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马斯克:将捐赠1亿美元奖励碳捕获技术

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1月22日消息,当地时间周四晚些时候,特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)通过Twitter宣布,自己将“捐赠1亿美元,用于奖励最佳的碳捕获技术”。马斯克计划于下周提供相关细节,这是其应对气候变化的最新举措。


气候变化无疑给全球带来规模空前的影响。高温、干旱、虫灾以及野火频发都源于此。气候变化对农业、热带雨林、人类健康等带来的影响日益显现。

上周,石油巨头Chevron宣布将投资于碳捕获和再利用的初创公司Blue Planet,以减少二氧化碳排放,应对气候变化。现在,马斯克也加入了应对气候变化挑战的行列。

碳捕获、利用和储存(CCUS)技术是一种捕获燃煤发电厂等排出的二氧化碳,并对其进行再利用或储存,使其不会进入大气的过程。碳捕获涉及通过燃烧后技术或采用低碳的燃烧前技术直接从烟道气流中去除二氧化碳。

Chevron并不是唯一一家通过投资新技术来应对气候变化的公司。百事公司去年宣布,计划在美国所有直接业务中实现100%的可再生能源使用。今年,百事公司将应对气候变化的目标翻番,并承诺到2040年实现零排放。(辰辰)

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【降碳成为“十四五”生态环境保护总抓手】

科技日报

我国在联合国大会上明确提出二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。在刚刚结束的中央经济工作会议上,“做好碳达峰、碳中和工作”被列为明年的重点任务之一。

“‘十四五’生态环境保护规划将抓住降碳这个总抓手,推动2030年前实现碳排放达峰。支持有条件的地方率先达峰,鼓励一些重点行业率先达峰,加快建立全国碳市场,同时鼓励地方开展试点示范。”在生态环境部12月29日举行的新闻发布会上,生态环境部综合司司长徐必久说。

我国在联合国大会上明确提出,力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。在刚刚结束的中央经济工作会议上,“做好碳达峰、碳中和工作”被列为明年的重点任务之一。要求加快调整优化产业结构、能源结构,推动煤炭消费尽早达峰,大力发展新能源,加快建设全国用能权、碳排放权交易市场,完善能源消费双控制度。

那么,如何认识“碳达峰、碳中和”的重要意义?我国未来的低碳转型之路怎么走?它将给社会经济发展带来哪些影响?

实现碳中和是保护生态环境的根本措施

“中国新气候目标的提出,对国内疫情后加速低碳转型和长期低碳发展战略的实施,以及推进全球气候治理进程都会产生重要指引作用。”清华大学气候变化与可持续发展研究院学术委员会主任何建坤教授解释说,碳达峰、碳中和,实际上是两个阶段的奋斗目标。

第一个阶段,在2030年前,我国二氧化碳排放达到峰值。何建坤说,这是由于目前我国还处在工业化和城镇化进程中,经济发展比较快,能源需求仍然在增长。在能源需求持续增长的情况下,实现2030年前碳排放达峰,就必须大力改善能源结构。新增长的能源需求主要由新增的非化石能源供应来满足,保证煤炭、石油等化石能源基本不再增加,这样才有可能尽快实现碳排放达峰。

“这一阶段的目标正好与2035年中国现代化建设第一阶段目标,即基本实现现代化、生态环境根本好转、美丽中国建设目标基本实现相吻合。”何建坤说。

生态环境部发布的数据显示,“十三五”期间,我国蓝天、碧水、净土三大保卫战成效显著。实现超低排放的煤电机组累计达9亿千瓦,全国6.2亿吨粗钢产能正在进行超低排放改造。蓝天保卫战重点区域监督帮扶,共帮助地方发现、解决问题共27.2万个;累计完成2804个饮用水源地10363个生态环境问题整改,约7.7亿居民饮用水安全保障水平得到提升,全国地级及以上城市建成区黑臭水体消除比例超过95%。

第二阶段,努力在2060年之前实现碳中和。何建坤强调,要实现碳中和,能源系统要建成以新能源和可再生能源为主体的近零排放的能源体系。煤炭、石油、天然气等消费量要控制在极低水平。从根本上减少化石能源消费中产生的常规污染物的排放,比如二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等。

“虽然我国在化石能源消费过程中采取了很多节能减排和治污的措施,但随着末端治理措施空间越来越小,从根本上减少化石能源消费才是提升环境质量、保护生态环境的最根本措施。因此,实现碳中和是我国自身现代化建设可持续发展的要求,与在本世纪中叶建成社会主义现代化强国和美丽中国的目标相契合。”何建坤说。

重点省份和行业优先制订减碳路线图

目前我国各地正加紧制定碳达峰、碳中和的路线图。特别是山西、陕西、河南等化石能源富集省份,该如何走低碳转型之路?

