2021年10月17日 星期日

中国城市经济学会

China Society of Urban Economy

当前位置:首页->新闻中心->学会新闻

潘家华:碳中和需要时间表和路线图,避免走弯路、入误区

2021-06-22 来源:《经济观察报》作者:李晓丹

经济观察网 记者 李晓丹 碳达峰、碳中和“3060目标”是中国经济转型必须完成的任务,中国的能源结构改革是一次难得契机:将占碳排放总量超过80%的化石能源替换成零碳清洁的可再生能源,不仅要修正“用资源换发展”的理念,还将在能源行业政策的制定中充分考虑经济性和预见性,带来一场能源服务形态的巨大改变。

国家气候变化专家委员会委员、中国社科院学部委员潘家华表示,碳中和就是碳中性,碳中性就是要把额外于气候系统的碳排放全部归零,中国的碳中和的测定和核查,需要符合国际规则,必须基于国际共识、国际协同、国际认可,重点必须,也只能落在化石能源碳上。

潘家华认为,碳中和的时间表和路线图要围绕着化石能源碳来做:在2045年或者最晚2050年煤炭要全部退出,2055年石油要基本退出,在2060年应该是天然气大体退出。也就是说,2060年前,煤炭全部清零,石油只有少许,天然气大致只能留存当前消费量的20%左右。这样,化石能源碳的排放,总体上减少95%以上。此时,也并不是100%碳中和,只是大略的碳中和。实际上,这就够了。原因在于,自然界有一部分化石能源碳的自然溢出,量级不高;自然生态系统可以部分吸收,逐步适应。

碳达峰、碳中和对于中国的能源结构也是一次重建,“能源政策也要做调整,合理规划、防止浪费,减少零碳能源空间再配置的成本。”潘家华说。

时间表和路线图

经济观察网:要在2060年实现“碳中和”目标,您认为主攻方向是什么,重点是在哪里?

潘家华:“碳中和”这个词是从英文carbonneutral翻译过来的,neutral的含义是中性的、不会有额外增加的,保持一种平衡,所以就叫中性,也就是碳中性。如果把碳中性这个词作为碳中和准确解读的话,就一目了然了。比如森林是碳中性的,因为吸收的二氧化碳,是从大气当中来,燃烧、腐烂、排放又回到大气中去,这就是一种碳中性。但是化石能源就是额外的,额外在哪儿呢?埋在地底下,挖出来燃烧,制成各种产品再燃烧,这就是造成了额外的碳排放,我把它叫做气候灾性的碳,因为它是额外的。因此,碳中和就是碳中性,碳中性就是要把额外的碳全部归零。如果这样来正确理解“碳中和”,要实现2060年碳中和的目标所要采取的行动重点就非常明确了,就是要把额外增加的碳归零,国际社会的核查重点也是这部分碳。

国际上所界定的森林碳汇就是气候中性碳,在碳的交易中没有纳入任何森林碳汇。欧盟碳交易排放体系所纳入的,全部是化石能源碳,没有任何碳汇。从科学统计来讲,化石能源的碳是统计相对来说更为精准的,排放因子也是可以精确核对的,得到的数据也应该是最具可信度的。而其他的碳,特别是气候中性碳、水稻田排放的甲烷、畜牧业奶牛反刍释放出来的碳、森林碳、土地利用排放的碳,这些碳排放的核算都无法实现像石化能源碳排放那样精准的测算。根据现在的全口径统计数据,化石能源碳的误差率一般在5%以内,气候中性碳中的绿色植物、农业、水稻养殖业的碳误差率超过50%,联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)一般每5—7年做一次评估,所统计核算的排放误差率最高就是这样的碳。从目前的排放比来看,化石能源燃烧排放二氧化碳占到80%,甲烷、氧化亚氮占到15—18%,而甲烷和氧化亚氮又有40%左右源自于化石能源碳。

发达国家的碳中和针对的基本都是化石能源碳。美国控制温室气体排放,工作的着力点和重点都在化石能源。英国要在2020年彻底退出煤炭,德国一开始说在2042年,后来改成2038年,目前承诺是到2030年彻底退出煤炭。联合国秘书长古特雷斯在2021年4月22日世界地球日发表谈话,明确指出煤炭必须要首先退出,而且越早越好。第二是石油,因为石油相对来讲含碳量也比较高的,最后才是天然气,所有的化石能源并不是同步被替换掉的,煤炭是第一位的,着力点非常清晰。所以,中国的碳中和核算一定要符合国际规则,必须基于国际共识、国际协同、国际认可,要把重点落在化石能源碳上。

经济观察网:您认为“碳中和”的路线图和时间表应该如何制定?

