贺克斌院士:过去40年是“改革开放”,未来40年最关键四个字可能就是“双碳行动”
来源: | 作者:贺克斌 | 发布时间: 2022-08-11 | 97 次浏览 | 分享到:

如果过去40年对中国发展影响深远的四个字是“改革开放”,未来40年最关键的四个字可能就是“双碳行动”。

在2022新京报贝壳财经夏季峰会“先立后破 双碳助力美丽中国”主题论坛上,中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌发表了题为“碳中和与绿色高质量发展”的演讲。

贺克斌表示,双碳时代,全球经济发展模式正从能源资源依赖型走向能源技术依赖型,并开启了新一轮产业竞争。与化石资源相比,风光资源在全球分布相对更均匀,未来风电、光伏等新能源比例逐渐上升过程中,谁的新能源技术领先,谁就抢得发展的先机。
“实现双碳目标,我们依然面临诸多挑战,包括关键核心技术的创新、新能源产业供应链中关键材料的制约以及气候与环境协同治理综合决策支撑。”贺克斌称,如果过去40年对中国发展影响深远的四个字是“改革开放”,未来40年最关键的四个字可能就是“双碳行动”。

在贺克斌看来,要实现这一目标需要政策引导、科技创新,并建立全新的人才培养体系。

双碳时代,全球经济发展模式走向能源技术依赖型

贺克斌在演讲中提到,碳中和问题已经成为全球关注的重大问题。截至去年年底,已有130多个国家、116个地区、234个城市以及683家企业提出碳中和目标。根据统计,全球88%的排放、90%的GDP(PPP)以及85%的人口被净零排放目标所覆盖。
贺克斌表示,碳中和问题之所以引起全球范围内广泛关注,主要因为气候变化已对全球各个居住地区造成影响,伴随着一系列天气、气候的极端变化,并对经济发展造成冲击。据我国应急管理部统计,频发极端天气造成的经济损失居我国自然灾害之首。此外,高气候风险对世界食品供应的影响也极为巨大,涉及水稻、小麦、大豆、大麦等粮食作物以及可可、咖啡等经济作物。
“双碳目标的提出具有多层面战略意义,切入点是气候履约。”贺克斌提到,我国是气候公约、巴黎协定等协议的签约国,但提出双碳目标更为核心的原因在于新一轮产业竞争。
“所谓产业竞争,是指世界进入‘双碳’时代,从能源资源的角度看,全球经济发展模式正在从资源依赖型走向技术依赖型。”贺克斌表示,首先,根据国际能源署分析,未来实现全球“双碳”目标,从化石能源转向风光等为主体的能源结构时,全球可提供的风光能源资源总量是足够的。人们过去经常讲到的挑战,化石能源不充足的资源约束将逐渐解除,足够支撑实现双碳目标。

其次,目前全球经济高度依赖的化石能源地域分布极不均匀,煤炭、石油、天然气三种能源,2/3到3/4的储藏量都集中在位居前五位的储藏国。与化石资源相比,风光资源在全球分布相对更均匀,未来风电、光伏等新能源比例逐渐上升过程中,谁的新能源技术领先,谁就抢得发展的先机,即经济发展走向技术依赖型。可以看到,欧洲、美国、日本等主要发达国家都在布局从资源依赖型走向技术依赖型的新一轮产业竞争。

贺克斌提出,“双碳行动”不仅促进产业竞争,还将推动根本性解决环境污染问题,对于生态文明建设、美丽中国目标实现有非常强的带动作用。同时,这对于全球尚未解决环境污染问题的发展中国家来讲,具有共性意义。

