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再问碳排放:从增到减究竟有多远?

2019-8-21 08:24 来源: 中国石油新闻中心

再问碳排放:从增到减究竟有多远?


  编者按:如何解决全球变暖的问题,世界各国一直争论不休。联合国气候变化专门委员会(IPCC)曾甩出一颗重磅炸弹:到2030年,全球二氧化碳净排放量需要再下降45%,在2050年左右达到“净零”,才能使全球变暖幅度控制在1.5摄氏度左右。7月末,《BP世界能源统计年鉴(2019年)》在北京发布。2018年的能源数据描绘了一幅令人担忧的画面:全球一次能源消费增长2.9%,是2010年以来的最高增速;碳排放增长2%,达到了近7年以来的最高水平。并不乐观的GDP增速和持续走强的能源价格并没有阻止能源需求和碳排放以近年来最快速度增长,为什么?未来两者的发展趋势如何?

  形势严峻 碳排放增长速度快

  从能源消费角度来看,能源需求中三分之二的增长来自中国、美国和印度三国。相较于近期的历史平均水平,美国的增长令人惊叹。2018年,美国的能源消费增长3.5%。不同于以往十年的下行趋势,这一增速是近三十年来的最高水平。

  在经济略微疲软和能源价格走高的作用下,能源需求应该在2018年有些许放缓。但恰恰相反,这一增速显著提高。

  那么,这些能源需求的增长和碳排放的加速上升有什么关系?在很大程度上,碳排放的增长就是能源消费上升的直接结果。相较于过去五年的均值,2018年的能源需求增速高出1.5个百分点,碳排放增速高出14个百分点。至此,全球新产生的碳排放达6亿吨,相当于地球上增加三分之一的乘用车所产生的排放。

  日前,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)莫纳罗亚气象台的传感器监测到一个惊人数据:大气中的二氧化碳浓度已经超过415ppm,即二氧化碳质量超过整个大气质量的41.5%,创造了有史以来的最高纪录。全球气候系统已经发出了警报。与此同时,大气中的二氧化碳浓度攀升至历史最高,这或许会对海洋生态系统造成破坏。

  具体来说,全球多个主要能源消费国遭遇大量的异常天气,特别是美国、中国和俄罗斯。供暖或制冷等需求的增加导致了能源消费的增长。在过去,取暖时数的增长往往伴随着制冷时数的减少,反之亦然。但在过去的一年里,美国的取暖和制冷时数总和达到1950年以来的最高位,这极大地刺激了美国的能源需求。据此,BP集团首席经济学家戴思攀认为,2018年能源消耗的意外增长或与天气影响有关。

  如果这些极端天气只是随机性事件,其影响作用会回归正常,那么能源需求和碳排放的增长也将会回落。但是,如果这些极端天气与大气中不断升高的碳含量有关,那将是一种恶性循环——碳含量增加导致极端天气出现,家庭和企业为应对极端天气而增加能源消费,进而导致能源和碳排放的强势增长。

  虽然在二氧化碳浓度增高引起全球气候变暖这一点上,长期以来各方都有不同的观点,但目前探测到二氧化碳的浓度,已经达到人类出现后的最高点,这一事实已足以让所有人警觉。即使这些天气影响只是短暂的,能源需求和碳排放增速将在未来几年内重新趋缓,照当下的趋势来看,仍和巴黎气候大会构想的转型路径有着不小的距离。因此从这个角度来说,人类需要敲响警钟。

  需求增长 脱碳不能完全依靠可再生能源

  根据《统计年鉴》提供的数据,几乎所有能源种类增长都很强劲,超过了过去十年的平均速度。

  2018年,天然气的增速达到5.3%,是近三十年来的最快增速之一,贡献了45%的全球能源增长。美国贡献了全球40%的需求增长和45%的产量增长。其他国家需求增长主要集中在中国、俄罗斯、伊朗,这三个国家与美国一起贡献了80%的天然气需求增长。

  煤炭消费方面,经过三年的下降,在2017年小幅回升的基础上2018年进一步上升。煤炭需求增长14%,1.4%的消费量增速和4.3%的产量增速均创近五年新高。消费和生产的增量主要集中在亚洲,绝大部分来自中国和印度。发电用煤仍是煤炭消费增长的主要原因。

  可再生能源增长迅猛,是能源消费的第二大驱动因素,14.5%的增长相较以往有所放缓,但目前来看仍是增速最快的能源资源。中国和印度在2018年都实现了25%以上的可再生能源增长,占世界总增长的大约一半。但这还是无法跟上发电需求的增长步伐。因此,发电需求的增长仍需要更多的煤炭来满足。

