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能源结构调整是碳中和重中之重

2021/6/9  来源:中国能源报  
 
 

    作为世界上最大的发展中国家,碳达峰、碳中和目标不仅彰显了我国应对气候变化的大国担当,也是我国实现高质量发展、构建人类命运共同体的重要举措。在碳达峰、碳中和目标驱动下,以煤炭为主的化石能源占比将逐步下降,光伏、风电等非化石能源有望加快发展,占比进一步提升,同时,碳技术和碳市场在政策、需求推动下也将逐步得到重视。

  碳达峰、碳中和将分为加速减排期等三个阶段
  我国实现碳达峰、碳中和的路径主要有:节能降耗,降低能源消费总量,进而降低能源系统碳排放;调整能源结构,降低化石能源消费,提高太阳能、风能、水能、核能、地热能等非化石能源比重;利用负碳技术减碳,如森林碳汇、碳捕集与封存(CCS)、碳捕集封存与利用(CCUS)、碳循环利用等技术。考虑减排措施的成本效益与难易程度,我国碳达峰、碳中和路径预计将分为三个阶段:
  2020-2030年为达峰期,需在生产侧和消费侧持续提高能效,控制煤炭等化石能源消费,大规模发展清洁能源,推进工业、建筑、交通部门电能替代,引导消费者低碳消费行为和低碳生活方式转型。
  2030-2045年为加速减排期,将面临一定的缓冲时间,需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”并进入减排加速期,将实现交通系统全面电气化,完成农业零碳化改造,推进工业领域减碳行动,同时,开展负排放技术应用推广。
  2045-2060年为深度减排期,需以深度脱碳为首要任务,通过负排放技术和碳汇应用为必要的碳排放部门提供中和手段,从而兼顾经济发展与减排行动,最终实现“净零排放”目标。
  碳达峰、碳中和并非一蹴而就,需要付出艰苦卓绝的努力。我国是世界上最大的发展中国家,能源和电力需求仍有较大增长空间,且以煤炭为主的化石能源资源禀赋决定了未来碳达峰、碳中和并非短时间内可以实现,即便达峰也可能有一个较长的峰值平台期出现。同时,我国碳排放基数大,当前减碳政策、措施还不健全,相关技术手段亦不完备,要实现倒U型减碳路径难度很大。相比之下,发达国家从碳达峰到碳中和约需60年,而我国只有30年,时间更紧,任务更重。因此,2060年实现碳中和是一项艰巨的任务,我国面临的挑战比其他国家更大。
  节能降耗、能源结构调整、碳技术和碳市场是发展重点
  我国能源将从以清洁发展为主线转向以低碳发展为主线,2030年前碳达峰意味着煤炭消费需在此前、甚至2025年前率先达峰;2060年前碳中和意味着在达峰后几十年内,煤炭等化石能源消费量需大幅降低,同时,推动光伏、风电等新能源发展。因此,围绕低碳发展,从现实有效的途径来看,能源发展的重点在于节能降耗、结构调整、碳技术和碳市场三大领域;从实际产业角度来看,能源结构调整是重中之重。
  (一)节能降耗是实现碳达峰、碳中和的有效手段
  我国长期以“保供应”为主的能源发展思路,造成产能持续扩张、能源利用效率低下等问题,加之我国产业结构中制造业占比较高,导致我国单位GDP能耗居高不下。与末端治理和发展替代能源相比,节能降耗能够带来污染物和二氧化碳减排的协同效应,也是现阶段效果最明显、经济性最好的减排手段。国际能源署研究表明,要实现到本世纪末将全球温升控制在2℃以内的目标,节能和提高能效的贡献将达49%。
  工业用能占我国能源消费量约65%,能效提升最主要的潜力来自余热余压利用、通用设备的能效提升,以及基于数字化技术的流程和系统优化。目前,建筑能效提升处于蓬勃发展期,存量的公用建筑单位能耗水平相较民用建筑更高,未来有很大的节能空间,是下一步能效发展的新动力,将主要集中在建筑围护结构和供暖制冷系统的能效提升。此外,数字化、智能化等新一代信息技术的快速渗透与应用,也将为传统建筑行业挖掘更深层次的节能潜力。
  (二)能源结构调整是实现碳达峰、碳中和的重要途径
  从供给端看,需大力发展清洁能源,降低化石能源尤其是煤炭的消费占比。由于资源禀赋特点,我国能源供给体系以化石能源为主,而二氧化碳排放主要来自于化石能源消费,其中煤炭排放占76.6%,石油排放占17.0%,天然气排放占6.4%。减少碳排放的重点之一是减少化石能源尤其是煤炭消费占比。
  从消费端看,需提高终端部门电气化率,加速化石能源替代。终端部门碳排放主要来自工业、建筑、交通三个领域,减碳重点是提升终端电气化率水平,减少化石能源消费。据中国能源研究会预测,到2060年我国终端部门电气化率将由现在的27%提升至64%。
