深度关注 | “双碳”变革

访中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌

　　　　　　

　　作为世界上最大的能源生产国和消费国，中国的减碳减排行动一直备受关注。日前，《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》（简称《意见》）发布，明确提出力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，并制定出“时间表”、“路线图”。1月24日下午，中共中央政治局就努力实现碳达峰碳中和目标进行第三十六次集体学习。中共中央总书记习近平在主持学习时强调，实现碳达峰碳中和，是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求，是党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策。我们必须深入分析推进碳达峰碳中和工作面临的形势和任务，充分认识实现“双碳”目标的紧迫性和艰巨性，研究需要做好的重点工作，统一思想和认识，扎扎实实把党中央决策部署落到实处。

　　实现“双碳”目标是一场广泛而深刻的变革，不是轻轻松松就能实现的。我国“双碳”目标的设定有什么科学考量？落实“双碳”目标的行动面临什么重点、难点？将对中国经济社会产生哪些影响？记者采访了中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌。

　　2030、2060节点考虑我国城镇化、工业化进程及全球气候治理要求，“双碳”带来经济社会系统性变革 

　　问：《意见》明确实现“双碳”目标的时间节点为2030年、2060年，请问背后的科学考量是什么？在“十四五”及今后时期，它将为我国经济、社会等带来什么影响？

　　贺克斌：这两个时间节点的设置考虑我国人口发展、城镇化、工业化进程等方面情况。同时，也是落实全球气候治理的共性要求，顺应世界未来发展新趋势。

　　2030年前碳达峰是以目标导向推动我国高质量发展。当前，我国还处在城镇化、工业化中高速发展阶段。《国家人口发展规划（2016—2030年）》显示，2030年我国城镇化水平达到70%，之后变化趋势显著变缓，我国人口也将达到峰值。社科院工业经济研究所的2017年《工业化蓝皮书》表明，我国将于2030年左右全面实现工业化。

　　2060年前碳中和将倒逼我国能源结构、产业结构和运输结构向着持续增强全球竞争力的方向调整。发达国家如英国、德国分别在上世纪70年代初、70年代末实现碳达峰，美国则是2007年，按照《巴黎协定》的要求，它们应该在2050年前实现碳中和。但是这些率先达到峰值的国家正在试图通过未来技术优势建立碳边界和贸易壁垒。我国设定2060年前实现碳中和，既符合《巴黎协定》对发展中国家的相关要求，又将对实现全球温升控制目标发挥关键作用。同时，还将推动我国加快绿色转型步伐，在全球未来发展新格局中争得发展主动权。

　　“十四五”是推动全面低碳转型定方向、打基础、见成效的关键五年。《意见》明确总体要求、部署重大举措，有利于让碳达峰时间尽可能提前、峰值尽可能削减，为碳中和减轻压力，更利于统一认识、汇聚力量。

　　问：习近平总书记指出，“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。”如何理解“系统性变革”这一论断？

　　贺克斌：我认为可以从以下几个维度理解。在观念重塑上，在碳中和进程中，世界经济发展将从资源依赖型向技术依赖型转变。目前，传统化石能源资源全球地域分布非常不均匀：煤炭储量排前五位的国家占全球煤炭总储量的75%，石油储量排前五位的占62%，天然气储量排前五位的占64%。相对而言，全球风、光资源分布较为均匀，风电、光电等新能源使用率提升后，谁的新能源技术领先，谁就能有效利用更多能源，争得发展的主动权。

　　在价值重估上，风电、光电的发电成本与火电已经相当，但目前并网成本还较高。但随着碳市场的建立，碳交易价的逐步升高，风光电的价值会被重新认识。此外，就我国西部地区、“一带一路”沿线国等风、光资源密集的区域而言，其长期发展的竞争力会提高，有利于解决发展不平衡的问题。

　　在产业重构上，传统电力系统依赖化石能源，供需模式是“以需定供”，当需求侧的用电量增加时，可以通过增大发电负荷来应需保供。与之不同，新型电力系统依托风、光等新能源，供需模式将是“以供调需”，通过市场机制推动需求侧管理以适应风光发电的波动性，这将催生诸如虚拟电厂这样的新产业。另外，传统的“加油站”会演变成“加能站”，如“十四五”期间，中石化已计划建设1000座加氢站或油氢合建站、5000座充换电站、7000座分布式光伏发电站，依托新能源的新型电力系统值得期待。

