在中國提出“2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和”目標后，各行各業(yè)蓄勢待發(fā)。國際上，甚至有氣候變化問題專家評價“這是過去十年里最大的氣候新聞”。
要實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型目標，無疑是一場硬仗。中國工程院院士、清華大學化學工程系教授金涌在接受中新經(jīng)緯客戶端專訪時指出，中國要從全球最大的碳排放國一下降到0，任務很重。其次，從碳達峰到碳中和的過渡期僅有30年，時間很緊。“現(xiàn)有的技術(shù)很難做到，我們要超前，就要寄托于創(chuàng)新，特別是顛覆性創(chuàng)新。”
金涌多年來致力于循環(huán)經(jīng)濟與低碳經(jīng)濟的研究，積極推動相關(guān)工程科學的學科基礎(chǔ)建設(shè)，主持和指導了多項國家發(fā)改委、環(huán)境保護部的工業(yè)生態(tài)園區(qū)和循環(huán)經(jīng)濟規(guī)劃建設(shè)。
通過對未來40年綠色低碳循環(huán)發(fā)展路徑的系統(tǒng)性展望，金涌認為，要實現(xiàn)2060年碳中和目標，中國經(jīng)濟發(fā)展也將面臨挑戰(zhàn)。既要實現(xiàn)目標，又要保持經(jīng)濟的健康穩(wěn)定發(fā)展，首要任務是降低萬元GDP能耗。“十四五”作為碳達峰的關(guān)鍵期，下一步該如何做?
以下是中新經(jīng)緯視頻訪談欄目《全寶對話》之“全局觀”實錄
碳排放目標時間緊、任務重
中新經(jīng)緯：中國提出，碳排放力爭于2030年前達峰，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。對于這個目標您是如何看待的?有哪些挑戰(zhàn)?
金涌：碳排放對中國來講是一個很重大的課題。中央很早就提出來說我們面臨著世界百年未遇之大變局，國家之間的經(jīng)濟實力、國防實力、軟實力等都發(fā)生了巨大的變化。
去年9月在聯(lián)合國大會上，約有100個國家承諾到2050年實現(xiàn)碳中和。通俗來說，碳中和就是沒有二氧化碳排放了，一有二氧化碳排放就要回收。中國提出“2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和”的目標，在承諾下來以后，我們就要思考以中國的條件怎么來實現(xiàn)，這就是當下最受關(guān)注的問題。
在我看來，要實現(xiàn)碳排放的目標有三個方面的困難。
首先，中國的二氧化碳排放量在前幾年已經(jīng)達到了60億噸，是全球最大的碳排放國，現(xiàn)在一下要降到0，這是第一個困難。
第二個困難就是時間，我們要在2060年從碳排放最高變成0，速度非?？?。
第三個困難，中國經(jīng)濟還處在發(fā)展階段，人均GDP是1萬美元，而到了2050年，人均GDP要達到4萬美元。以此測算，到了2060年，按照2%的增速，屆時人均將突破5萬美元大關(guān)。那時，我們的經(jīng)濟發(fā)展要較現(xiàn)在提高5倍，碳排放方面也會面臨壓力。
中新經(jīng)緯：要實現(xiàn)盡早達峰，這些困難要如何解決?
金涌：首先，我們必須要有一些基本的指導思想。第一是要從人文角度出發(fā)。我們既然承諾了人類命運共同體，那就一定要呼應。這也是一個負責任大國的表態(tài)。這是從人文角度出發(fā)的。
第二，我們做這個事必須是科學正確的。第三，在技術(shù)上一定要可行?，F(xiàn)有的技術(shù)很難做到，我們要超前，就要寄托于創(chuàng)新，特別是顛覆性創(chuàng)新。我們要暢想未來，在幾十年內(nèi)技術(shù)發(fā)展的可能性。第四，考慮我們經(jīng)濟上能承受的范圍。中國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)很多東西要改變，比如在投資上有些產(chǎn)業(yè)要退出，那么在經(jīng)濟上能不能做到?能不能承受在經(jīng)濟上的負擔?這四點是我們必須要考慮的。
要把萬元GDP能耗降下來
中新經(jīng)緯：碳排放如果壓降過快、過急，勢必會對經(jīng)濟產(chǎn)生劇烈沖擊。能源系統(tǒng)應該怎樣逐步調(diào)整，產(chǎn)業(yè)如何逐步轉(zhuǎn)型，以適應經(jīng)濟發(fā)展的節(jié)奏?
