建言“十四五”能源發(fā)展 | 中國如何實現(xiàn)2060年前碳中和目標(biāo)？

 

落基山研究所于去年11月聯(lián)合能源轉(zhuǎn)型委員會發(fā)布了《中國2050：一個全面實現(xiàn)現(xiàn)代化國家的零碳圖景》分析報告，全面分析了當(dāng)中國到2050年發(fā)展完成現(xiàn)代化、成為一個中等收入發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的同時，中國也可以完成全面脫碳，實現(xiàn)零碳轉(zhuǎn)型。分析認(rèn)為，中國在2050年實現(xiàn)零碳是經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上可行的。

 

從整體經(jīng)濟(jì)看，2050年，零碳中國的終端能源消費量將比2016年低30%，從30億噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降到22億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；一次能源消費降低45%，從2016年的45億噸標(biāo)準(zhǔn)煤降低到25億噸?；茉葱枨笙陆?0%，太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)等成為主要能源。終端能源消費的下降主要靠需求減量和節(jié)能來完成。節(jié)能和提高能效在近期將仍然是經(jīng)濟(jì)性最高的手段。而一次能源結(jié)構(gòu)的變化，主要歸功于能源消費和供給端脫碳技術(shù)的部署。而分部門看，工業(yè)、交通和建筑領(lǐng)域均有清晰且可行的零碳轉(zhuǎn)型路徑。

 

在工業(yè)領(lǐng)域，中國鋼鐵行業(yè)碳排放2016年占總排放的15%，鋼鐵產(chǎn)量預(yù)計從2016年的10億噸左右減少到2050年的4.75億噸，這主要是由于城鎮(zhèn)化的完成。生產(chǎn)結(jié)構(gòu)上，短流程電爐鋼將成為主流，到2050年占到總產(chǎn)量的70%。從技術(shù)角度看，高爐煉鋼的效率還會有一定的提升，但考慮到已經(jīng)達(dá)到的相當(dāng)高的效率水平，進(jìn)一步提高能效不太可能使每噸鋼的能耗和排放降低超過15-20%左右。因此，鋼鐵行業(yè)要實現(xiàn)零排放，中國還需要將更徹底的低碳化技術(shù)應(yīng)用到鋼鐵初級生產(chǎn)中，如以氫為原料的直接還原鐵技術(shù)，加上CCS技術(shù)。水泥行業(yè)方面，中國的人均水泥存量和消費量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他國家，中國未來的水泥產(chǎn)量很可能會出現(xiàn)顯著下降，這是對其建設(shè)熱潮結(jié)束的回應(yīng)。根據(jù)預(yù)測，中國的水泥產(chǎn)量將從現(xiàn)在的24億噸下降到2050年的8億噸。這將主要歸功于更長的建筑使用壽命以及更高的水泥質(zhì)量。此外，能效的進(jìn)一步提升、過程熱生產(chǎn)的燃料替代、部署CCS技術(shù)以及原料的替代都將為水泥行業(yè)零碳轉(zhuǎn)型做貢獻(xiàn)。具體而言，需要進(jìn)一步提升水泥窯余熱發(fā)電的效率，利用生物質(zhì)、氫氣（高溫?zé)崃Γ┖碗娏μ峁┦炝仙a(chǎn)過程中的熱量，捕集水泥生產(chǎn)反應(yīng)過程中的二氧化碳并就近封存，使用氧化鎂等替代石灰石或熟料。在石化和化工行業(yè)，通過提高化肥和塑料等終端產(chǎn)品的利用效率、加大循環(huán)利用水平，中國2050年的初級化工產(chǎn)品產(chǎn)量與IEA的照常情景相比，可以減少30%。從生產(chǎn)路徑看，盡管中國的化工行業(yè)還需要少部分煤炭、石油和天然氣作為化工原料，工業(yè)過程用能則可基本替代掉煤炭、石油，僅用少部分天然氣。電力、氫和生物質(zhì)將發(fā)揮更重要的角色，其中綠氫需要成為主力燃料和原料。實現(xiàn)零碳化工的主要路徑，包括了大力發(fā)展Power-to-X技術(shù)（即以電解水制取綠氫，再以氫氣、一氧化碳和二氧化碳為原料進(jìn)行的合成反應(yīng)，可形成化工行業(yè)價值鏈中的眾多主要產(chǎn)品），推動生物質(zhì)在化工生產(chǎn)過程的應(yīng)用以及部署CCS。當(dāng)然，在采取這些顛覆性技術(shù)之前，我們必須再進(jìn)一步挖掘能效提升的潛力。

 

在交通領(lǐng)域，盡管考慮到中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展且向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型，中國到2050年交通活動水平還將大幅度上升3-3.5倍，交通領(lǐng)域特別是路面交通的脫碳非常值得期待。落基山研究所研究預(yù)計，中國屆時的輕載路面交通將全面實現(xiàn)電氣化，這主要歸功于電動汽車和氫燃料電池汽車的大范圍普及。另外，考慮到中國高鐵的快速發(fā)展，1000公里以內(nèi)的遠(yuǎn)距離交通也將較為容易實現(xiàn)高比例電氣化（可以替代一部分短途航空出行）。航空和船舶運輸脫碳較為困難，但也有現(xiàn)成的技術(shù)解決方案。航空領(lǐng)域可用生物燃料和合成燃油以及在短途航線應(yīng)用電動飛機(jī)或燃料電池飛機(jī)。在船運領(lǐng)域通過改造現(xiàn)有發(fā)動機(jī)，使用氫氣、氨和生物燃料。

 

與交通部門一樣，由于城市化進(jìn)程的進(jìn)一步推進(jìn)以及人們對生活水平要求的提升，在建筑領(lǐng)域，中國2050年的人均住宅面積和建筑服務(wù)水平都將進(jìn)一步提高。但是建筑部門的脫碳仍然可以通過大規(guī)模推廣熱泵、改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、更大范圍的依靠大溫差遠(yuǎn)距離（200km）輸熱技術(shù)利用工業(yè)余熱。到2050年，中國的建筑部門將實現(xiàn)75%的電氣化率。

 

總體來講，消費側(cè)脫碳成本預(yù)估不會超過GDP的1%，對消費者最終產(chǎn)品（如汽車、房子）的價格影響更小。 本`文@內(nèi)-容-來-自；中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m