　　在社会影响上，大量研究表明，家庭消费占到二氧化碳排放总量的65%以上，其中出行、住宅能源使用和食品是主要来源。“双碳”背景下，这一代人的生活方式可能会发生根本变化。

　　实现“双碳”目标主要难在“三高一短”，可行的减排路径将是“五碳并举” 

　　问：目前，我国落实“双碳”目标的行动面临什么困难，解决的方法有哪些？

　　贺克斌：我国要实现“双碳”目标，主要难在“三高一短”。第一，高碳的能源结构。无论是化石能源占总能源消费比例，还是煤炭占化石能源消费的比例，我国都是最高的，超过美国等用能大国。第二，高碳的产业结构。世界公认的高碳且难减排的行业（煤炭、钢铁、石化、水泥等）在我国的产业结构占比很高。第三，我国是最大发展中国家，很多地区的能源消费还呈增加趋势。第四，时间短、任务重。从碳达峰到碳中和，中国只有30年时间，而欧美国家有40到70年。

　　应该如何破解？一是调整能源结构，提高风、光、水、核电等零碳能源的占比；二是优化产业结构，淘汰石化行业的落后产能，并采用先进技术装备来改造代替传统产业，提高生产效率；三是科技创新，低碳技术、零碳技术、负碳技术等技术创新是赢得新一轮产业竞争的关键。这也是清华大学成立碳中和研究院的初衷和核心使命担当。

　　问：实现“双碳”目标的关键在于碳减排，目前我国有哪些可行的减排路径？

　　贺克斌：减排路径概括起来是“五碳并举”。一是资源增效减碳。达到同样的经济目标，通过节能增效将能源需求尽可能降低，减下来的碳就是资源增效减碳。我国当前消费水平下，能耗每降1%，可减排1亿多吨二氧化碳。

　　二是能源结构降碳。研发可再生能源发电技术、储能技术等，大幅度提升非化石能源使用比重，尽早建成可再生能源为主的新型电力系统。这是未来减少碳排放的主体措施。

　　三是地质空间存碳。即通过碳捕集利用和封存（CCUS）技术解决一部分二氧化碳。这是未来新型电力系统中必须保留较小比例化石能源的减碳托底技术。有研究表明，过去十年，CCUS技术在全球范围内大规模部署，年捕获量已经达到约4000万吨，但要实现联合国设定的可持续发展目标，到2070年需要实现56亿吨的年捕获量，需在现有水平上扩大超过100倍。

　　四是生态系统固碳。通过各种生态环境建设的手段，巩固和增加二氧化碳的碳汇能力。

　　五是市场机制融碳。通过碳市场机制来推动各类技术得到更合理有效的应用。

　　推动能源、交通等重点领域深度减排 

　　问：《意见》明确落实“双碳”目标的重点工作，如加快构建清洁低碳安全高效能源体系、推进低碳交通运输体系建设等，如何在能源、交通等重点领域推动深度减排？

　　贺克斌：能源是社会经济发展的动力，预计到2030年，我国一次能源需求将达到60亿吨标准煤。实现能源行业转型可从三方面考虑：第一，技术助力转型，大力发展清洁替代技术（风光水核、储能、分布式能源）、绿色氢能技术、能源互联技术（5G、特高压）、能效提升、负碳技术（CCUS、BECCS、DACCS）；第二，金融助力转型，持续完善、推动碳定价和碳交易、绿色信贷、绿色债券、环境信息披露、绿色投资、绿色保险、环境权益等交易市场；第三，政策助力转型，落地落实“1+N”政策体系，将碳排放纳入环保评价体系，通过碳税、税收优惠等加强监督管理。

　　交通领域的碳排放“居于高位”，占全国终端碳排放的15%，过去9年的年均增速在5%以上。推动该领域深度减排的着力点为：从车辆供给和需求侧，减少路上已有交通工具的排放、确保新增车辆的清洁度、减少重型货车的排放、设计和制造零排放车辆；从基础设施上，拓展电动车基础设施网络、发展氢能源；从管理能力上，注重提升运输能效、改善交通运输结构、完善城市规划及标准、优化货运运输方式、发展电动化交通工具等。