  电力方面,去年全球电力需求增加3.7%,这是近二十年来的最高增速之一。81%的增长仍是来自发展中国家。其中,中国和印度共贡献了三分之二,美国的电力需求在过去一年里增加3.7%。

  在供给方,发电量的增长中的14.5%主要来自可再生能源,约三分之一的增长来自可再生能源,其次是占比3%的煤炭和占比3.9%的天然气。中国继续领跑可再生能源增长,占全球可再生能源增长的45%,超过经合组织所有成员的总和。

  尽管可再生能源的渗透率越来越高,2018年非化石燃料占比36%,煤炭占比38%,和二十年前相比发电燃料结构却几乎没有发生变化。发电燃料结构的僵局体现了国际能源署(IEA)等机构近期提出的观点:如果电力环节不能实现脱碳,通过高度电气化来实现低碳能源系统转型的路径无法奏效。也就是说,电气化只有在发电侧脱碳的前提下对能源系统低碳化转型才有意义。

  这说明了一个显而易见却尤为重要的问题:尽管可再生能源增速喜人,电力产业在世界向低碳转型的过程中也起着举足轻重的作用,但电力需求的增长使得电力行业难以短期实现“脱碳”,这一点在发展中国家尤为突出。

  电力需求的强势增长,尤其是发展中国家的需求。我们需要非常快速的行动才可以保持现有的碳排放水平。这凸显了采用一系列技术和燃料的重要性,不能完全依赖可再生能源。

  有效措施 提高能源效率与发展技术

  低碳并不是一个抽象的概念,而是在一个具体的社会经济背景下,基于特定的社会经济发展阶段、特定的能源资源禀赋、特定的科技发展水平和创新能力,以及特定的社会意识基础与价值判断和体制能力等因素,而最大限度提高碳生产率的一种发展模式。

  除了发展可再生能源,目前还有提高能源利用效率及运用利用与封存技术(CCUS)是减碳之路的有效措施。提高能源利用效率方面,能源基金会总裁邹骥提出了自己的建议:实现低碳发展转型战略重点是提高制造业能源效率、随着收入水平的提高而动态优化产业结构;应依序削减或去除散煤、工业过程用煤、低效机组发电用煤,迅速推进交通工具电气化以降低油耗,以此提升能源结构低碳化程度;应有前瞻性地完善城镇化、基础设施、交通、建筑等领域的低碳规划目标,避免锁定效应。

  伍德·麦肯兹则表示:“供暖和制冷、建筑、航空等行业的脱碳脚步较为缓慢,甚至很多仍没有采用低碳或零碳技术。”对于如何带动这些行业的加速脱碳,伍德·麦肯兹给出了两个建议:一是强制向排放收费,即全面启动碳税机制,二是大幅降低甚至取消化石燃料补贴,并将这笔庞大金额直接转给可再生能源和环保低碳领域。

  我们需要采用更多的燃料和技术去赢得这场实现巴黎气候协定的远征。在2020年前,工业、建筑、交通和火电部门的能效技术将对碳排放控制发挥重要作用。低碳技术方面,推广应用重点包括超临界发电、陆上风力发电、大型合成氨、绿色照明等。同时加大电力和工业碳捕集利用与封存、第四代核电、大规模储能技术、海洋地热能发电等关键低碳技术的研发力度,并加快整体煤气化联合循环发电(IGCC)、海上风电、高效集成热泵系统、低成本高效太阳能建筑、纯电动汽车等技术的示范。

  国际能源署发布消息称:“要实现本世纪末温升不超过2℃(2DS)和1.75℃(B2DS)的目标,全球封存(CCS)累积减排贡献分别可达到14%和32%。”国际能源署同样认为CCUS是唯一能够大幅减排燃煤电厂二氧化碳排放的技术,也是煤炭密集型产业(如煤化工钢铁水泥等)减排二氧化碳的主要选择。

  与CCS相比,CCUS技术更强调利用。据此判断,CCUS作为一项有望实现化石能源大规模低碳利用的新兴技术,是未来减少二氧化碳排放、保障能源安全和实现可持续发展的重要手段。以前,为实现环保效益,措施是将捕捉的二氧化碳封存至海底或地下。那么接下来需要研究的就是如何将二氧化碳资源化,兼具环保效益和经济效益。碳排放由增到减目前看还是道阻且长,生产、运输上减排,倡导和坚持绿色生活,已经刻不容缓。

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