中国工程院院士杜祥琬以河南省为例说,河南省开封市兰考县正在进行我国首个农村能源革命试点。作为中部地区的一个农业县,兰考的风能资源比起内蒙古来说不算丰富,太阳能资源也称不上富集。但是,如今“风能、太阳能都转起来了”。3年前刚开始试点时,兰考主要依赖的是外来的煤电,通过技术发展,预计到明年,兰考的可再生能源发电量可基本满足全县用电需求。

杜祥琬强调,兰考的案例说明,我国中部和东部地区虽不如西北地区的可再生能源丰富,但本地也有足够利用的可再生能源资源。特别是随着我国可再生能源开发技术的提高、成本下降,大力发展非化石能源的前景越来越明晰。

中国科学院上海高等研究院副院长魏伟说,工业是经济发展的根本,我国有着强大的工业体系,需要寻找适合我国工业发展的低碳路径或脱碳路径。

据统计,全球碳排放75%左右来自能源,而我国碳排放的90%左右来自能源。我国是制造业大国,工业部门的能源消费占总终端能源消费的2/3。

魏伟说,工业部门排放量高,减排难度大,碳锁定效应明显。比如,2018年,我国钢铁行业的粗钢产量9.96亿吨,占全球产量的53%,对我国整体GDP的贡献为8.32%。钢铁生产流程长,碳排放节点多,而且每个节点碳排放的浓度也不同,解决途径也不一样。加上高度依赖高碳能源、低碳能源难以介入、新技术成熟度低等因素,钢铁行业现有措施剩余的碳减排空间约为15%—20%,实现难度极大。因此,要实现2060年碳中和的目标,钢铁行业需要制订详细的“路线图”,引入创新技术。

何建坤说,短期内,实现工业快速转型并减少碳排放,会导致一些能耗高、污染严重的行业发展受限。但从长期来看,能够促进产业结构调整和转型升级,激励数字经济、高新科技产业和现代服务业的发展。

多措并举完成低碳转型和技术升级

何建坤强调,在应对气候变化、全球低碳转型的大趋势下,低碳的核心技术和发展能力,以及低碳的产业结构是现代化的标志和核心竞争力的体现。“技术创新往往会超越我们的想象,就像10年前谁也想不到,今天光伏的发电成本会降低80%—90%,风电的成本会降低40%—60%。”他说。高耗能、高碳排放的产业唯有进行技术创新,实现低碳转型和技术升级,未来才会有发展潜力和竞争力。

徐必久说,“十四五”时期,将加快推动绿色低碳发展,积极应对气候变化,制定实施2030年前碳排放达峰行动方案。建设并运行全国碳排放权注册登记结算系统和交易系统;深化低碳试点示范,启动气候投融资地方试点。

在能源方面,国家发改委秘书长赵辰昕说,“十四五”时期将坚持和完善能源消费总量和强度双控制度,建立健全用能预算等管理制度;加强重点用能单位管理,加快实施综合能效提升等节能工程,深入推进工业、建筑、交通等重点领域节能降耗,持续提升新基建能效水平;加快建设全国用能权交易市场,广泛开展全民节能行动,营造有利于节能的整体社会氛围。

《巴黎协定》提出,在本世纪末之前,把全球平均温升控制在前工业水平的2℃以内,并将努力把温升限定在1.5℃内。据测算,如果实现2℃目标导向的转型路径,2020—2050年能源系统需要新增投资约为100万亿元,约占每年GDP的1.5%—2%;如果实现1.5℃目标导向的转型路径,需要投资约138万亿元,大概相当于每年GDP的2.5%以上。

何建坤说,可以预见,低碳转型过程中会有一些成本和代价。比如,会让一些还没到寿命期的煤电站关掉,造成搁浅成本,进而会带来财务风险。但从长期来看,由煤炭转成可再生能源也带来了新的经济增长点和新增就业机会,并减少了环境污染,保障了人民的健康,能源经济低碳转型的正面效应是大于负面影响的。(记者 李禾)

【中国将如何迈向“碳中和”?】

21世纪经济报道 林伯强

林伯强(厦门大学中国能源政策研究院院长)

12月21日,国务院新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书,清晰描绘了中国2060年前实现碳中和的“路线图”。在近期的中央经济会议上,“2030年碳达峰”和“2060年碳中和”被列为2021年八项重点任务之一。碳中和目标是中国为了应对全球气候变化付出的行动,彰显了大国的责任和担当,对全球可持续发展具有重要的意义。

