丁仲礼:深入理解碳中和的基本逻辑和技术需求

文章来源:《党委中心学习》杂志丁仲礼2022-08-31 15:10

碳中和的路线图规划

 
实现碳中和,是一个长期过程,需要有一个指导全局性工作的规划,并根据形势的发展、技术的进步,能形成不断完善规划的工作机制。我国的目标是2060年前实现碳中和,显然在目前的认知水平下,要做一个能覆盖近40年时间长度的规划是不太现实的,但有一点我们是必须一开始就要做到心中有数的,那就是我国到时候还可以排放多少二氧化碳,或者说从目前约100亿吨的二氧化碳排放减少到多少才可以宣布完成了碳中和目标。
 
这个问题不易确切回答,但寻找答案的思路是具备的,那就是“排放量=海洋吸收量+生态系统固碳量+人为固碳量+其他地表过程固碳量”这个公式。对此,我们可以逐项做出分析。
 
过去几十年,海洋对人为排放二氧化碳的吸收比例为23%,这个过程还是比较稳定的,尽管我们很难预测未来是否会产生重大改变,但假定海洋将保持这个吸收比例不变,应该是有依据的。
 
我国陆地生态系统固碳能力非常强。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并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。此外,我国近海的生态系统固碳工程还没启动,这块儿也应该有较大潜力。
 
至于把碳捕集后作工业化利用及封存的量有多大,这要取决于技术水平与经济效益,目前要对此作出估计是有难度的。但我们也可以作出这样的假定:如果届时实现碳中和有“缺口”,政府将对人为工业化固碳予以补贴,争取每年达到3亿—5亿吨二氧化碳的工业化固碳与地质封存。以中国的工业技术发展速度,这个假定还是相对“保守”的。
 
其他地表过程固碳是指地下水系统把有机碳转化成石灰石沉淀、水土侵蚀作用把有机碳埋藏于河流—湖泊系统之中等地表过程,它一年能固定的碳总量目前没有系统研究数据,但粗略估计中位数在1亿吨二氧化碳左右。
 
为此,我们可以做出这样的分析,假如我国2060年前后二氧化碳年排放量在25亿吨左右,那么海洋可吸收25×23%=5.75亿吨二氧化碳,陆地和近海生态系统固碳14亿吨二氧化碳,工业化固碳和地质封存4亿吨二氧化碳左右,基本上可以做到“净零排放”。当然,要从100亿吨的二氧化碳排放量降到25亿吨,难度亦是非常之大的,这需要我们先有一个宏观的粗线条规划。根据我国五年规划的惯例,可考虑以两个五年规划为一个阶段,分四个阶段,四十年时间实现碳中和目标。
 
第一步为“控碳阶段”,争取到2030年把碳排放总量控制在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,交通部门争取大幅度增加电动汽车和氢能运输占比,建筑部门的低碳化改造争取完成半数左右,工业部门利用煤+氢+电取代煤炭的工艺过程大部分完成研发和示范。这十年间电力需求的增长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,争取基本完成交通部门和建筑部门的低碳化改造,工业部门全面推广用煤/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%落后产能,用风、光资源制氢和用氢的体系完备及大幅度扩大产能。
 
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,建筑部门和交通部门达到近无碳化,工业部门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。除交通和建筑部门外,工业部门也全面实现低碳化。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5亿吨二氧化碳排放空间机动分配。
 
“四阶段”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达方便而定。 本文@内/容/来/自:中-国-碳^排-放-交易&*网-tan pai fang . com
 
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