2060年可再生能源從29.5%增至70%？低碳技術(shù)不能“掉鏈子”

“2060年，可再生能源發(fā)電占比將達到70%以上，工業(yè)部門終端煤炭消費比例低于15%，新能源車占比達到60%以上，民用部門能源全面清潔化。全國人群PM2.5年均暴露水平達到每立方米8微克左右……”

 

在近日發(fā)表于《國家科學(xué)評論》（NSR）的研究中，中國工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授賀克斌與該校地球系統(tǒng)科學(xué)系教授張強等勾勒了這樣一幅未來的能源結(jié)構(gòu)與藍天圖景。

 

“實現(xiàn)這些目標不是一件容易的事。”賀克斌在接受《中國科學(xué)報》采訪時說，挑戰(zhàn)很嚴峻，但機遇絕不可放過。“這其中具有很強的產(chǎn)業(yè)競爭意味，必須要靠技術(shù)、科技創(chuàng)新來拉動，絕不能掉鏈子。”

 

從“地面部隊”到“空軍”和“炮兵”

 

隨著“大氣十條”（《大氣污染防治行動計劃》）和“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”的實施，2013年到2020年八年間，我國PM2.5濃度持續(xù)下降，空氣質(zhì)量明顯改善。然而，當(dāng)前PM2.5濃度仍然較高。

 

“當(dāng)前我國仍有約43%的人口生活在PM2.5年平均濃度超過國家空氣質(zhì)量標準每立方米35微克的環(huán)境中，99%的人口生活在超過世界衛(wèi)生組織（WHO）每立方米10微克指導(dǎo)值的環(huán)境中。”論文通訊作者張強表示，由于空氣污染對老年人的傷害更大，人口老齡化的趨勢迫使我國需要采用更清潔的空氣質(zhì)量目標。

 

然而，隨著污染治理進程的深入，污染物減排幅度逐漸收窄。2017年，針對“大氣十條”的相關(guān)報告表明，我國大氣污染末端治理的潛力在變小。從2018年“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”開始，已轉(zhuǎn)向?qū)λ拇蠼Y(jié)構(gòu)——產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、運輸結(jié)構(gòu)、用地結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

 

“從工程院今年1月剛完成的評估報告來看，與末端治理相比，動結(jié)構(gòu)與社會經(jīng)濟的碰撞更大，難度更高。如果要藍天，但在結(jié)構(gòu)上不進行大幅度調(diào)整，推動力會有一些不夠。”賀克斌說。

 

在此背景下，碳達峰、碳中和重大戰(zhàn)略目標的提出，為統(tǒng)籌大氣污染防治與溫室氣體減排指明了方向，為空氣質(zhì)量持續(xù)改善注入了全新動能。今年2月，生態(tài)環(huán)境部提出，“十四五”時期，將突出以“減污降碳協(xié)同增效”為總抓手，把降碳作為源頭治理的“牛鼻子”，指導(dǎo)各地統(tǒng)籌大氣污染防治與溫室氣體減排。

 

“如果打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)靠的是‘地面部隊’，那碳中和就是‘空軍’和‘炮兵’，是對地面部隊的增援。”談到碳中和賦予的“新動能”，賀克斌如是比喻。

 

他解釋說，以前安裝末端設(shè)備以及增加監(jiān)管的治理措施都是基于地面，而未來被寄予厚望的風(fēng)能和光能都來自天上。同時，以前的末端治理是“一顆子彈打死一個敵人”，而未來的產(chǎn)業(yè)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整將會帶來更大的“殺傷力”。

 

顛覆現(xiàn)狀“并非遙不可及”

 

據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2020年，我國可再生能源發(fā)電量達到2.2萬億千瓦時，占全社會用電量的29.5%。另據(jù)公安部相關(guān)數(shù)據(jù)，截至2020年底，全國新能源汽車保有量達492萬輛，占汽車總量的1.75%。

 

如何在未來40年的時間里顛覆現(xiàn)狀，讓可再生能源發(fā)電占比將達到70%以上，新能源車占比達到60%以上？同時讓困擾我國的空氣污染問題得到根本解決？

 

