实现“碳中和”,要做好节能大文章

2021-1-30 16:21 来源: 澎湃新闻

2030年前“碳达峰”、2060年前“碳中和”目标,对我国节能提效提出更高要求


党的十九大提出,我国2035年发展基本实现社会主义现代化、到本世纪中叶建成社会主义现代化强国的宏伟目标。2020年9月22日,国家主席习近平提出,我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这四个目标为我国中长期经济社会发展和能源发展指明了方向,节能需要为这些目标的实现起到重要的支撑作用。

(一)“碳达峰”、“碳中和”目标要求大幅降低能源相关二氧化碳排放

为积极应对气候变化,《京都议定书》中规定对六种温室气体排放进行控制。这六种温室气体是:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)。

六种温室气体中,二氧化碳排放的贡献约为75%左右,影响最大。二氧化碳排放主要来自化石能源生产消费(占温室气体排放贡献的60%)、工业生产过程(如水泥生产过程中碳酸盐受热分解,占温室气体贡献17%左右)和农业、林业与土地利用。“碳达峰”和“碳中和”目标,需要对能源生产和消费各环节、全过程实施重大革命,而能源系统革命将直接影响生产方式和生活方式。

所谓二氧化碳排放达峰,是指人类活动排放的二氧化碳气体达到峰值。所谓“碳中和”,是指全部温室气体排放(或二氧化碳气体排放)与碳汇相互抵消,实现“净零排放”。一般而言,实现二氧化碳大幅度下降主要有四个途径:

一是通过节能和提高能效,降低能源消费总量(特别是降低化石能源消费);
二是利用非化石能源替代化石能源;
三是利用新技术将二氧化碳捕获、利用或封存到地下;
四是通过植树造林增加碳汇。其中前三项与能源系统有关。

(二)节能是实现二氧化碳排放大幅下降的最主要途径

节能和提高能效,是2050年前能源系统实现二氧化碳大规模减排的最主要途径。国际能源署分析指出,如果要把全球温升控制在2度以内,2050年前全球能源相关二氧化碳排放需要减少40%-70%。如果全球温室气体排放从目前的330亿t下降到2050年的100亿t左右,则2050年前节能和提高能效对全球二氧化碳减排的贡献为37%,发展可再生能源贡献为32%,燃料替代贡献为8%,发展核电贡献为3%,二氧化碳捕获利用与封存(CCUS)贡献为9%,还有12%贡献由其他技术满足,见图1。可见,2050年之前,节能和提高能效,被视为全球能源系统二氧化碳减排的最主要途径。

图1 面向2度目标的能源系统减排二氧化碳主要途径分析

来源:国际能源署,世界能源展望2019。

(三)发达国家人均能源消费已达峰值,并通过强化节能逐步下降

人类社会发展历史表明,随着一个国家经济持续发展,其人均能源消费量也逐渐增长,工业化、城镇化基本完成以后,人均能源消费量将达到饱和,饱和时间可维持20年、30年,甚至更长时间。历史上,美国、加拿大等国人均能耗曾高达11-12 tce,德国、英国、日本等国家也至少达到6 tce左右,见图2,这意味着按传统方式完成工业化、城镇化并建成现代化国家,人均能源消费量至少要达到6 tce。

值得关注的是,20世纪90年代以来,随着全球气候变化问题提上日程,发达国家纷纷意识到只有降低能源消费,才能减少二氧化碳排放,同时为加快化石能源替代创造条件。美国、德国、英国、日本等发达国家纷纷加大对节能和提高能效的重视,采取措施努力降低本国能源消费。经过近20年的努力,美国的人均能源消费量从2000年的11.1 tce下降到2019年的9.8 tce,下降11.9%;德国从2000年的6.1 tce下降到2019年的5.4 tce,下降12%;英国人均能源消费量从2000年的5.6 tce下降到2019年的4.0 tce,下降29%;日本从2000年的5.8 tce下降到2019年的5.0 tce,下降14%。人均能源消费量和本国能源消费总量的下降,为这些国家减排二氧化碳做出了重要贡献。

图2 2000年与2019年中国和典型发达国家人均能源消费量

来源:BP能源统计。

2010年,德国制定了2050年能源消费量比2008年降低50%的新目标,这意味着届时人均能源消费量将进一步下降到3 tce左右。德国2050年新目标是以人均3 tce支撑现代化社会运行,其雄心值得高度关注。

(四)发展经济的同时控制能源消费增长,是我国减排二氧化碳面临的最大挑战

目前,我国人均GDP按2010年美元价为8235美元(按2020年汇率计算接近1万美元),而美国、日本、德国、英国2017年人均GDP已分别高达5.3万美元、4.9万美元、4.7万美元和4.3万美元(2010年美元价)。我国能源消费目前仍处于上升通道,2019年人均能源消费量为3.4 tce,逐步接近英国、日本、德国当前人均能耗水平。

要想在2060年之前实现“碳中和”,意味着没有足够的时间让我国再重复发达国家人均能源消费先快速增长、再长时间饱和、最后逐渐下降的“三步走”历程。我国的现代化国家建设,必须要始终把人均能源消费控制在较低水平,以较低的能源消费实现2035年建成现代化国家、2050年建成现代化强国的宏伟目标。

如果控制在目前日本人均能源消费5.6 tce的水平,我国能耗峰值需控制在78.4亿tce以内;如果控制在目前德国人均5.0 tce的水平,我国能源消费峰值需控制在70亿tce以内;如控制在目前英国人均4.0 tce的水平,我国能源消费峰值需控制在56亿tce以内。如果对标德国2050年人均能源消费3.0 tce目标,则我国2050年能源消费应控制在42亿tce以内,比目前50亿tce低16%。

(五)实现“碳达峰”、“碳中和”目标,必须始终把节能增效放在突出位置

节能是我国实现碳排放达峰目标的最重要途径。只有尽量压低一次能源消费量,二氧化碳排放达峰和“碳中和”目标才能更容易实现。多方测算表明,节能和提高能效对我国实现2030年前碳排放达峰目标的贡献在70%以上,发展可再生能源和核电贡献接近30%。二氧化碳捕获和封存,对我国2030年前实现碳达峰很难做出实质性贡献。因此,“十四五”和“十五五”规划中,我国要始终坚持设定较为积极的节能目标。

从实现2060年前“碳中和”目标看,更要把节能和提高能效放在突出位置。一方面,经济社会发展和生活水平提高会推动能源消费增长;另一方面,科技进步和能效提高会导致能源消费下降。展望本世纪中叶,我国作为届时的社会主义现代化强国和人口大国,只有将能效水平提高到世界一流乃至全球领先水平,才能与现代化强国的状态相匹配,更顺利地实现2060年前“碳中和”目标。

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