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张志强:全球视野下的碳达峰碳中和及对我国的启示

更新时间:2022-06-11 21:30:20
作者: 张志强(NCSC)  

  

   《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》指出,实现碳达峰、碳中和,是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策,是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择,是构建人类命运共同体的庄严承诺。2022年3月,国务院总理李克强在第十三届全国人民代表大会第五次会议上作政府工作报告,提出有序推进碳达峰碳中和工作、落实碳达峰行动方案、推动能源革命和推进能源低碳转型等系列举措。

   一、绿色发展是全球共识

   从国际来看,绿色发展已经成为当今世界各国的共识。发韧于18世纪的工业革命不仅带来西方国家财富的迅速积累,同时也给人类赖以生存的生态环境带来沉重的灾难,大气、水和土壤等污染公害事件频发。上世纪60年代,英德法等国开始绿色与环保运动。1962年,美国生态学家蕾切尔·卡逊女士发表《寂静的春天》,深入描述了农药对于环境和人类的危害,引起美国政府和国际社会高度关注,随后各国纷纷立法,加大环境治理力度,不断提升环境质量。

   工业革命的另外一个负面影响是,基于煤炭、石油等化石燃料排放的温室气体正在成为人类发展的另外一个威胁。人类活动产生的温室气体排放成为推动全球气候变暖的主要原因,随着排放量不断累积,海平面上升,热浪、野火及低温等极端气候事件发生的频度和强度不断增加。如果不采取行动,世界的平均表面温度将继续上升,本世纪可能上升超过3摄氏度。

   2015年9月,世界各国领导人在联合国峰会上通过了“2030年可持续发展议程”。2016年1月1日,2030年可持续发展议程的17项可持续发展目标(SDGs)正式生效。在今后十五年内,随着这些新目标普及所有国家,各国将调动所有力量实现消除一切形式的贫困、战胜不平等和遏制气候变化等目标。为了应对气候变化,各国在2015年12月12日在巴黎举行的联合国气候变化大会上通过了“巴黎协定”。所有国家同意努力将全球气温上升幅度限制在2摄氏度以下,考虑到全球变暖的严重风险,尽量限制在1.5摄氏度。

   随着发展中国家的排放在全球排放的份额不断增加,基于自下而上的自主贡献模式逐步取代原有的自上而下的减排模式,在共同但有区别责任和各自能力的原则基础上,包括广大发展中国家在内,各个国家分别提出各自的减排方案,以满足巴黎协定中要求在本世纪中叶实现碳中和的全球目标。

   从目前各国的减排路径来看,碳达峰、碳中和具有密切的关系。一是碳达峰是碳中和的前置条件,只有在实现碳达峰的基础上,才能实现碳中和。欧洲国家大多在上世纪后半期或本世纪初就实现了碳达峰,这些国家在实现碳达峰之后,工业领域的碳排放水平不断下降。上世纪80和90年代开始,德国、法国等国家通过关闭煤矿、钢铁企业等方式,压缩煤炭在工业领域的比重。欧洲作为全球气候变化的先锋,在原有2度目标的基础上,进一步强化了对于气候变化的温升目标控制,将1.5度作为欧洲碳中和的主要目标。欧盟在2019年12月通过一项新的可持续增长战略——“欧洲绿色投资和公正过渡机制”,计划动员至少1万亿欧元使欧洲在2050年实现碳中和。疫情期间,欧洲理事会发布了“下一代欧盟”经济复苏方案,将应对疫情危机与之前的可持续增长战略相连接,将7500亿欧元中的30%用于“绿色”支出,包括减少对化石燃料的依赖、提高能源效率、加大对环境和生态的保护等。欧盟刺激计划预计在未来10年增加1%的GDP、创造100万个就业岗位,同时通过投资循环经济,增加70万个就业岗位。