金涌：如果以上的問題都考慮到了，那么我們的首要就是要解決能耗問題。中國處在一個后工業(yè)化社會時代，與發(fā)達國家相比，差異的表現(xiàn)就在能耗上。每創(chuàng)造1萬元GDP，會消耗多少能源?算下來是大概是0.5噸煤，同期主流發(fā)達國家的萬元GDP能耗一般維持在0.1-0.2噸標準煤。
中國如果不把萬元GDP能耗降下來，那么(在碳排放的目標下)我們的GDP要提高5倍，也絕對是做不到的。因此，我們一定要首先把社會轉(zhuǎn)型排到未來40年的計劃之內(nèi)，要從一個后工業(yè)社會進入到一個智能化、信息化社會。這個是全民的事，做不到這點去談碳排放，我想是沒有希望的。
我們還可以來算一算，雖然美國人均耗電量是中國的3倍，但中國總體的電量比美國更多。從整個國家經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的角度來看，為什么我們的耗電量比人家多，是由經(jīng)濟結(jié)構(gòu)決定的，我們大量生產(chǎn)的都是工業(yè)的初級產(chǎn)品。
比如，中國鋼材產(chǎn)量10億噸，占到全球的半壁江山，美國只有1億噸。中國水泥產(chǎn)量近20億噸，以近六成的占比成為全球最大的水泥生產(chǎn)國家。諸如此類的初級產(chǎn)品，具有產(chǎn)值低、耗能大的特點。而到了將來的30年、40年以后，我們還需要這么多的鋼鐵和水泥嗎?我想肯定不需要了。
所以，我們要把這些初級產(chǎn)品慢慢地退出市場，去發(fā)展產(chǎn)值高、信息化價值高的產(chǎn)業(yè)。中國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型還得靠實體經(jīng)濟，實現(xiàn)從制造業(yè)到高端制造業(yè)的轉(zhuǎn)變。這樣的話，我們也可以實現(xiàn)萬元GDP能耗的降低。
經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型還是要依靠科技進步來解決。其實同樣進行一項工業(yè)活動，中國的耗能量只比國外差10%至30%，也就是每件技術(shù)都落后10%至30%。但是，從總體上來看，由于我們的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不暢，整體的耗能就落后了兩三倍，甚至三倍以上。
假如我們把萬元GDP能耗平衡好，降到0.2噸煤，甚至是降到0.1噸煤，這都是可能的。這樣的話，40年后，即使我們的能耗就跟現(xiàn)在的能耗差不多，但是我們經(jīng)濟增長了5倍，萬元GDP能耗也下降了。就這么個邏輯，維持現(xiàn)在的能耗，也可以支撐我們經(jīng)濟實現(xiàn)5倍的增長。
提倡把80%以上的原油做成材料
中新經(jīng)緯：在推進碳達峰、碳中和過程中，作為碳排放“元兇”的化石能源的發(fā)展趨勢將會是怎樣的?
金涌：二氧化碳是化石能源燃燒造成的。因此，我們要協(xié)調(diào)解決碳排放的問題，首先是考慮怎么把這些化石燃料變成材料，將來可以不再燒它了?；茉磳σ粋€國家的發(fā)展來說是永遠需要的，我們不把它當成燃料燒掉，而是拿它當原材料，加工成產(chǎn)品。
過去的技術(shù)，每煉一噸原油，提煉出來的汽油、柴油占80%，燒了后就變成二氧化碳排放。剩下的20%才用來提煉烯烴、芳烴，而這才是可以進一步合成高分子材料的重要原料，可以制成塑料、橡膠纖維、涂料等等?？涩F(xiàn)狀是，80%的原油都用來燒掉了。
因此，我們提倡將全部的或是80%以上的原油做成材料，而不是燒了后變成二氧化碳排放。那怎么實現(xiàn)呢?現(xiàn)在大家都在努力。這個事不是中國人獨有的問題，全世界都有。最近全球最大的石油公司?？松梨谝舱业轿覀兦迦A大學化工系的團隊，希望能介入研究?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)可以做到將80%的原油變成烯烴、芳烴，進而生產(chǎn)合成塑料、橡膠、纖維等材料。我們生活里用的絕大多數(shù)東西也都是這些材料可以做成的。
未來智能電網(wǎng)及儲能是關(guān)鍵
中新經(jīng)緯：在您看來，中國能源結(jié)構(gòu)需要經(jīng)過哪些調(diào)整?哪類新能源的發(fā)展值得期待?需要在哪些方面投入更多努力?