“碳中和”意味着经济社会活动引起的碳排放,和商业碳汇等活动抵消的二氧化碳,以及从空气中吸收的二氧化碳量相等。由于实际生产生活中不可能不排放二氧化碳,“碳中和”的概念其实是通过拥有等量碳汇或国外碳信用冲抵自身碳排放,来实现净碳排放接近于零。

发电和工业端以及交通部门是碳排放的主要来源

从中国的能源消费和碳排放现状来看,在资源禀赋的约束下,中国的能源结构仍然以化石能源为主。2019年,中国煤炭消费占比57.5%,石油消费占比18.9%,天然气消费占比8.1%,化石能源消费总量占比接近85%。不断增长的能源需求以及化石能源为主的能源消费结构导致中国二氧化碳排放较高。目前中国由化石能源消费产生的碳排放量接近100亿吨。而从分品种化石能源碳排放来看,煤炭消耗导致的二氧化碳排放量已经超过75亿吨,占化石能源碳排放总量超过75%;其次为石油和天然气消耗导致的二氧化碳排放,其占比大致为14 %和7%。

从不同行业的碳排放来看,作为一个高度工业化国家,中国的碳排放主要集中于发电和工业端,此外,交通部门的碳排放也占有较大的份额,而农业、居民、商业和公共服务等行业的碳排放相对较低。具体来看,对于发电行业而言,作为一个国家的经济命脉,电力部门在国民生活中具有不可或缺的地位。目前中国的电源结构仍然以煤电为主,截至2019年底,燃煤发电装机容量占发电装机总容量的51.8%,2019年燃煤发电量则占发电总量的62.2%。根据IEA(国际能源署)的最新数据,中国电力和热力生产部门贡献了超过50%的化石能源碳排放。

从工业端来看,能源加工行业、钢铁行业以及化学原料制造业等相关高耗能行业不仅是煤炭消费的重点行业,也是二氧化碳排放的主要行业。在除去电力和热力生产行业之外,其它工业行业贡献了将近30%的化石能源碳排放。最后,从交通行业来看,随着中国城镇化的持续推进,交通行业的能源消费和碳排放也呈现出显著的递增趋势。交通行业以石油消费为主,目前贡献了大概10%的化石能源碳排放。

碳中和策略需要统筹规划、分行业设计、分阶段实施

考虑到如此巨大的碳排放总量,中国在2030年左右实现碳达峰之后,需要在接下来的三十年内完成碳中和目标,这将推动中国能源系统发生颠覆性改变。可再生能源、储能行业、节能行业、碳捕集、利用与封存(CCUS)、生物质能碳捕集与封存(BECCS)等相关低碳、零碳以及负碳行业需要加速推广。可再生能源替代化石能源是碳中和目标实现的主导方向。而由于不同减排技术的成本收益差异较大,不同行业的实施难易度有所不同,中国的碳中和策略需要统筹规划、分行业设计、分阶段实施。

对于电力行业来说,电力系统的深度脱碳是中国实现碳中和目标的关键。在电气化发展的大方向下,未来的电力系统将形成以“可再生能源+储能”为主的电力供给体系。在过去的十年中,可再生能源发电成本已经得到显著下降,尤其是光伏发电,成本下降超过90%。而随着可再生能源的再次大规模发展,在规模经济的作用下,其成本有望进一步下降。但可再生能源发电与储能技术相结合,才是推动其大规模应用的关键。可再生能源中风电、光伏具有显著的间接性和波动性的特点,在大规模并网之后,会对电力系统和电网的稳定性产生冲击。储能系统可以通过负荷管理进行电网调峰。可再生能源与储能系统的结合不仅可以有效的提升可再生能源发电的可靠性和稳定性,同时可以有效降低电力系统的碳排放,推动碳中和目标的实现。

从工业端来看,未来中国有望摆脱“高能耗、高污染”的产业结构。随着城镇化建设的完成,中国对钢铁、水泥等产品的需求可能出现大幅下降,工业部门的化石能源的消耗和碳排放将大幅下降。煤炭、石油等化石能源将主要作为工业原材料投入使用,排放的二氧化碳较少。而要实现工业端的完全零碳排放,需要结合自然碳汇以及CCUS等负碳排放技术。在短期内,在这些技术实现突破性进展之前,提高工业端的能源使用效率、控制煤炭消费以及加快煤炭替代则是降低碳排放的重要手段。

对于交通部门来说,随着新能源汽车技术的发展以及交通基础设施的完善,未来电动汽车将对传统燃油汽车实现有效替代,路面交通将实现完全电气化。因此,电动汽车加上完善的交通基础设施将是路面交通部门实现脱碳的重要途径。当然,随着制氢成本的下降以及氢能技术的成熟,未来氢燃料电池汽车也值得期待。对于航空、航海等交通部门,生物燃料、氢燃料等相关能源的使用可以降低这些部门的碳排放,对于无法避免的碳排放,则可以通过自然碳汇以及CCUS等技术实现零碳排放。