基于“三十載磨劍”自主研發(fā)的中國碳中和與清潔空氣協(xié)同科學(xué)評估與決策支持平臺（CNCAP），賀克斌、張強等首次構(gòu)建了碳達峰、碳中和背景下中國2015-2060年中長期排放情景，提出了全國及重點區(qū)域的未來PM2.5污染持續(xù)改善路徑。

 

他們指出，在加大源頭治理力度的同時，深挖末端治理的減排潛力，在2030年實現(xiàn)碳達峰目標的同時，使全國絕大部分地區(qū)PM2.5年均濃度可達到每立方米35微克的現(xiàn)行環(huán)境空氣質(zhì)量標準。然后，通過深度低碳能源轉(zhuǎn)型措施實現(xiàn)碳中和，同時可以使全國人群PM2.5年均暴露水平達到每立方米8微克左右，空氣污染問題得到根本解決。

 

實現(xiàn)氣候和環(huán)境協(xié)同，大面積降碳、減排污染物，這絕非易事。

 

以京津冀及周邊地區(qū)為例，張強表示，該地區(qū)PM2.5濃度之所以高，根源在于這里是重工業(yè)基地。“河北聚集了大量的鋼鐵和水泥產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)最難減排，現(xiàn)在的低碳技術(shù)也是最不成熟的。而且，重工業(yè)配套的長途運輸重卡實現(xiàn)電動化的技術(shù)挑戰(zhàn)也比較大。”他說，未來產(chǎn)業(yè)大規(guī)模調(diào)整對于這一地區(qū)的降碳減污將十分關(guān)鍵。

 

盡管挑戰(zhàn)重重，但賀克斌依然對實現(xiàn)目標抱有極大信心。他舉例說，上世紀90年代以來，光伏發(fā)電的大踏步前進使成本每10年降低一個數(shù)量級，已從最初的1度電100美元降至今天的1美分，成本遠低于煤電和火電。

 

“以此推演，盡管現(xiàn)在新能源的穩(wěn)定性以及空間布局、儲能技術(shù)仍有許多問題待解決，但相信隨著技術(shù)的進步，實現(xiàn)上述目標并非遙不可及。”他說，其他政策杠桿（如海南省已經(jīng)宣布2030年禁售傳統(tǒng)燃油車）和市場杠桿也會加速這一進程。

 

“自我加壓”搶占發(fā)展先機

 

距離2060似乎仍很遙遠，采訪中，賀克斌卻反復(fù)提及“緊迫”二字。

 

“很多能源基礎(chǔ)設(shè)施的投入使用都有一個時間周期，即‘鎖定效應(yīng)’。比如今天建燃煤電廠，生命周期是40年，甚至更長。如果從‘十四五’開始做，加40年就是2060年，所以這并不是還可以緩兩年的狀態(tài)。”他說。

 

同時，他表示，其他國家也在發(fā)展相關(guān)技術(shù)，當(dāng)新的技術(shù)形成之后，整個格局都會發(fā)生轉(zhuǎn)變，國際上的碳稅約束措施也會出現(xiàn)。如果技術(shù)競爭的“武器”落后了，在世界貿(mào)易上就要挨打。

 

對此，張強表示，現(xiàn)在我國在光伏組件、鋰電池等方面的市場占有率已經(jīng)位居世界第一。但在前瞻性的低碳或零碳技術(shù)上，跟歐美國家仍存在差距。以氫能煉鋼為例，他表示，歐洲已有商用的氫能煉鋼的示范，而我國仍在探索相關(guān)技術(shù)。

 

“中國的工業(yè)化比西方晚了100年，但碳中和我國比歐盟和美國的承諾只晚了10年，現(xiàn)在我們?nèi)允歉咛寄茉?、高碳產(chǎn)業(yè)，還在中高速發(fā)展，面臨的壓力和難度肯定更大。”賀克斌說。

 

“但如果低碳技術(shù)搶先，也是未來發(fā)展的一個機遇。它來勢兇猛，別人不會等你，我們要抓住機遇，就要自我加壓。”

 

“這是一個非常有價值的分析，結(jié)果具有指導(dǎo)意義。”“鑒于中國在2020年9月剛剛宣布了雄心勃勃的氣候目標，這項研究非常及時，也極具政策意義。”NSR審稿人如是評價。