金涌：比如說，石油不拿來開汽車了，就會有一個問題，汽車怎么辦?汽車就要靠電池了，我們要發(fā)展燃料電池車，這也是清華大學化工系很重要一個方向。
將來電動汽車鋰電池的生產(chǎn)量將是巨大的。先進的電動車，每個車都有一塊電池。未來，買電動車也可以不買電池，而是租賃使用，開車到加油站換電池。換電池的好處是可以讓電池統(tǒng)一在夜里充電、調(diào)峰。
為什么將來我們可以做到不用化石能源了?是因為我們現(xiàn)在風電、光電等可再生能源發(fā)電技術(shù)進步得非?？欤胰澜缍家呀?jīng)做到了。就從發(fā)電的成本來看，火電的成本和風電、光電的成本都差不多。但我們在建設(shè)風電、光電時也有弱點，比如一塊云彩飄過，風電、光電一下發(fā)電就少了，而且夜里也不能發(fā)電，所以它是不穩(wěn)定的。
但是，生產(chǎn)工作需要穩(wěn)定的電路供應，那就必須要有智能電網(wǎng)，有了智能電網(wǎng)，還必須要有儲電的能力，能把天上不穩(wěn)定的能量儲存起來，再穩(wěn)定地供應出來。
所以將來我們要支撐整個產(chǎn)業(yè)的全部用電量，就要靠風電、光電這些可再生的用電，然后再配上一個智能電網(wǎng)及其儲電設(shè)備，比如發(fā)電車，我們大概現(xiàn)在有2.8億輛車在運行。智能電網(wǎng)也就是分布式電網(wǎng)，即分布式儲能、分布式發(fā)電，我們可以不用火電了。
我們再來看看煤?，F(xiàn)在煤主要就是用來發(fā)電的，40年內(nèi)我們就要不燒煤了，電廠就要退伍了。當風電等逐步取代火電時，替代過程中也需要智能電網(wǎng)。此外，是不是要把所有的火電都取消了?當然不是，我們可以留一部分火電，干嘛使?調(diào)峰用。現(xiàn)在的火電廠不能夠想開就開，想關(guān)就關(guān)，因為它是燒煤的，是蒸汽發(fā)電。
那么現(xiàn)在新的發(fā)電技術(shù)IGCC(整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng))，通過燒煤，凈化后變?yōu)榍鍧嵉臍怏w燃料，使鍋爐產(chǎn)生蒸汽，讓蒸汽去發(fā)電。通過燃氣和蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，燃氣輪機就可以隨時停，可以調(diào)峰，所以將來火電的趨勢也應該是IGCC。
中新經(jīng)緯：火電保留的比例有多大?未來的趨勢是怎樣的?
金涌：這個比例就很難說了，可能逐漸一點點替代。但現(xiàn)在有一個討論的共識就是，就是火電廠不要再建了。德國提出去煤化，但我們還不敢這么說。通過逐漸關(guān)閉火電廠，慢慢改造變成調(diào)峰電廠，最后可能剩10%-20%。不過，現(xiàn)在誰也不能完全預料最終的比例。
現(xiàn)在發(fā)電主要是靠火電，但是靠火電二氧化碳排放多。我們現(xiàn)在的發(fā)電量到頂峰，是因為我們大量地燒煤。如果要轉(zhuǎn)型，未來發(fā)電不再依靠煤了，而是光電、風電，就需要智能電網(wǎng)的結(jié)合使用。用不了的時候儲存起來，使可再生的發(fā)電能夠穩(wěn)定的進入電網(wǎng)中。同樣的，儲電和調(diào)峰就依靠電池。
我認為，未來分布式能源與分布式儲能的結(jié)合將成為解決人類能源問題的最終方案，以煤炭、天然氣等化石燃料為燃料的火電廠仍將保有少量規(guī)模，以滿足調(diào)峰與應急需求。
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