提高环境质量的根本目的是健康。贺克斌以PM2.5治理为例,在2020年,全国330多个城市PM2.5年均浓度平均在33微克/立方米,如果没有“双碳行动”,按照“老”的治污政策路径,到2060年,PM2.5年均浓度最多只会降到25微克/立方米。而2030年实现碳达峰的话,到2060年,PM2.5年均浓度就会降到20微克/立方米。假设提前两年在2028年实现碳达峰,到2060年,PM2.5年均浓度就会降到18微克/立方米。2060年如期实现碳中和,彼时全国PM2.5年均浓度会降到8 微克/立方米左右,将为生态环境与百姓健康带来巨大福祉,美丽中国与健康中国密切关联。
“五碳并举”实现碳减排
如何才能实现碳中和目标下的碳减排?对此,贺克斌提出,实现路径主要可分为五个板块,即资源增效减碳、能源结构降碳、地质空间存碳、生态系统固碳和市场机制融碳,“五碳并举”。
他表示,资源增效减碳主要集中于节能和能效提升。我国能源强度是世界平均水平的1.3倍,远高于美英法德日等发达国家,是OECD国家的2.7倍。如果我国采取各种措施达到同样的经济目标,但将能源需求降到最低,当前消费水平下,能耗每降1%,可减排1亿多吨二氧化碳。
能源结构降碳的主要目标是要大幅提升非化石能源比例,建立以新能源和可再生能源为主体的新型能源系统和电力系统。贺克斌认为,要重新认识我国的能源资源禀赋,只讲“富煤”“缺油”“少气”不能全面准确表述我国能源资源禀赋,丰富的可再生能源资源是我国能源资源的重要组成部分。
针对地质空间存碳,贺克斌提出,即使到了2060年,为了保障能源系统和电网系统的稳定,仍将保留一定量的化石能源使用,并进而产生二氧化碳,届时将通过碳捕集利用和封存(CCUS技术)对这部分二氧化碳进行处理。
此外,贺克斌表示,生态系统固碳与生态文明建设、美丽中国建设所涉及的山河林田湖草沙系统治理是目标一致的——随着生态系统的修复、巩固和建设,固碳增汇的收益也将更加显著。
上述“四碳”均是关于技术,至于市场机制融碳,贺克斌在演讲中表示,技术能够在市场上应用,主要取决于两点,一是政府的政策引导,更为重要的是市场机制。2021年7月16日,全国碳市场正式启动上线交易。目前电力行业已被纳入全国碳市场,预计后续还会纳入建材、冶金、石油、化工等多个行业,且会覆盖到个人的碳足迹,100%覆盖各种碳的排放领域,通过市场信号、市场杠杆有序推动各类新技术的市场准入。


我国碳中和技术成熟度不高,实现双碳面临多重挑战

实现双碳目标,我国依然面临诸多挑战。贺克斌表示,其中一大挑战在于关键核心技术的创新。据国际能源署分析,全球要实现碳中和所依赖的技术中,约有一半已经商业化,另外50%仍需在未来数十年中逐步实现。
对于中国自身情况,贺克斌介绍,科技部组织专家分析了我国实现双碳目标的相关支撑技术,列出了6大类、18子类、66个亚类的关键技术,其中34%已得到商业营运,36%还处于中试和工程示范阶段,另外还有30%在概念和研发阶段。这意味着,我国碳中和技术总体成熟度不高,还有2/3的任务需要我国的科技工作者在未来几十年研发突破,相较世界平均水平,我国通过科技创新促进产业竞争、实现碳中和目标的任务更重,责任更大。
第二大挑战来自受关键材料制约明显的新能源产业供应链。从世界来看,在所有可再生能源电力中,光伏的度电材料消耗最高,除钢、铜、光伏级玻璃等之外,还有镍、铟、镓、锗、碲等稀有金属。风电中所含钕、镨、镝三种稀土元素在未来也都面临严重短缺问题,可能会成为风电装机的制约因素。
贺克斌提出,预计到2050年,光伏装机总量将达到2020年的19倍,光伏制造中铟、碲等关键材料的需求量或将超过储量,届时需要考虑如何对这些材料循环利用,或通过新技术进行替代。

贺克斌以电动车所使用的锂电池举例,支撑锂电池的几种金属等关键材料基本集中在三个国家,头部效应明显,中国除石墨资源较为丰富外,锂、钴、镍、锰的储量并不占优势,今后如何调度好这些关键材料的资源使用和循环利用也将成为重要问题。

而随着对风光资源的大规模利用,风电与光伏设备到一定使用周期后会产生报废,形成所谓的新型工业固体废物。如果未能建立起合理的消纳途径,固废可能会成为整个产业链的梗阻点,严重影响产业链发挥。

在他看来,气候与环境协同治理综合决策支撑也是一大问题。气候是全球尺度,环境更多是区域、国家尺度,要形成协同综合治理,不仅要在工程技术方面协同,还要形成国内外绿色高质量发展新的游戏规则。例如需要建立减污降碳协同增效的时空协同机制,过程增效机制和区域联动机制,温室气体排放监测与减排评估方法,重点行业和关键领域脱碳路径优化与驱动机制。
“要最终推动市场机制融碳,这中间需要在微观、中观和宏观填补很多空白。”贺克斌表示,其中微观层面,需要建设数据统计核算系统,还要有全球和我国温室气体数据库。现阶段天空地一体化碳源碳汇监测技术仍存在各项问题,包括缺乏立体探测,垂直观测能力以及动态、精细、不同背景下的碳观测能力不足。

贺克斌称,在未来发展中,有人讲“双碳”时代已经来临,如果说过去40年对中国发展影响深远的四个字是“改革开放”,未来40年最关键的四个字可能就是“双碳行动”。要实现这一目标需要政策引导、科技创新,并建立全新的人才培养体系。自然科学、工程科学、社会科学各学科要一起协同创新,共同培养面向碳中和时代的人才。

原题为:贺克斌院士:通过“五碳并举”实现双碳目标,未来仍有三大挑战需面对