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皮书观点

依靠科技创新支撑碳达峰碳中和目标实现
——气候变化绿皮书《应对气候变化报告(2021):碳达峰碳中和专辑》指出
来源:气候变化绿皮书  作者:张天墨   发布时间:2021-12-20

  2021年12月16日,中国社会科学院-中国气象局气候变化经济学模拟联合实验室及社会科学文献出版社发布了第13部气候变化绿皮书----《应对气候变化报告2021:碳达峰碳中和专辑》。《报告》指出,

  碳达峰碳中和的实现过程,本质上是经济社会发展与化石能源/资源消耗从开始脱钩到完全摆脱依赖的过程。未来一段时间内,我国碳排放总量和强度“双高”的情况仍将持续,实现碳中和目标的时间周期短,现有技术储备不足,需要付出更多努力并提前部署低碳/零碳/负碳科技研发与示范,为保障“双碳”目标实现提供有力的科技支撑。“十四五”是碳达峰与碳中和技术部署和发展的关键时期,应围绕电力、工业、建筑、交通各部门科技需求,从源头替代、过程削减、末端捕集等方面,大力发展和推广应用传统低碳技术、先进零碳技术、前沿负碳技术等。同时多措并举做好政策规划顶层设计、法规标准建设、碳排放权交易市场建设等。

  实现碳达峰碳中和目标的技术路径

  要实现碳达峰、碳中和目标,应围绕四个阶段减排路径和各领域科技需求,针对各部门排放结构和自身发展的差异性,充分发挥科技创新支撑引领作用。从“碳”的角度出发,不仅需要在前期节能减排行动的基础上,大力发展推广传统低碳技术;面向碳中和目标实现全局,同步研发示范先进零碳技术;而且需要针对长远深度减排和可持续发展的战略技术需求,超前部署前沿负碳技术研究。具体技术路径应根据不同阶段能源结构特点、产业行业减排需求、技术成熟度和推广情况,有侧重的合理开展低碳、零碳、负碳技术的部署推广。从源头替代、过程削减、末端捕集等方面,统筹考虑碳中和系列技术组合和重大工程建设,为我国应对气候变化和保障能源安全提供技术支持,为实现产业转型和流程再造升级提供技术保障,为经济社会可持续发展提供科技支撑。

  从近期看,以节能增效为代表的传统低碳技术是我国实现碳达峰的优先技术选择,将为我国碳减排做出主要贡献。2020年我国煤炭消费量占能源消费总量的56.8%,石油、天然气消费量分别占18.9%和8.4%[ ],在相当长的一段时期内这种以煤为主的能源结构仍将持续。能源消费与碳排放高度相关,研究表明节能增效等传统低碳技术在实现碳减排的同时具有良好的盈利空间[ ]。因此,充分利用减排成本低、收益大等优势,加快先进低碳成熟技术普及推广,开展能源资源的清洁、低碳、集约、高效和优化利用,是当前我国实现碳减排的优先技术选择,应大力发展循环经济,深入推进工业、建筑、交通等领域低碳转型,做好工业通用节能设备升级,鼓励超低能耗及近零能耗建筑建设和节能绿色建材使用,推广低碳交通,大力发展公共交通。

  从中长期看,可再生能源和绿氢等零碳技术的发展是我国实现碳中和愿景主要技术手段。我国国家自主贡献目标明确到2030年非化石能源占一次能源消费比重将达到25%,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上[ ]。随着化石能源利用能效提高逐渐接近极限以及能源结构零碳化,能源消费与碳排放的相关性逐渐减弱,传统低碳技术在碳减排中的贡献将逐渐降低,而传统低碳技术的边际减排成本则不断升高,相比零碳技术其经济性优势逐渐丧失。因此,中长期要实现深度减排,必须在供给侧加快零碳能源供给,大力发展各类零碳能源,在消费侧通过终端用能电气化和零碳燃料替代,快速降低化石燃料的消耗量。应围绕构建以新能源为主体的新型电力系统,重点解决发电性能提升、成本下降、电网灵活性与稳定性保障等关键技术问题,实现相关技术快速推广;推进零碳非电能源技术的研发与商业化进程,探索与工业、交通、建筑等深度融合发展的新模式;针对钢铁、水泥、化工、有色等高排放工业行业降碳减污的迫切需求,以燃料/原料与过程替代为核心,重点解决制造效率提升、减碳成本降低、产品高质服役等关键技术问题,集中攻关过程排放削减难题,助力工业领域碳排放高质量达峰,碳效水平力争达到国际领先。

  从远期看,CCUS、碳汇和碳移除等负碳技术是碳中和目标实现的托底技术保障。随着零碳技术的普遍推广和应用,高比例可再生能源电力系统和高比例非化石能源体系逐渐形成,单位能耗碳排放接近于零,能源消费与碳排放基本脱钩,节能增效等传统低碳技术对碳减排贡献度大幅下降。同时,具有良好水风光等可再生能源开发利用条件的区域越来越少,零碳电力的灵活性和稳定性挑战愈加明显。随着碳中和目标实现进入最后一公里,交通重卡和远洋航空、工业领域水泥和钢铁等难减行业排放削减,非二氧化碳温室气体的减排成为重点和难点,零碳技术的边际减排成本开始直线上升。通过负排放技术来抵消难减行业和无法削减的非二氧化碳温室气体,成为经济可行的技术手段。因此,面向远期碳中和目标实现应超前部署负碳技术的研发与示范,应着力推动技术创新,提升生态系统稳定性、持久性增汇能力,重点开展低成本低能耗CCUS技术大规模全流程示范,突破BECCS和直接空气捕集(DAC)关键技术难题。

  (参见气候变化绿皮书《应对气候变化报告(2021):碳达峰碳中和专辑》p200-209,社会科学文献出版社2021年12月)

 

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