕集(DAC),其经济性将取决于各地区可行且安全的碳封存有效容量的大小。
1.3 社会路径
碳中和目标的实现离不开社会的良性互动,政府、企业、个人分别在迈向碳中和愿景进程中具有至关重要而又各有侧重的作用(图3)。
由于
节能减排与企业逐利行为以及个人消费自主性之间存在矛盾,高耗能、高碳排放企业和消费人群较难自主、自觉地参与碳中和愿景建设。政府作为碳中和行动中的主导者、监督者和政策制定者,首先需要将碳中和目标纳入国民经济和社会发展规划,组织编制和实施相关的中长期专项规划和年度计划。其次,通过制定减排政策、确立行业标准、支持研发等,政府可以为企业深度减排、探索零碳技术提供价格信号和激励,引导企业为零碳/低碳转型采取减排措施。政府还需充分发挥对全社会节能减排的宣传教育职能,加深个人对碳中和愿景的认识和理解,促使其自愿开展绿色零碳行动,积极履行节能减排社会责任。
企业作为碳中和的行动主体,应积极响应政府政策,自觉履行企业社会责任,将碳中和目标纳入企业长期发展战略,为深度脱碳转型做出充分准备。进一步地,企业需要加大研究开发投入力度,为科技创新提供基础支撑,并通过工艺改进、供应链管理等措施提高整体效率,实现低碳/零碳生产,形成碳中和愿景下新的市场竞争力。这些行动也将有力促进企业向市场和消费者提供零碳/低碳高效的产品选项,这一过程可提升消费者体验感和经济效益,潜移默化地影响其使用习惯和行为,进而促使个人由原有的高碳消费模式转向零碳/低碳消费。与此同时,由于具有减排量、技术、投入减排成本和收益等信息优势,企业可以在国家制定减排政策期间,积极参与讨论并提供必要的信息和建议,这将有利于提高政策的全面性和可操作性,也有利于企业对政策走向有更充分的了解。
面向公众的低碳政策和碳中和宣传活动,以及企业低碳产品有助于在全社会范围内营造零碳消费的氛围。由此,消费者将会形成以零碳/低碳为导向的新的价值衡量标准,这意味着企业是否零碳发展将直接影响个人对企业商品的接受度和选择偏好。在这一层面上,个人的消费需求将反过来影响企业市场竞争力,进而促使企业更多地参与碳中和行动。此外,公众参与是政策制定的重要环节,个人也可以广泛参与零碳/低碳政策的制定,发挥公众的监督作用,为构建高效的碳中和政策体系建言献策。
此外,政府与企业、个人的联系为减少范围一、范围二的碳排放(即直接碳排放和使用外购电力产生的碳排放)提供了有效途径。受限于核算体系和管理难度,政府减排目标和政策往往难以将范围三的排放(即其他相关但非直接的活动产生的碳排放)纳入约束范围;而企业和个人之间的互动关系依托于选择行为和使用行为,与产品的全生命周期碳排放紧密联系,是约束范围三碳排放的重要途径,为实现全社会深度脱碳提供了关键补充。