潘家华:要在2060年前实现碳中和必须要有时间表和路线图,在2045年或者最晚2050年煤炭要全部退出,2055年石油要基本退出,在2060年应该是天然气大体退出。

煤炭目前占到碳排放的大75%-80%,如果把煤炭在2050年彻底去除的话,基本上就可以减少80%左右的碳排放。此外,石油碳排放占比15%,天然气还有5%,即使天然气最后不归零,也要压缩90%。105亿吨二氧化碳排放量,到2060年基本实现碳中和应该没有问题。

经济观察网:除了时间表和路线图,碳中和的“预期管理”应该怎么做?

潘家华:碳中和也需要预期管理,经济学上有一个概念叫理性预期,看准方向之后要形成稳定预期,是战略性、长远性的预期。举个例子,特朗普退出了巴黎协定,一再声称煤炭是清洁能源,但是在特朗普就任总统的四年里,美国没有一家公司投资煤炭,相反在这四年时间,煤电的发电装机平均每年减少1000万千瓦,因为企业非常清楚,煤炭是没有未来的,不会冒这样的风险。

煤炭开采、煤化工、煤电是回收期很长的投资,投资金额动辄七八十亿甚至上百亿元,一般投资三年以后才能投产,多是长达四五十年的经济运行周期,而碳中和的刚性约束往往是在二三十年内就会不断趋紧,企业肯定不会选择收不回成本的投资。需要提醒中国企业的是,“十四五”规划提出要在2030年前实现碳达峰,不要盲目攀高摸高,攀了以后、摸了以后下不来,这才是问题所在。在海外进行投资也要对当地的环保政策有充分了解,比如火电项目一定要慎重,气候问题是所有国家都在关注的,海外投资项目一定不能与气候治理相违背,企业环境责任的焦点难点体现在企业碳责任。

经济观察网:最近讨论比较多的是,如果收入提高了,碳中和问题解决了,您对此怎么样看?

潘家华:社会上对碳中和产生这样的误解,是因为对碳排放的理解有误区。首先,过去说的“先污染、后治理”的理论在碳中和的实践中是行不通的。库兹涅茨曲线是上世纪50年代诺贝尔奖获得者、经济学家库兹涅茨用来分析人均收入水平与分配公平程度之间关系的一种学说。研究表明,收入不均现象随着经济增长先升后降,呈现倒U型曲线关系。这一假说在二氧化硫、氮氧化合物、粉尘治理等方面已经得到了验证。发达国家是这样,中国也是这样。中国二氧化硫在改革开放初期只有200万吨,2005年—2006年峰值期达到了2300-2400万吨,随后给排放企业安装脱硫设施,二氧化硫又回到百万吨级以下了,基本上可以自然消纳。

不过,在二氧化碳减排方面就很难再次得到验证。发达国家所经历的过程是,人均1.2万美元以前,二氧化碳排放确实随着人均收入的增加而增加,在人均收入达到1.2万到1.5万美元之后碳排放达到峰值,然后就有下降的迹象。不过,美国现在人均收入达到6万美元,人均碳排放仍居高不下,高峰值到22吨,现在还有15吨。欧盟也是如此,峰值是人均15吨,现在还有5-7吨,人均已经收入超过5万美元,从1万美元到5万美元最多减一半,再减一半要到12万美元?也就是说,在碳减排问题上,收入与减排量之间并不遵从环境库兹涅茨曲线规律。

不仅如此,我们还要认识到:第一,二氧化碳所引发的气候变化是长期性的,不会像治理二氧化碳那样立竿见影。第二,气候变化带来的灾难频繁出现,人们已经把气候变化当成了“灰犀牛”。需要反思的是,怎样能够随着经济的发展、收入的增加来加速脱碳或者去碳,以及在收入不增加的情况下,能否实现零碳发展。

避免走弯路

经济观察网:在推进碳中和的过程中,要避免走哪些弯路?