   二是碳达峰是短期目标,碳中和是长期目标。从发达国家的碳中和决策历程来看,碳达峰是实现碳中和的阶段性目标。首先,从世界各国的碳达峰路径来看,碳排放达峰之后,会经历一个平台期,随后碳排放水平会持续下降。与些同时,伴随着技术的进步,碳捕集的技术和负排放技术也越来越得到广泛应用,随着规模的扩大,而进入良性循环的状态。一是清洁能源的成本和价格持续下降,通过政府财政补贴的方式逐步为市场配置资源的方式所替代。二是化石燃料的成本和价格不断上升,随着工业革命以来大规模使用化石燃料,其储量也在不断下降,煤炭、石油开采成本不断上升,化石燃料的价格逐渐超过清洁能源的价格,使用清洁能源已经是基于成本和收益的考虑。在这种情况下,燃烧化石燃料的基础不复存在,基于低碳和低排放的产业体系和市场价格机制趋于完善,近零排放技术大规模应用,为碳中和最终实现奠定坚实的基础。

   2018年,IPCC在其发布的《全球1.5℃温升特别报告》提出,只有在本世纪中叶实现全球范围的碳中和,才有可能在本世纪末将温升控制在1.5度的范围之内,从而减缓气候变化带来的极端危害。为了实现全球温升控制1.5度的目标,越来越多的国家积极参与到碳中和等气候变化强化行动中。如2017年29个国家在“同一个地球”峰会上签署《碳中和联盟声明》,承诺在21世纪中叶实现零碳排放。2019年9月的联合国峰会上,66个国家承诺实现碳中和目标,并组成了气候雄心联盟;截止到2021年1月,已经有127个国家承诺在21世纪中叶实现碳中和。从目前提出碳中和的国家来看,不丹、苏里南已经实现了碳中和的目标,而英国、瑞典、法国、新西兰等国已经将碳中和写入法律。

   美欧等国综合利用法律、行政和经济等手段多管齐下实施减污降碳协同治理,开展包括大气、水和土地等污染与温室气体排放减排治理,取得了良好的效果。2021年5月,欧盟委员会通过了《空气、水和土壤的零污染行动计划》,提出到2050年将空气、水和土壤污染降低至对人类健康和自然生态系统不再有害的水平,打造一个“零污染”的环境;并提出到2030年,空气污染造成的过早死亡人数减少55%、海上塑料垃圾减少50%、环境中的微塑料减少30%、化学农药使用量减少50%和城市生活垃圾减少50%等一系列目标。美国加州《2017年湾区清洁空气计划》实施后,每天分别减少NOx、PM2.5、SO2排放10.3吨、2.8吨和7.6吨,污染物减排带来的空气质量改善可避免每年76例过早死亡。

   二、绿色转型是高质量发展的内在要求

   中国作为最易受气候变化影响的国家之一,实施了积极的应对气候变化国家战略。作为一个缺油少气的国家,煤炭一直是中国能源消费的主力,煤炭消费近年来有一些下降,但是从总体情况来看,还是占到56%左右的份额。2015年,中国政府向联合国提交了国家自主贡献文件,提出至2020年中国政府二氧化碳排放要在2005年基础上完成减排40%-45%,2030年中国政府要在2005年基础上减排60%-65%。经过“十三五”的不懈努力,截止到2020年,二氧化碳排放完成减排48.4%,超额完成了减排任务。

   在2020年第七十五届联合国大会一般性辩论上,习近平主席提出到2030年前实现碳达峰,到2060年前实现碳中和的目标。在2021年中共中央政治局第二十九次集体学习时,习近平总书记指出,“十四五”时期,我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。实现低碳发展已经成为中国未来中长期发展的重要内容。

   (一)能源转型

   在能源转型方面,基础设施的锁定效应决定了短期内很难改变现有的能源结构。碳中和目标的提出,需要在有限的时间内对现有的能源生产和消费结构进行调整和优化。

   一是对现有的能源消费结构进行低碳化改造。对于高耗能高排放的行业,除传统的关停并转之外,还要增加对于碳捕集技术及负排放技术的投入,如电力行业通过增加CCUS设施,捕集发电过程的二氧化碳,并在后端应用到驱油或再产业化。

