碳中和離我們有多遠(yuǎn)

如期實現(xiàn)“2030年前碳達峰”“2060年前碳中和”……從去年9月我國在第七十五屆聯(lián)合國大會作出承諾以來，一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革已在能源領(lǐng)域拉開大幕。在我國“富煤、貧油、少氣”的現(xiàn)有條件下，加快能源系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型，特別是要大幅提高可再生能源在未來能源結(jié)構(gòu)中的比重，成為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)必須啃下的“硬骨頭”。

 

近日，就碳中和相關(guān)話題，記者采訪了國家氣候中心副主任巢清塵、中國氣象科學(xué)研究院副院長高云、中國氣象局公共氣象服務(wù)中心正研級高級工程師申彥波。

 

極寒天氣、高溫?zé)崂说葮O端天氣在全球范圍內(nèi)輪番上演，帶來嚴(yán)重威脅。今年3月中旬，受蒙古氣旋和大風(fēng)持續(xù)影響，近十年來最強沙塵暴天氣席卷我國北方大部分城市及多個東亞國家，揚沙和浮塵導(dǎo)致多地PM10“爆表”。

 

全球變暖還在持續(xù)嗎？將給我們的生活帶來什么影響？

 

高云：觀測資料表明，近百年來全球氣候經(jīng)歷了一次以氣候變暖為主要特征的顯著變化。為探尋全球氣候變暖的原因及其影響，自20世紀(jì)80年代起，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）開始組織全球科學(xué)家，基于世界范圍內(nèi)公開發(fā)表的研究成果對氣候變化及其影響進行系統(tǒng)性評估，迄今為止發(fā)布了5次報告，基本認(rèn)定人類活動是當(dāng)前氣候變暖的主要原因。

 

人類活動主要是指化石燃料、生物質(zhì)燃燒等過程中的溫室氣體排放，以及土地利用如城鎮(zhèn)化導(dǎo)致的土地覆蓋變化。由于氣候系統(tǒng)的慣性，即便立刻停止溫室氣體排放，全球變暖的趨勢還將在一定程度上持續(xù)，我們現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是如何盡快控制住全球變暖進程。

 

巢清塵：全球變暖會引起緩發(fā)性海洋災(zāi)害，出現(xiàn)海洋酸化現(xiàn)象，導(dǎo)致海平面上升、冰川融化等，引發(fā)海洋生態(tài)安全挑戰(zhàn)；由于溫度不斷升高，增加農(nóng)作物的蒸發(fā)量，使得不同作物的生長周期產(chǎn)生變化，農(nóng)業(yè)布局和結(jié)構(gòu)被改變，影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)量；大氣中溫室氣體的增加，會使冬天陸地升溫較快，海陸間溫度梯度隨之減小，增加冬季強霾事件發(fā)生的頻率和持續(xù)時間，造成我國東部靜穩(wěn)天氣增多；全球變暖使水資源與生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性變化，影響水量和水質(zhì)，甚至是物種多樣性；氣候的不穩(wěn)定性也使得世界疾病分布格局發(fā)生重大變化……全球變暖對日常生活的影響已經(jīng)暴露，未來還將不斷加劇。

 

氣候變化已成為當(dāng)今人類社會面臨的重大全球性挑戰(zhàn)。我國是全球季風(fēng)性氣候最為典型的國家，氣候變率大、氣象災(zāi)害災(zāi)情重、氣候風(fēng)險交織復(fù)雜。氣候變化造成的影響比預(yù)期的更為強烈和迅速，全球變暖導(dǎo)致氣候系統(tǒng)不穩(wěn)定性加大，極端天氣氣候事件正在呈現(xiàn)出日益頻繁、范圍更廣、持續(xù)時間長的趨勢。而在各種突如其來的氣象災(zāi)害面前，城市這個開放的復(fù)雜系統(tǒng)往往表現(xiàn)出極大的脆弱性，這逐漸成為制約人類生存與可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題，提高社會的氣候韌性是最現(xiàn)實和最緊迫的任務(wù)。

 

我國承諾在2060年前實現(xiàn)“碳中和”，美國提出將在2050年實現(xiàn)“凈零排放”，歐盟甚至提交《歐洲氣候法》，旨在從法律層面確保歐洲到2050年成為首個“氣候中性”大陸……為了積極應(yīng)對全球氣候變化，各國紛紛開啟邁向碳中和目標(biāo)的進程。

 

碳中和目標(biāo)的提出意味著什么？這一目標(biāo)是如何考量的？

 

高云：聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會2014年發(fā)布的第五次評估報告指出，二氧化碳及其他溫室氣體的累積排放與溫度升高之間大致呈準(zhǔn)線性關(guān)系，因此減緩氣候變化的最直接有效措施就是通過減少化石能源的使用、增加碳匯等控制人為溫室氣體的排放，降低大氣中溫室氣體的濃度。

