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杜相万院士:碳高峰和碳中和引领中国能源革命 应收账款周转率

时间:2021-02-20 08:45:55作者:佚名

杜祥琬院士:碳达峰、碳中和引导中国能源革命 杜祥琬院士:碳达峰、碳中和引导中国能源革命 text |小龙平,新井智库采访人

1月22日,北京市人大代表、生态环境部规划院院长王晋南表示,调查发现,“许多地方认为,2030年前化石能源的使用可以继续大幅增加,甚至将‘十四五’发展规划规划规划在‘高碳’轨道上,攀登碳排放‘新高峰’,达到‘新高峰’后再考虑下降,没有实现碳中和对地方发展的强制要求。”

2020年12月召开的中央经济工作会议指出,中国二氧化碳排放将力争在2030年前达到峰值,在2060年前实现碳中和。会议部署的2021年八大重点任务之一,就是做好碳峰化和碳中和工作。

十四五期间中国能源行业应该如何应对?面临哪些挑战?为此,新井智库采访了国家能源咨询专家委员会副主任、国家气候变化专家委员会名誉主任、中国工程院院士杜相万。

绿色低碳是能源转型的方向

新疆智库:请简要介绍一下中国能源消费水平的现状和特点。

杜相万:简单来说,中国的能源结构现在处于“多元发展、协调互补、权衡取舍、渐进转型”的状态。一个世纪以前,中国和世界上大多数国家都主要消费煤炭。经过几十年的发展,世界已经成为石油和天然气消费的主导,占50%以上。中国不会有以油气为主的阶段,油气比例很难超过40%。因此,中国目前处于多元化结构阶段,然后逐渐从多元化阶段过渡到第三阶段,即以非化石能源为主的阶段。

从单位GDP能耗水平来看,2010年中国是世界平均水平的两倍,现在降低到1.3倍,与国际先进水平相比差距更大。从电厂的燃煤效率来看,目前我国燃煤电厂平均燃烧307克煤可以产生1千瓦时(kWh)的电力,燃烧效率最高的上海外高桥电厂消耗260克煤才能产生1千瓦时的电力,说明即使是燃煤发电效率也有提高的空间。

总体而言,化石能源约占84%,煤炭约占57.7%,石油约占18%,天然气约占8.2%,非化石能源约占15.3%(包括可再生能源和核能)。从碳排放比例来看,电力行业排放的二氧化碳占40%左右,工业占30%左右,建筑业占10%以上,交通运输业占10%以上。所以节能减排的潜力就在于这些大行业。

新井智库:中国能源转型的主要方向有哪些,每个方向能为碳峰值的实现贡献多少?

杜相万:中国能源转型的方向,从消费方面来说,要从相对粗放低效走向节约高效。比如,单位GDP能耗能否从目前全球平均水平的1.3倍进一步降低到1.0倍?如果是这样的话,在同样的GDP下,我们每年的能源消耗可以减少10亿吨标准煤左右。换句话说,它可以减少大约26亿吨二氧化碳的排放。

但是,要想多储蓄,更有效率,还是要调整产业结构。正如2020年中央经济工作会议所指出的“调整产业结构”,我国“节约高效”的最大潜力在于产业:高耗能产业(如钢铁、水泥等房地产带动的产业)现在消耗了60%的能源,但现在这些产业的产能趋于饱和甚至过剩。我们不应该从碳排放或健康的市场发展的角度来增加这些行业的生产能力。

另一个手段是技术进步。以煤电为例,如果燃烧效率从307g标准煤进一步提高到276g标准煤,效率将提高近10%,将带来巨大的节煤减排效益。再比如,电炉炼钢技术的碳强度远低于高炉生产技术,从长流程推进到短流程可以大大降低碳排放,直接用绿氢还原铁可以实现钢铁生产的零碳化。

杜祥琬院士:碳达峰、碳中和引导中国能源革命图片来源:北京新闻网

从生产方面来说,可以用一句话来概括:从“黑、高碳”到“绿、低碳”,或者以化石能源为主,逐步增加非化石能源的比重,高比例发展非化石能源。比如在电力结构上,煤电比例还是偏高。如果我们开发非化石能源的替代品,如核电、水电、风电、光电子等可再生能源发电,同时保证能源的安全供应。在此前提下,逐步取代煤电。这是大势所趋。

“十四五”计划的能源增量由非化石能源和天然气提供

新井智库:有人认为,2020-2030年中国能源转型的路径主要是清洁能源特别是可再生能源替代煤炭的战略。你怎么看,这个替代率能达到多少,十四五期间怎么做?