潘家华:碳中和的顶层方案要围绕着化石能源碳来做,化石能源碳就必须要有化石能源碳退出的时间表和路线图,刚才已经讲了。这其中有一个很重要的问题就是化石能源如何平稳退出,目前最需要考虑的就是煤炭的退出,要保证退出时不造成过大的经济损失,我建议不能再建新的煤化工,煤制气、煤制油、煤制乙醇都要慎重,不能煤电退出煤制气反而增加了。

有五个弯路是要避免的:

第一,地方为了政绩,把森林砍了高光伏发展,这样不切实际得不偿失发展零碳电力,是不对的,必须要避免。

第二,很多地方把森林碳汇作为碳中和的灵丹妙药,化石能源碳排放照旧,寄希望于森林碳汇。前面说了,绿色植物碳,是气候中性碳。即使有一些,所能吸收的二氧化碳,也就10%。然而,种树不在于碳汇,更重要的,在于生物质能,在于生物多样性,在于生态系统功能,不要把这个理解偏了,种树很重要,它是生态功能,而不必太看重碳汇功能,它解决不了气候灾性碳的问题。

第三,石化能源短期无法替代,就用碳捕集与埋存(CCS)的中断处理方法。这会出现两个问题,一是碳捕集以后,量太大了用不了;二是成本太高,目前仅仅是碳捕集的成本每吨二氧化碳最低也要300元,高的会超过800元。也就是说,CCS仅碳捕集每度电就要额外增加0.3元钱,而光伏发电一度电成本0.1元,水电0.26元。

第四,在零碳导向下的能源发展和经济发展,有两个问题:一是能源消费在经济成熟的情况下,总量不会再增加,到了峰值以后,能源消费总量也会下降,不会出现可再生能源满足不了的情况,这是一个认知误区。

还有一个误区,什么事情都要建大电网,大电网有安全性和经济性的优势,不过实际上在许多地方,零碳这样的系统还是分布式更为经济有效,自给自足,有多余就卖,不够就买。

第五,零碳不仅仅是能源的事,经济社会体制机制也至关重要。例如,产品质量。如果一幢楼,寿命100年,显然要比寿命只有30年的,谈效率高出三倍以上。又如循环经济,许多因消费偏好或无地存放的探秘季度高的耐用消费品,例如自行车、钢制家具,多有8成新甚至全新,进入二手市场再用,可以保全碳,实现碳效用;如果作为垃圾回收,即使循环再用,也要损毁既有碳存量,灭失碳效用。

经济观察网:煤炭退出后的缺口谁来补,怎样补?

潘家华:目前对可替代能源的理解有误区,可替代能源有三个特征:一是保证能源量要够,二是能源的稳定性,三是操作层面能够实现替代。在量和稳定性方面,很多人说煤电是电力行业压舱石,我就不认同这样的说法。水、风、光伏都可以发电,这些都是未来煤炭替代可以考虑的,是零碳。水电的上网电价比煤便宜很多,风电和光电需要解决储能的问题,储能可以多管齐下,化学储能、抽水储能和电池都已经在不断应用。

德国定在2030年清除煤电,通过可再生能源来替代,发展风能和光能。上世纪70年代初,当时还觉得光伏发电是天方夜谭,太阳辐射能的光电转换效率只有6%;2020年转换效率已经达到了26%,而且还在进一步提升中。

中国在可再生能源的使用上也在不断实践探索。青海省人口总数602万,面积70万平方公里,与北欧的一些小国家面积相当。2017年,青海连续三天使用百分之百的可再生能源,2018年是一个星期,2019年是一个月,2020年是102天。

当然,可再生能源的广泛使用还需要时间,航空燃油目前还没有找到合适的替代能源。不过随着技术的进步,可再生能源替代石化能源的速度还将加快。

经济观察网:工业领域的能源替代,有哪些现实问题需要解决?

潘家华:钢厂对煤炭的需求很大,要用焦煤炼钢。欧洲希望能够用氢能来替代,但氢能成本居高不下。不过,碳中和不是立马兑现,是未来几十年里要解决的问题,要给技术设定一个窗口期,明确了技术的发展方向,就可以努力攻克技术难关。

同时,也要防止出现两种情况,一方面是走偏,另一方面是不重视。走偏是什么呢?比如对于化石能源,强调提升能效节能是对的,但是,无论如何提升能效,最终也只能低碳,不可能零碳。

经济观察网:一个全国性的碳交易市场,还需要哪些配套机制?

潘家华:碳市场最大的优势就在于价格信号,就是碳不是免费的。用价格引导碳交易的激励作用是非常重要的,但是绝对不要寄希望于有一个碳市场就能碳市场的所有问题,对一些阶段性的问题要有充分考虑。

第一,由于碳中和的目标刚性,只有30-40年时间,碳市场就要归零,碳市场不可能做大做强做久。

第二,碳市场的交易成本较高,进行碳交易的话,首先要做核算,排了多少吨碳,这也是成本。专业核算以后,一家企业排了3万吨碳,还需要进行核查,核查也是成本。核查之后的登记和交易也不会是免费的服务。

第三,碳交易所交易的是无形产品,有总量限额,这个限额谁来定呢,定了以后给谁呢?这中间存在着寻租空间,也有腐败的风险。

能源政策要符合实际

经济观察网:目前有担忧会出现人为压峰、降峰,您认为有何应对办法?