  具体而言,工业电气化的重点是工业过程热电气化,主要措施包括微波加热、红外加热、电弧加热等新技术应用;建筑电气化的重点是采暖电气化,热泵是采暖电气化的主要手段;交通电气化的重点是乘用电动汽车渗透率的增长。为实现这一目标,一方面,需克服电动汽车里程和充电焦虑,主要措施包括电池技术持续进步和充电模式不断创新;另一方面,需形成对燃油汽车的差异化优势,通过智能网联、无人驾驶、人性化服务等创造新体验,使电动汽车成为新兴热点科技和出行体验的载体。
  从政策端看,围绕碳达峰、碳中和的相关规划、制度将陆续出台,金融支持力度也将加大。2020年12月底召开的中央经济工作会议首次将“做好碳达峰、碳中和工作”作为2021年我国八项重点任务之一,提出要抓紧制定2030年前碳排放达峰行动方案,支持有条件的地方率先达峰。随后,各部委均表示将围绕碳达峰、碳中和开展政策研究和工作部署。其中,国家发改委表示要部署开展碳达峰、碳中和相关工作,完善能源消费双控制度;工信部表示将围绕碳达峰、碳中和目标节点,实施工业低碳行动和绿色制造工程;生态环境部表示正加紧编制2030年前二氧化碳排放达峰行动方案;央行将落实碳达峰、碳中和重大决策部署作为2021年十大重点工作的第三位,仅次于货币、信贷政策。
  (三)碳技术和碳市场将成为主攻方向
  有关研究显示,到2050年我国仍可能有10亿-20亿吨碳排放量,这需要通过负碳技术进行减排。
  近年来,各国都在关注负碳技术,主要包括再造林、生态修复、新型建筑材料、土壤固碳、碳捕集利用与封存(CCUS)、直接空气碳捕捉与封存(DACCS)、生物质能源碳捕捉与封存(BECCS)、生物质炭(Biochar)等。我国在这一领域也有试点示范,国家能源集团、华能集团等发电企业现役机组已建成投产多套二氧化碳捕集实验、示范装置,预计未来在钢铁、水泥、化工等高碳行业也将逐步示范应用。
  生态环境部发布的《碳排放权交易管理办法(试行)》透露,2021年6月,我国将启动全国碳排放交易市场,电力行业首当其冲,涉及2225家发电行业的重点排放单位,“十四五”钢铁、建材、有色、化工、石化等行业亦将逐步纳入。从中长期看,被纳入碳市场的企业一方面可能受限于排放配额,导致生产成本上升;另一方面,也可通过技术改造降低碳排放,节省的配额可以在碳市场上卖出获得收益。因此,如何面对碳排放交易市场运行带来的机遇和挑战,是能源企业必须考虑的问题。
  可再生能源替代将由增量向存量替代演进 
  碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,明确了绿色低碳发展的时间表,将加速我国清洁低碳、安全高效的能源体系建设。期间,构建以新能源为主体的新型电力系统任务艰巨,同时,以煤炭为主的化石能源消费比重的下降趋势不可逆转。未来十年,可再生能源替代将由增量替代逐步向存量替代演进,煤炭消费量也将进入峰值平台区,而后逐步下降。
  煤炭等传统能源企业亟需认清形势,主动参与、主动求变,在做好能源供应“压舱石”的前提下,积极减排,主动转型。
  控制煤炭增量,优化存量。“十四五”是煤炭行业转型升级的关键期,在碳达峰、碳中和背景下,新建煤矿受审批严、周期长、成本高等影响将更加凸显,加之部分存量资源逐渐枯竭,煤炭企业兼并重组将提速,产业集中度有望进一步提升。对于存量煤矿,需深度运用大云物移智链等先进信息技术,构建智能矿山,实现节能降耗、减员提效,为煤炭行业平稳转型打好基础。
  积极减排降碳。在煤炭生产过程中、矿井关闭后,采空区产生裂隙,井下瓦斯由此散发到地表,是甲烷排放的主要来源之一。甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,对全球变暖的贡献度达20%。因此,甲烷减排日益迫切。在碳达峰、碳中和目标下,加强煤层气抽采与利用,将成为煤炭开采行业实现高质量发展的路径之一。
  加快转型升级、战略性超前布局。碳达峰、碳中和将是当前和今后一个时期中央和有关部门持续倡导与积极推动的重要工作,只有超前谋划、超前布局,方能化危为机,变被动为主动,抢占先机。
  煤炭等传统能源行业需提高站位,充分认识碳达峰、碳中和的深刻内涵与深远影响,主动求变,战略性推动化石能源原料化应用及新能源、节能、碳技术和碳市场等相关领域发展。同时,抓住近十年的关键窗口期,探索发挥区位、土地、资金等优势,积极在上述领域布局,以长远视角发掘传统能源向新能源转型的方向、路径与方式,找准转型发展的切入点,把握低碳发展下的新增长点。
 
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