全球碳中和運動缺乏一個明確的理論基礎

 

熱力需求的核心是溫度要對口（有些應用也需要壓力對口），高溫工業(yè)過程（如發(fā)電）產生的余熱完全可以是其他中低溫過程所需要的熱能。著名工程熱物理學家吳仲華【5】結合熱力學的第一和第二定律，提出的“分配得當、各得其所、溫度對口、梯級利用”的能量利用16字原則，至今對于熱能的循環(huán)利用還具有重要的指導意義。建筑物的暖通需求是能耗和碳排放大戶，應同時做好通過“被動房”和“主動房”技術提升建筑物能效，優(yōu)化建筑物用能結構。

 

交通領域亦需要通過電氣化與氫燃料電池等技術路徑，并在全社會提倡低碳出行盡可能減少燃油消費等，積極打造綠色交通體系。但需要注意的是，航空與海運領域在未來較長一段時間內，還需要液態(tài)燃料來驅動。包括生物質燃料在內的“零碳”燃料，或者說是“碳中和燃料”將扮演重要角色。

 

綜上，從能源系統(tǒng)視角，可以看到從單個能源產業(yè)角度無法看到的現實，從而避免一些片面的做法。這里涉及的幾個核心問題包括：

 

首先，由于化石能源一直擔負著能量提供與材料提供的雙重功能，系統(tǒng)分析要求我們在能量的低碳轉型后，必須要為材料的供應尋找新的可行途徑?；谶@一點，那些認為未來社會全部由電力驅動的觀點就站不住腳，100%電氣化或者電力加氫能的碳中和技術路徑就可能是一個戰(zhàn)略誤區(qū)。從這個角度看，中央提出“構建以新能源為主體的電力系統(tǒng)”，而不是“構建以新能源為主體的能源系統(tǒng)”，是非?？茖W合理的。

 

其次，能源低碳化轉型要在保障能源安全的前提下穩(wěn)妥進行，可參照發(fā)達國家的經驗，在未來一定時期（如10-20年）內，將一定比例（如60%）的能源作為保障能源供應安全的基礎能源，拿出剩余的部分參與能源轉型，主要用可再生能源、天然氣和核電來代替煤電。由于我國基本沒有燃油發(fā)電，而且油氣具有良好的工業(yè)基礎，在核聚變工業(yè)化突破之前，石油需要力求總量穩(wěn)定，為煤炭的產業(yè)轉移和核能發(fā)展贏得時間和空間。天然氣要穩(wěn)中有升，對石油進行有序替代，確保油氣行業(yè)低碳轉型，最終向零碳過渡。這樣分步滾動實施碳中和計劃，而不是一步到位。

 

第三，電力、熱力或交通移動力是人類生活與生產活動所需要的能量服務。對于節(jié)能減碳而言，提高“有用能量”占總消耗能量的比例，即提高能效，可以減少能源浪費，進而減少碳排放。這就要求相關技術設備在設計指標方面更加精確、嚴苛，盡可能提高各環(huán)節(jié)轉化和傳輸效率，甚至可以按照有用能量的概念重新設計耗能設備，以此反推能源轉化和供應系統(tǒng)的合理性。這就是為什么在很多耗能領域存在巨大節(jié)能空間的原因。2016年，北京國際能源專家俱樂部對杭州泵浦公司的循環(huán)水節(jié)能技術開展了評估與推廣工作。按該公司介紹，我國的化工、電廠、冶金行業(yè)的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)普遍存在“大馬拉小車”現象，80%以上的循環(huán)水系統(tǒng)具備15%以上的節(jié)能潛力。

 

第四是重視對電、熱、冷等多種用能需求的集成與優(yōu)化，提高能量的綜合利用效率，降低碳排放。

 

能源系統(tǒng)的特征是任何一種資源都可提供多樣的能源服務，而任何一種能源服務都可由不同的能源資源來提供。這就需要圍繞著某一需求，或者某個客戶，針對其能量需求對不同技術和資源進行集成優(yōu)化、梯級利用，提升整體效率，降低碳排放和客戶綜合成本。并通過先進技術對各種資源進行整合，促進傳統(tǒng)能源系統(tǒng)向更高效、更安全、更清潔、更智能、更協調的現代能源體系轉變。

 

第五是重視數字技術的推廣應用。當前，數字技術正在以“互聯網+”為主要手段的第一階段向以物聯網、大數據、人工智能和區(qū)塊鏈等為主要手段的第二階段進軍，更多的行業(yè)將被新的數字化浪潮重塑。數字技術作為新的生產力，可推動不同種類能源在更大范圍內優(yōu)化配置，構建電力、天然氣、熱力與互聯網運營商之間互惠共贏的能源互聯網生態(tài)圈，這對提高能源系統(tǒng)整體能效，降低CO2排放起著關鍵作用。建議國家在電力系統(tǒng)現有“能源互聯網”的整體架構基礎上，籌劃能源化工領域數字化發(fā)展的整體架構，明確重點應用領域與試點項目。

 

第六是全局優(yōu)化。能源系統(tǒng)是一個互聯互通的體系，碳中和戰(zhàn)略需要全局考慮，不能只考慮局部優(yōu)化。如將數據中心這樣的電耗“巨獸”轉移到可再生能源富足的西部，必將導致西電東送電量減少；在內蒙古牧區(qū)“一刀切”禁止新上發(fā)電項目有可能會影響到東北和華北的電力供應。碳中和在需求側應強化節(jié)能工作，充分開發(fā)身邊的可利用資源，在供應側還應整合各類低碳要素資源，跨領域、跨行業(yè)、跨地區(qū)進行協同、有序、穩(wěn)步推進。碳中和在路徑上也應多元化，而不是過分依賴某一技術路徑。

 

此外，能源基礎設施是城市基礎設施的組成部分，可以通過城市規(guī)劃及智慧城市建設，將水、電、通訊、交通、生活垃圾處理等城市基礎設施進行集成優(yōu)化，產生融合效應。 內.容.來.自：中`國`碳#排*放*交*易^網 t a np ai f an g.com