 

綜合研究認(rèn)為，一旦未來全球平均氣溫升高超過2℃的閾值，人類生活可能面臨較大危險。實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)，意味著需要我國努力以更為高效的資源能源管理，來支撐經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，為控制全球氣候風(fēng)險作出積極貢獻，這與我國推進生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo)一致、政策相通，是積極應(yīng)對氣候變化的迫切需求。

 

科學(xué)家從氣候變化科學(xué)的角度圍繞國家戰(zhàn)略需求開展監(jiān)測評估，為我國應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)碳中和目標(biāo)作出貢獻。

 

巢清塵：我國提出碳達峰、碳中和目標(biāo)是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求，是加強生態(tài)文明建設(shè)、實現(xiàn)美麗中國目標(biāo)的重要抓手，也是我國作為負(fù)責(zé)任大國履行國際責(zé)任、推動構(gòu)建人類命運共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

 

一方面，應(yīng)對氣候變化的本質(zhì)與我國的發(fā)展路徑是一致的，低碳發(fā)展將促進我國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量實現(xiàn)根本好轉(zhuǎn)；另一方面，實現(xiàn)碳達峰、碳中和也是當(dāng)前全球競爭的核心所在。碳中和的背后是技術(shù)和經(jīng)濟的競爭。這將引領(lǐng)各國新一代技術(shù)的研發(fā)，未來一段時間全球?qū)⑦M入一個能源、工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域技術(shù)的變革時代。碳中和將是全球關(guān)鍵核心技術(shù)和戰(zhàn)略發(fā)展機遇期，我們必須抓住這一機會。

 

國家能源局提出到“十四五”末，可再生能源的發(fā)電裝機占我國電力總裝機比例將超過50%，可再生能源要從原來能源電力消費的增量補充地位變?yōu)樵隽恐黧w。實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，我國能源系統(tǒng)需快速轉(zhuǎn)型，特別是要大幅提高可再生能源在未來能源結(jié)構(gòu)中的比重。

 

實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，我們面臨怎樣的機遇和挑戰(zhàn)？可再生能源將如何助力這一目標(biāo)的實現(xiàn)？

 

巢清塵：我國作為世界最大的發(fā)展中國家，在2060年前實現(xiàn)碳中和目標(biāo)依然面臨非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

 

從排放總量看，我國碳排放總量巨大，實現(xiàn)碳中和所需的碳減排量遠(yuǎn)高于其他經(jīng)濟體。

 

從發(fā)展階段看，歐美各國經(jīng)濟發(fā)展成熟，已實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與碳排放絕對脫鉤，碳排放進入穩(wěn)定下降通道。而我國發(fā)展不平衡、不充分的問題仍比較突出，發(fā)展的能源需求不斷增加，碳排放尚未達峰。要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟發(fā)展、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型及能源低碳轉(zhuǎn)型任重道遠(yuǎn)。

 

從碳排放發(fā)展趨勢看，歐美一些國家從碳達峰到2050年實現(xiàn)碳中和的窗口期短則40余年，長則六七十年，甚至更長。而我國從2030年前碳排放達峰到2060年前實現(xiàn)碳中和的時間跨度僅有30年左右，所要付出的努力和速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些歐美國家。

 

從重點行業(yè)和領(lǐng)域看，我國能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，2019年煤炭消費占能源消費總量比重為57.7%，非化石能源占15.3%。能源系統(tǒng)要在短短30年內(nèi)快速淘汰占85%的化石能源實現(xiàn)零碳排放，這不是簡單的節(jié)能減排可以實現(xiàn)的轉(zhuǎn)型，而是一場真正的能源革命。

 

申彥波：雖然我國風(fēng)電裝機容量已連續(xù)11年、光伏發(fā)電裝機容量已連續(xù)6年位居世界第一，但我們對風(fēng)能、太陽能資源的利用效率還不夠高。以風(fēng)電為例，我國風(fēng)電裝機容量是美國的2倍，但年利用小時數(shù)在2015年只有美國的50%，2019年接近70%，仍有較大差距；光伏發(fā)電也有類似問題，我國太陽能資源年總量比德國高30%以上，但光伏發(fā)電的年利用小時數(shù)在2015年比德國低將近100小時，2019年雖然超出德國17%左右，但仍然沒有完全體現(xiàn)出我國的資源優(yōu)勢。

 

在碳達峰、碳中和目標(biāo)的引領(lǐng)下，可再生能源行業(yè)迎來歷史性發(fā)展機遇，也對可再生能源并網(wǎng)消納能力和規(guī)劃布局提出了新的考驗。風(fēng)電、光伏、水電等發(fā)電方式均受地域和自然資源的影響，目前尚難以適應(yīng)電網(wǎng)對大規(guī)模發(fā)電持續(xù)穩(wěn)定的需要。因此在擴大電網(wǎng)消納能力的同時，必須著力推進科技創(chuàng)新，以提升電網(wǎng)的承載能力，減少“棄風(fēng)、棄光”現(xiàn)象。