　　问：为实现“双碳”目标，在管理机制、核心技术等方面，我国取得哪些领先的成果？

　　贺克斌：在市场机制方面，我国从2011年开始陆续在北京、上海、深圳等地试点碳市场。2021年，全国碳市场正式上线交易，这将有力推动传统企业转型升级、碳排放全面降低。

　　在核心技术方面，我国的新能源发电、储能方面技术目前处于全球先进水平，并较广泛应用。截至2020年底,我国全口径发电装机容量22.0亿千瓦，其中，水电3.7亿千瓦、并网风电2.8亿千瓦、并网太阳能发电2.5亿千瓦、核电4989万千瓦。非化石能源发电装机容量占总装容量的43%。截至2020年底，我国已投运储能项目累计装机容量规模达35.6GW，占全球市场总规模的18.6%。

　　此外，我国先进的高温气冷堆技术，可通过超高温气冷堆制氢的研发，开发氢冶炼、氢化工等应用技术，将高温气冷堆技术与钢铁冶炼、化工等场景结合，将在相关行业实现二氧化碳的极低排放。

　　中国具备实现“双碳”的资源优势和制度优势 

　　问：实现“双碳”目标是一场硬仗，打赢这场硬仗，我国具备什么优势条件？

　　贺克斌：一方面，是资源的优势。我国水能资源丰富，江河水能理论蕴藏量为6.91亿千瓦，每年可发电6万多亿度；光能资源丰富，年辐射总量在80—240千卡/平方厘米之间，青藏高原的大部分地区超过160千卡/平方厘米；风能资源丰富，我国幅员辽阔，海岸线长，风能密度为100W/m2，风能资源总储量约1.6*105MW。特别是东南沿海及附近岛屿、内蒙古和西北、华北等地区，每年风速在3m/s以上的时间达到4000小时左右，一些地区年平均风速可达6—7m/s以上，开发利用价值较大。生物质能源资源丰富，我国生物质资源转换为能源的潜力可达10亿吨标准煤。

　　另一方面，制度优势是关键优势。生态环境治理方面，我国已建立最严格的生态环境保护制度、资源高效利用制度、生态保护和修复制度、生态环境保护责任制度等四大类基础性生态文明制度体系。具体到“双碳”目标上，党中央成立碳达峰碳中和工作领导小组，加快组织建立“1+N”政策体系，立好落实“双碳”目标的“四梁八柱”。一系列的部署充分体现我国集中力量办大事的制度优势。

　　问：“双碳”目标是一项长期工作，未来会对日常生活、工业生产、国际合作等方面带来什么影响？

　　贺克斌：在日常生活方面，第一，峰平谷电价的消失。基于用电负荷的实时电价变动将取代峰平谷电价政策。我们的用电设施可以智能选择用电最经济划算的时间。第二，乘用车将无线充电。未来的充电桩通过地线与汽车底部的充电口进行有线或者无线的对接。只要车辆在停车位停好车，充电设施便会自动与汽车连接，并根据车主先前的设置进行充电或者放电操作。第三，充电桩与电动车将成为电网的“海绵”。当所有停驶车辆都连上电网时，这些车辆就会形成一块巨大的储能海绵，在电力充足时吸收电力，在电力不足时释放电力，为整个电网的供需达到实时平衡提供重要支撑。第四，家庭用电可选择购买绿电。电力市场化交易完全放开后，用户可以自主选择电力消费的类型。第五，碳资产将成为个人投资的主流资产配置。碳资产的投资门槛很低、上涨趋势强，对长期的收益预期较好，碳资产可能代替房产的位置，成为下一个国民级的理财工具。第六，低碳消费将成为下一个消费升级的风口。当所有产品被标上碳足迹标签，民众愿意购买低碳产品，会引导商家生产低碳产品。

　　在工业生产方面，“双碳”目标倒逼产业转型升级，提高经济增长质量。将推动我国工业制造业尤其是初级制造业向绿色低碳转型升级，流向绿色发展相关新技术研发领域的资金、人才等资源会更多。

　　在国际合作方面，国际交流与合作会利于中国发展低碳技术，同时，中国低碳技术在全球范围广泛应用，利于提升中国在世界科技治理体系的软实力、话语权，为中国可持续发展、参与全球生态治理等提供有力支撑。