杜相万:目前中国煤炭消费占能源消费的57.7%。如果不包括中国,全球煤炭占能源消耗的比例不到20%。从长远来看,煤、石油等化石能源是不可再生的,任何一个国家(地区)的能源结构迟早都会发生转变。如果转化的早,会更活跃。从应对气候变化的角度来看,我们还需要减少排放和碳。

此外,非化石能源的成本近年来迅速下降,这创造了替代化石能源的可能性。“十四五”期间,由于我国已进入高质量发展阶段,年能源增量约为2%。对于增长,基本可以用非化石能源和天然气来满足。

替代化石能源主要有几个方向,如可再生能源、核能和天然气。能否满足“十四五”期间每年2%的能耗增长?到第十个五年计划,风能和太阳能的利用将达到12亿千瓦,核能、水电和天然气将继续增加。与此同时,也有一些替代交通工具的新能源汽车的油气消耗。但是,散烧煤需要用清洁供暖来替代,包括充分利用工厂余热、生物质能和地热能来替代北方农村、县乡镇使用散烧煤。“十四五”期间,煤炭消费应尽快达到峰值。

新疆智库:十四五期间中国能源转型面临哪些挑战?你认为最迫切需要解决的是什么?

杜相万:十几年前,水电以外的可再生能源可以忽略不计,占整个电力供应的不到1%。成本高,装机容量没有。现在很重要,要“负大责任”。将来,有必要使用这些可再生能源来发电,而不是煤。正如设定的目标一样,到2030年,风力发电和太阳能发电的总装机容量将达到12亿千瓦以上。

那么,这就意味着不仅要增加装机容量,还要增加动力,要成为优质动力,需要的时间更多,时间更少。因为电力的消耗侧是这样的,电力消耗有峰有谷,如何保证电力系统在当时会有足够的灵活性,是对电力系统的巨大挑战。天气状况和风力都充满变数。因此,如何将非化石能源转化为高质量的电力供应,需要与储能相配合。

对于能源结构转型,可以设立转型基金吗?是为了支持转换而设置的。对于率先转型的机构,比如以前用煤电,现在发展非煤电业务,开拓新产业,可以考虑给予一定的资金支持。如何做到公平稳定的过渡,应该做好。

能量转换涉及四次革命

新疆智库:你认为碳峰值的目标对于内蒙古、山西、陕西等主要化石能源省份意味着什么?你认为这些省份会面临新的挑战吗(如果会,是哪些)?

杜相万:挑战和新机遇并存,但机遇大于挑战。内蒙古是中国典型的能源大省,化石能源和可再生能源资源丰富,但现在可再生能源利用率很低(据公开数据显示,内蒙古煤电比例高达84%,而且这一比例在过去几年从未下降过)。如果这些能源大省认清风险,主动转型,逐步调整自己省份的能源结构,未来前景会很好。在中央政府提出碳峰值和碳中和目标后,这些省份的能源结构转型目标更加清晰。

比如山西,就提出了“成为全国能源革命的先锋”的目标。虽然“先锋”不易,但方向是明确的。以山西大同为例,该市风能资源丰富,不仅可以发电,还可以电解水制氢。比如发展氢燃料电池汽车需要氢气。如果氢是由煤制成的,这意味着没有替代化石能源。利用非化石能源生产氢气是绿色氢气,整个过程可以实现零排放。

新井智库:近年来,部分省份钢铁产能有所下降,但部分省份产能大幅提升。你认为这会给中国的碳高峰带来新的压力吗,如何应对这种现象?

杜相万:就中国钢铁总量而言,已经饱和,产量超过市场需求仍将是一个长期的局面。如果一个地方为了地方GDP能保持增长,那还是在高耗能行业,这是要约束的,是错误的倾向。这可能不仅造成电力短缺,还会增加碳排放,对当地碳峰值造成新的压力。一定要做好引导工作。

新京智库:其实碳峰化、碳中和的承诺背后还是需要相应的制度跟进的。

杜祥万:当然。能源结构转型涉及技术革命、消费革命、生产革命和体制机制革命四个革命问题。体制机制是保障,要实现这两个目标还需要完善。比如在可再生能源比例较高的情况下,我国电力系统需要提高灵活性和智能性,管理体系也需要改进。

编辑:柯睿实习生:余丹校对:王新

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