 

有數(shù)據(jù)指出，全球正面臨“氣候緊急狀態(tài)”。聯(lián)合國秘書長古雷斯特曾坦言，如果不作出改變，氣溫升幅在本世紀(jì)可能達到災(zāi)難性的3℃以上。碳中和目標(biāo)提出的根本原因是應(yīng)對日益加劇的全球氣候變化。

 

我國哪些地區(qū)或能率先實現(xiàn)碳達峰？要實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，未來該如何發(fā)力？

 

申彥波：能否率先達峰取決于各地的資源稟賦、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及發(fā)展路徑?，F(xiàn)階段，我國東部地區(qū)社會經(jīng)濟水平相對發(fā)達，就地消納能力強，近年來新能源開發(fā)規(guī)模顯著增長，有率先達峰的優(yōu)勢，而西部地區(qū)有豐富的水能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)岬瓤稍偕茉促Y源。碳達峰、碳中和工作是一項長期任務(wù)，各地區(qū)應(yīng)立足本地優(yōu)勢，積極探索適合本地實際情況的降碳發(fā)展路徑和應(yīng)對措施。需要注意的是，氣候資源具有波動性特征，還要著力發(fā)揮多種能源互補并網(wǎng)發(fā)電，譬如風(fēng)能與太陽能、水電與火電的配合，其中氣象部門能否提供精確的預(yù)報服務(wù)是關(guān)鍵。

 

因此，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，至少要做好4個方面的氣象服務(wù)。一是如何科學(xué)地規(guī)劃布局。氣候資源開發(fā)潛力巨大，但哪些地方可以優(yōu)先開發(fā)、哪些地方次之，只有通過合理規(guī)劃才能發(fā)揮資源的最大效用。

 

二是回答怎么建的問題。大型風(fēng)電場及光伏發(fā)電站的選址和建設(shè)，“出生決定一生”，一旦建成難以再調(diào)整。因此必須在微觀選址、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計等方面，充分考慮不同地方的資源特性。

 

三是做好風(fēng)電和光伏發(fā)電功率預(yù)報，完善極端天氣氣候事件對電力系統(tǒng)安全運行的風(fēng)險評估，合理安排運行方式和應(yīng)對措施，提高電網(wǎng)運行的安全性和可靠性。

 

四是建立大規(guī)模風(fēng)能太陽能開發(fā)的氣候生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評估體系，為新能源發(fā)展決策提供依據(jù)。

 

巢清塵：應(yīng)對氣候變化，減排和適應(yīng)一樣重要。我們要把降碳作為源頭治理的“牛鼻子”，協(xié)同控制溫室氣體與污染物排放，協(xié)同推進適應(yīng)氣候變化與生態(tài)保護修復(fù)等工作，支撐深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)和二氧化碳排放達峰行動，增強各個領(lǐng)域和區(qū)域的氣候韌性建設(shè)。“十四五”時期，更需要針對碳中和目標(biāo)下的各個領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)提出方向性戰(zhàn)略安排，并引導(dǎo)全社會進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。同時，研究制定更詳細(xì)的碳達峰行動方案，加快全國碳市場建設(shè)、積極參與全球氣候治理，并動員全社會力量，將碳達峰、碳中和的美好藍圖化為美麗現(xiàn)實。

 

此外，新型電力系統(tǒng)是氣象、氣候資源依賴的電力系統(tǒng)。大力提升可再生能源利用水平和效率，需要盡快、準(zhǔn)確摸清我國風(fēng)能、太陽能資源家底。在資源評估的基礎(chǔ)上，充分利用風(fēng)能太陽能資源的時空互補性，減小風(fēng)電、光伏發(fā)電的間歇性和波動性，進而提高風(fēng)電和光伏發(fā)電的電網(wǎng)友好性，促進新能源消納，提高可再生能源利用效率。

 

高云：氣象部門自上世紀(jì)90年代就開始建設(shè)溫室氣體全球大氣本底站，并進行持續(xù)觀測和采樣分析，在大氣溫室氣體濃度監(jiān)測方面具有良好的監(jiān)測、分析和研究基礎(chǔ)。今年1月，中國氣象局啟動運行溫室氣體及碳中和監(jiān)測評估中心。未來我們將發(fā)揮部門優(yōu)勢，緊密圍繞綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展和應(yīng)對氣候變化的需要，聯(lián)合國內(nèi)外優(yōu)秀科學(xué)家，從氣候變化科學(xué)的角度圍繞國家戰(zhàn)略需求開展監(jiān)測評估，為我國應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)作出貢獻。