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丁仲礼:碳中和对中国的挑战和机遇

日期:2022-01-10    来源:碳中和专委会

能源资讯中心

2022
01/10
08:48
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关键词: 碳中和 风力发电 光伏发电

中国科学院院士,十三届全国人大常委会副委员长,民盟中央主席,欧美同学会会长

位于伊吾县淖毛湖镇戈壁滩上的新疆首座光热发电站——哈密 50 兆瓦熔盐塔式光热发电站  视觉中国 / 供图三、中国碳中和需制定分阶段实施方案

在已有的经济社会发展逻辑之下,不管是由于技术上不具备还是经济上不合算,到本世纪中叶,一定会产生一部分“不得不人为排放”的二氧化碳。因此,我们在对标碳中和时,首先要搞清楚一个问题:我们减排到什么程度,即可达到碳中和?

过去的全球碳循环数据表明,人为排放二氧化碳中的54%被陆地和海洋的自然过程所吸收,假定未来几十年碳循环方式基本不变,尤其是海洋吸收23%的比例不变,则各国排放的留在大气中的46%那部分应该是“中和对象”。但事实上,陆地吸收的31%,一部分是通过生态过程,一部分是通过其他过程,二者之间的比例目前尚未研究清楚。根据相关研究,2010—2020年间我国陆地生态系统每年的固碳量为10亿—13亿吨二氧化碳。一些专家根据这套数据采用多种模型综合分析后,预测2060年我国陆地生态系统固碳能力为10.72亿吨二氧化碳/年,如果增强生态系统管理,还可新增固碳量2.46亿吨二氧化碳/年,即2060年我国陆地生态系统固碳潜力总量为13.18亿吨二氧化碳/年。

根据以上分析,如果我国2060年排放25亿—30亿吨二氧化碳,则海洋可吸收5.75亿—6.9亿吨,生态建设吸收13亿吨,陆地总吸收的31%中,生态吸收以外的其他过程如果占比17%,则为4.25亿—5.1亿吨,那么吸收总数将在23亿—25亿吨之间;在此基础上,如果发展5亿吨规模的CCUS技术固碳,则大致能达到碳中和。

如果我们将2060年“不得不排放”的二氧化碳设定为25亿—30亿吨,则需要在目前100亿吨的基础上减排70%—75%,挑战性非常之大。这就需要制定分阶段减排规划。理论上讲,我国可考虑“四步走”的减排路径,从现在起用40年左右的时间达到碳中和目标。

第一步为“控碳阶段”,争取到2030年把二氧化碳排放总量控制在100亿吨之内,即“十四五”期间可比目前增一点,“十五五”期间再减回来。在这第一个十年中,交通领域争取大幅度增加电动汽车和氢能运输占比,建筑领域的低碳化改造争取完成半数左右,工业领域利用煤+氢+电取代煤炭的工艺过程完成大部分研发和示范。这十年间增长的电力需求应尽量少用火电满足,而应以风、光为主,内陆核电完成应用示范,制氢和用氢的体系完成示范并有所推广。

第二步为“减碳阶段”,争取到2040年把二氧化碳排放总量控制在85亿吨之内。在这个阶段,争取基本完成交通领域和建筑领域的低碳化改造,工业领域全面推广用煤/石油/天然气+氢+电取代煤炭的工艺过程,并在技术成熟领域推广无碳新工艺。这十年,火电装机总量争取淘汰15%的落后产能,用风、光资源制氢和用氢的体系完备并大幅度扩大产能。

第三步为“低碳阶段”,争取到2050年把二氧化碳排放总量控制在60亿吨之内。在此阶段,建筑领域和交通领域达到近无碳化,工业领域的低碳化改造基本完成。这十年,火电装机总量再削减25%,风、光发电及制氢作为能源主力,经济适用的储能技术基本成熟。据估计,我国对核废料的再生资源化利用技术在这个阶段将基本成熟,核电上网电价将有所下降,故用核电代替火电作为“稳定电源”的条件将基本具备。

第四步为“中和阶段”,力争到2060年把二氧化碳排放总量控制在25亿—30亿吨。在此阶段,智能化、低碳化的电力供应系统得以建立,火电装机只占目前总量的30%左右,并且一部分火电用天然气替代煤炭,火电排放二氧化碳力争控制在每年10亿吨,火电只作为应急电力和承担一部分地区的“基础负荷”,电力供应主力为光、风、核、水。除交通和建筑领域外,工业领域也全面实现低碳化。尚有15亿吨的二氧化碳排放空间主要分配给水泥生产、化工、某些原材料生产和工业过程、边远地区的生活用能等“不得不排放”领域。其余5亿吨的二氧化碳排放空间机动分配。

“四步走”路线图只是一个粗略表述,由于技术的进步具有非线性,所谓十年一时期也只是为表述方便而划分。

内蒙古草原上风力涡轮机和太阳能电池板(无人机视角) 视觉中国 / 供图 

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