   二是对现有的能源结构进行调整,发展低排放或无排放技术。现在技术路线是增加对于风能、太阳能、潮汐能以及核能、氢能等的开发利用,逐步增加其在能源供给结构中的比重,但是这些技术受制于技术进步的速度等众多因素。例如在当前储能技术还没有取得重大突破的情况下,煤电调峰依然是弥补风能和太阳能等间歇性能源的主要选择。在氢能领域也面临同样的困境,高额的制氢和储运成本制约了氢能源利用,以煤制氢为代表的技术成本最低,但是其依然需要消耗煤炭,液氢的储运所需要的高压等限制了氢能的推广和利用。

   因此,结合能源结构的调整,无论是供给侧还是消费侧,都还有很长的一段路要走。

   (二)产业结构调整

   在产业结构调整方面,在碳达峰碳中和语境下产业结构调整具有了新的内涵。

   一是碳排放水平成为产业结构调整的内在标准。从传统的产业结构调整来看,既包括产业之间结构的调整,同时也包括产业内部结构性调整。就涉及产业而言,覆盖了农业、工业、建筑、交通和服务业等多个领域,既涉及本身由于直接或间接使用化石能源而产生的碳排放,同时,也包括甲烷(CH4)、碳氟氢化物(HFCs)、六氧化硫(SF6)等非二氧化碳的排放,并且随着工业领域二氧化碳的排放水平达到峰值,非二氧化碳的排放也需要纳入减排视野,尽管非二氧化碳在数量级上与二氧化碳本身相差较多,但是其热辐射效应却很高。以SF6为例,如果二氧化碳温室效应为1来计,在百年尺度下,SF6是其2.35万倍。SF6主要应用于输配电设备,是目前已知的温室效应最强的温室气体。为了降低燃煤发电排放的温室气体,在世界各国积极发展绿能如风能、太阳能及天然气发电的同时,电网需要加大对于变压器、断路器等电力交换设备的投入,这些设备大多使用SF6作为绝缘介质。欧盟2017年SF6的总排放量为673万吨CO2,相当于130万辆汽车行驶1年的排放量。据不完全统计,到2030年,全球使用SF6的电力交换设备将增加75%。因此,考虑碳中和过程,既要考虑二氧化碳的排放,也要考虑非二氧化碳的排放,最终实现所有温室气体的中和。

   二是产业内部结构的低碳化。基于化石燃料的高碳产业结构不能再按原有的产业顺序和附加值分类方式进行结构调整,现有产业结构的低碳化是未来产业结构面临的重要挑战。无论是在第一产业还是在第二、三产业中,无论是传统的电力制造还是高新技术行业,都将以碳排放水平进行调整。这将涉及农牧业中的畜牧养殖,工业部门的电力、钢铁、石化和第三产业中的交通物流、互联网等多个领域。在这层含义下,产业结构的低碳化是全面的低碳化,是对于碳基产业的颠覆性改造。与发达国家长达六七十年碳中和时间相比,中国只有三十年的时间。整体产业体系的低碳化是未来面临的重大挑战,特别是在中国,以煤、油为主的产业结构将进行深刻的变革。

   三是对于基于低碳的新兴产业的培育。对于碳基产业的调整需要培育新的产业,并提升整个社会的福利水平。低碳发展不是开历史的倒车,回到田耕手织的原始状态,而是社会文明演进的一次净化。正如工业革命时期以汽车取代马车一样,今天需要用更为清洁的能源取代带来污染和温室气体的高碳工业体系。如同人类社会之前由技术革新所带来的社会进步一样,培育新的低碳甚至零碳社会需要时间成本。无论是风能、太阳能、氢能、核能,还是将来的负排放技术,都有各自内在的发展逻辑和技术路线,低碳转型为这些产业的加速发展提供了机会。技术的更新迭代没有止境,基于碳中和的技术研发也不是空中楼阁,纵观技术革新的发展历程,其中交织着偶然和不确定性,并且会受到市场与资本等因素的制约,是一个收益与风险并存的演进过程。

   (三)区域均衡发展

在区域发展方面,地区发展不均衡是一种常态,既受到区位、文化和资源禀赋等因素的影响,(点击此处阅读下一页)


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