潘家华:碳达峰是一个经济发展的自然过程,欧洲就是自然达峰,确实要避免出现人为压峰、降峰的情况。碳达峰不能一刀切,社会成本、就业、经济运行、产业竞都是需要考虑的因素。此外,各地方的能源禀赋不同,水能、风能、光能的配比要根据地方实际情况来制定各自的能源规划,能源配额也要充分考虑各地情况,不能为了碳去抢配额。

经济观察网:能源结构转型,目前遇到的主要问题是什么?未来的能源结构有哪些显著变化?

潘家华:未来能源结构会发生四个变化。

第一,液态和固态的化石能源基本上都会被电力所替代,这是很大的变化,也就是能源形态的变化。将来属于固态的煤炭和液态的燃油会慢慢退出。目前电的渗透率还不到一半,煤是50%用来发电,50%用来固态燃烧。将来会变成以电为主,这是能源服务形态变化。

第二,结构的变化。化石能源特别是煤和石油会逐步全额退出,或许有残量石油,少许天然气。天然气是化石能源中碳排放因子最低的,如果能源系统的安全稳定性需要,少许也可能允许存在。

第三,风、光、水、生物质能及储能完成多能互补和区域协同。

第四,能源生产和消费的一体化及融合。自家屋顶光伏发电自己用,为私家车充电,也就是能源生产和消费融合一体化,原来是买,现在是自给自足了。

从区域发展的角度,能源结构调整也要顾及区域平衡的问题。对于地方来说,比较被动的是,电力属于高品质的能源服务,但电力又不是用户方或本地所能决定的,而只能接受大电网的电源结构、配额等。各省用哪个电网,并没有选择。未来光伏发电可以采用地方对口的方式,比如浙江对口甘肃,浙江经济活跃,对电力的需求大,可以在甘肃的干旱荒漠地区,太阳辐射强度高、时间长,租地建设太阳能光热、光伏发电,给当地支付租金,这样既增加了当地的就业,也可以降低购买电力的成本。清洁的电力是零碳的,主动对接和协同,这是地方政府可以做的。

地方政府可以做的第二件事情就是,大力推广能源替代技术推广和应用。比如北方的集中供暖,可以采用地源热泵、气源热泵等技术,政府要推动零碳的电力,不过这也是需要时间和财力的。

经济观察网:对于煤炭企业来说,要做好哪些准备?整体行业会出现哪些调整?

潘家华:首先,必须承认煤炭行业对经济发展的贡献,没有煤炭就没有中国快速发展。伴随着经济的发展,煤炭所带来的环境破坏问题日渐受到重视,中国经济需要承担起国际责任,退出煤炭是必然的。现在的问题是怎么退,怎么让煤炭行业平稳退出,工人的就业安置、旧有设施的再次利用、投资如何获得相应回报,一定要实现平稳安全的产业退出。

未来的新型能源的发展是可以从煤炭行业的发展轨迹中获得充分经验,比如加强行业自律,以及如何选择更为妥善的补贴政策。光伏的补贴就一度被看作是没有充分考虑试市场的实际情况,2005年的光伏补贴是1度电补贴4元,而且一补就是25年,要补到2030年,这给财政造成了负担。所以能源政策一定要有预见性,当初那么高的补贴显然在设计机制时没有考虑到进步会快速进步这一因素。德国也曾出现过这种情况,风电补贴最后无法支付了。产业政策一定要充分考虑到经济性,对于补贴的进程、补贴的时间期限要有清晰的判断。

经济观察网:碳中和会不会带来新一轮特高压投资的高峰?

潘家华:做特高压输变电是必然的,目前有几个不匹配。首先,零碳能源空间不匹配,有的地方多,有的地方少。其次,用能负荷相对集中,空间上不均衡,这就必然需要通过特高压输配电来将能源输送网络打通,新疆有160万平方公里,有相当比例的国土空间是戈壁沙漠,甘肃、内蒙、宁夏、陕西等地零碳电力的外送,也需要发展特高压输配电,可以理解为再造一条特高压输配电的高速公路。这需要有很周密的规划,避免造成投资和资源的浪费,合理规划、防止浪费,减少零碳能源空间再配置的成本。


分享到微信

打开微信,点击底部的“发现”,
使用“扫一扫”即可将网页分享至朋友圈。