2060年中国“碳中和”目标的路径、机遇与挑战

2020-12-19 18:59 来源: 第一财经 |作者: 林伯强

2060年“碳中和”路径


碳中和”的基本公式为:商业活动导致的碳排放=碳汇总量+碳信用总量。我们需要考虑的技术不仅仅是节能减排技术,同时还要考虑负碳排放技术。根据麦肯锡推出的温室气体减排成本曲线,可以对各类减排的技术与手段的先后顺序进行相应的排序。每个阶段都有很多的减排途径,这个顺序应是综合考虑各类减排措施的成本效益与实施难易度来决定的。可以将“碳中和”路径大致分为三个阶段:

阶段I(2020年-2030年)。主要目标为碳排放达峰。在2030年达峰目标的基本任务下,主要任务是降低能源消费强度,降低碳排放强度,控制煤炭消费,大规模发展清洁能源,继续推进电动汽车对传统燃油汽车的替代,倡导节能(提高工业和居民的能源使用效率)和引导消费者行为。

阶段II(2030年-2045年)。主要目标为快速降低碳排放。而达峰后的主要减排途径转为可再生能源为主,大面积完成电动汽车对传统燃油汽车的替代,同时完成第一产业的减排改造,以CCUS等技术为辅的过程。

在阶段III(2045年-2060年)。主要目标为深度脱碳,参与碳汇,完成“碳中和”目标。深度脱碳到完成“碳中和”目标期间,工业、发电端、交通和居民侧的高效、清洁利用潜力基本开发完毕,此时应当考虑碳汇技术,以碳捕集、利用与封存(CCUS)、生物质能碳捕集与封存(BECCS)等兼顾经济发展与环境问题的负排放技术为主。

为何会进行如上的排序?首先需要了解中国的碳排放产业分布。中国已经是一个高度工业化的国家,碳排放大部分是来自于发电和工业端,交通行业也占有一定的份额,而农业、商业与居民排放占比较小。因此,在这巨大的体量上,应当优先对占有83%的碳排放量的第二产业入手,由简入繁。

一个有效的减排路径一定是从减排成本最低的方向、最容易操作的地方下手,目前而言,我国的能源使用效率仍然比较低,大部分工厂的节能项目的投资回收期较短,相比于工厂设备的寿命,这使得不少节能项目本身就有经济收益,唯一需要考虑的是降低信息不对称,规范好节能市场;而新能源板块,无论是新能源发电还是电动、混动汽车,其成本发电成本与全寿命周期成本快速下降,能够做到具有市场竞争力,在市场中大规模自发替代火电厂或者传统汽车或许在十年间就能开始,接下来就是行业的快速发展。因此,近二十年的新能源项目或许将呈现指数型增长。

当中国的碳排放达峰并开始下降以后,这种本身具有经济效益的节能减排的项目将会变得很少,致使节能带来的减排空间缩小,此时是新能源与传统能源的替代过程,因此,在碳排放从达峰到逐渐下降的过程中,减排的主力新能源对传统一次化石能源的替代技术。由于火电厂一般都具有50年以上的寿命周期,即使不再新建火电厂,已经建成的火电厂也将继续发挥着供能的作用,这时大部分排放仍来自于燃煤电厂、同时也有部分工业/民用天然气和水泥等工厂的工艺排放。

在深度脱碳的过程中,需要额外资本加入,就像对新能源的巨额投资与补贴一样。为了保证“碳中和”,必须要解决发电端的碳排放,因此CCUS技术在此时必须急速扩张,不过深度脱碳过程应当在2045-2050年左右开始,基于前期的技术积累和创新,此时CCUS的单位减排成本应该可以大幅度下降。

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