从碳中和目标的实施阶段来看,中国需要统筹规划,从“十四五”规划开始布局,逐步引导投资转向零碳和负碳领域,在接下来的各个五年规划中制定明确的减排目标,并配以相应的减排政策支持。整体来看,中国的碳中和路径大致可以分为三个阶段:

阶段一(2021-2030年),主要目标是实现碳排放达峰。在短期内,由于煤炭仍然是中国的主体来源,随着电力需求的增长和工业化的深入推进,发电和工业端的能源消费和碳排放将保持一定的增长态势。另外,目前中国人均汽车保有量非常低,仅为发达国家的四分之一左右,未来交通部门的能源需求增长空间依然很大,短期内交通碳排放还将持续增长。因此,在碳排放达峰的主要目标之下,此阶段的主要工作是提高能源使用效率,逐步替代发电和工业端的煤炭消费,控制煤炭消费总量,大力发展可再生能源,推进新能源汽车对传统燃油汽车的替代,引导消费者向低碳生活方式转型。

阶段二(2031-2045年),主要的任务是快速降低碳排放。在碳达峰目标实现之后,中国需要在接下来的三十年内将超过100亿吨的碳排放实现净零排放,因此在开始的十五年内,中国需要快速降低碳排放。一方面,随着可再生能源和储能成本的显著下降,“可再生能源+储能”将逐步实现平价上网,实现对化石能源的有效替代;另一方面,随着电动汽车成本的下降和交通基础设施的完善,“电动汽车+交通基础设施”的组合将有效替代传统燃油汽车。因此,阶段二的主要手段包括大规模利用可再生能源,大面积完成新能源汽车对传统燃油汽车的替代,实现交通部门全面电力化,加大CCUS、BECCS等负碳排放技术的推广使用,完成第一产业的减排改造。

阶段三(2046-2060年),主要任务是深度脱碳,实现碳中和目标。在此阶段,CCUS、BECCS等相关技术将逐渐成熟,可以实现大规模推广。可再生能源、储能、氢能等相关技术实现商业化利用。在工业和发电端、交通等领域完成清洁低碳改造之后,对于那些无法实现零碳排放的行业来说,可以通过碳汇、CCUS、BECCS等负碳排放技术来实现碳中和目标。

如何保障碳中和目标的实现?

在未来40年要实现碳中和目标,对于中国来说挑战与机遇并存。在逐步完成碳中和目标的过程中,新能源行业、储能行业、CCUS等零碳和负碳技术排放行业将迎来比较快速发展,中国高质量发展进程将加速推进。为了保障中国碳中和目标的实现,中国需要做好以下方面:

一是健全应对气候变化相关法律法规,完善相关制度建设。气候变化相关法律法规是碳中和目标实现的必要条件。将碳中和目标纳入社会发展规划目标中,完善气候变化相关的立法工作,不仅可以将碳中和愿景提升为社会行动共识,同时可以保障碳中和承诺有法可依、有据可循。另外,还需要加快构建统一有效的全国用能权、碳排放交易市场,充分发挥市场机制在节能减排中的作用。

二是未来40年内达到“碳中和”,对于中国来说,时间比较紧迫。需要从“十四五”规划开始布局,在未来四十年的各个五年规划中提出阶段性的减排目标,争取在“碳中和”相关领域提前布局。特别是需要鼓励国有能源企业积极尽早入局,利用雄厚的国有资金和成熟的技术积累发挥优势,成为清洁低碳安全高效的能源体系下的重要参与者和贡献者。

三是完善能源科技创新政策设计,推进关键零碳和负碳技术的发展。碳中和过程的深入推进需要配套CCUS、BECCS、储能、氢能等零碳和负碳技术作为支撑。政府需要完善能源科技创新政策设计,重点关注发电、工业、交通等相关领域零碳和负碳技术的发展,争取从产业链和技术上走在世界前列。当然,由于技术变革速度和方向存在不确定性,未来还需要加强新兴技术的研发和创新。

四是增强能源国际合作,加快全球碳减排进程。目前全球有超过120个国家提出了碳中和目标,作为全球最大的碳排放和煤炭消费国,中国碳中和目标的提出无疑会加快全球气候变化治理进程。增强国际合作不仅可以提升中国的国际影响力,同时可以实现不同国家之间在节能减排、低碳、零碳以及负碳等相关技术上的互补,最终实现互惠互利、合作共赢。

(作者:林伯强 编辑:洪晓文)

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