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“碳达峰、碳中和”形势分析及启示

2022-12-07王安国

盐科学与化工 2022年3期
关键词:碳达峰能源

王安国,郝 畅

(中国盐业集团有限公司,北京 100055)

“碳达峰”是指以二氧化碳为代表的温室气体排放量达到历史最高值后由增转降的拐点。“碳中和”是通过一定手段抵消全部温室气体排放量,达到相对零排放。工业革命以来,人类活动大量使用化石燃料导致向大气中排放的温室气体逐年增加,温室效应随之增强。有研究指出,为了使全球气候维持在正常水平,21世纪末全球平均气温较工业化前水平不应超过1.5 ℃或2 ℃。而愈加频繁的自然灾害显示,全球应对气候变化的时间窗口正在迅速收窄[1]。2015年末,全世界178个缔约方共同签署了人类应对气候变化的《巴黎协定》,以法律文本形式奠定了2020年后全球气候治理格局,“碳达峰、碳中和”成为世界主要国家共识[2]。

目前,社会各界都在探索科学、稳定、高效的方案,进行积极、扎实、严肃的实践,以期抓住历史的新机遇,解好时代的必答题。

1 “碳达峰、碳中和”分析展望

1.1 我国实现“碳达峰”的基础条件

关于“碳达峰”时碳排放峰值的设定,有“高”、“低”两种思路。确定较高的峰值虽能为近期的发展争取空间,却给今后“碳中和”工作带来更大挑战。从高质量发展的角度考虑,无疑要争取以较低的峰值实现“碳达峰”。从我国实际情况出发,到2030年如期完成这一目标有三个方面的基础条件:

(1)能源政策初见成效。自“十一五”计划开始,经过连续三个五年规划期,我国通过实施“能源双控”,能源消费过快增长的势头已得到有效控制。作为以煤炭为主要化燃料的能源消费国,我国煤炭消费已经在2013年达到了峰值。虽然2017~2019期间出现反弹,但2019年的煤炭消费量仍然低于2013年,因此2013年已经成为我国煤炭行业二氧化碳排放的第一个峰值。随着生态文明建设的不断推进,能源政策将在各行业能源消费比例调整、经济发展方式转变等方面发挥更大的作用。

(2)可再生资源应用有后发优势。当前全世界对可再生资源应用的研究日趋成熟,成本逐渐降低。过去10 a里,全球范围内光伏发电、光热发电、陆上风电和海上风电项目的加权平均成本已经分别下降了82%、47%、39%和29%[4]。中国在新能源发展研究中也迈出了坚实一步,自2000年开始,中国水电产能就位列全球第一。同时,中国还积极发展太阳能和风能,在光伏、核电、氢能等领域也都具有非同小可的投资实力和技术水平,拥有一系列有竞争力的专利技术。相比之下,发达国家在传统发展模式下所累积的巨额投资形成的“锁定成本”和既得利益集团格局,使其在绿色转型的过程中面临着严重的路径依赖障碍,而以我国为代表的新兴经济体则不受此限制,有望实现“换道超车”。

(3)各地区“碳达峰”工作势头总体较好。2013年,北京、河北、河南、山西、四川五省市已经初步实现了二氧化碳排放达峰,之后虽有反复,但是二氧化碳排放量一直没有突破历史高位,可以作为提前实现“稳中有降”的典型。另外有两类地区也有望在“十四五”期间实现“碳达峰”:一类是深圳、上海等经济比较发达的东部沿海省市,因为经济领先、产业升级转型等因素,二氧化碳排放增长已经非常缓慢;另一类是我国西南部地区,可再生资源禀赋好,拥有丰富的水能、风能和太阳能,虽然经济发展相对滞后,但是可以通过能源结构调整,以新能源的增长来满足未来发展的需求。

当然,“碳达峰”仍面临一些挑战,如政策执行不够灵活[5]、新能源发电不稳定、储能方案成本高效率低等[6]。在化工行业内,原材料价格上涨、限电令背景下的负荷调整、设备非稳双态下的安全管理等又成为2021年首先要应对的难题。但转型之阵痛亦是重生之契机,只要科学规划、奋力求索,必将走出新路、绘出新篇。

1.2 “碳中和”愿景

“碳中和”是“双碳目标”中的重点,与“碳达峰”相比有着“净零排放”的具体要求,实现难度更大。社会各界对“碳中和”的研究尚处于起步阶段,根据收集的资料,研究者在能源消费、重点行业、居民生活等方面大致形成了以下观点:

(1)能源结构将会改变[7-11]。中国是世界最大的能源生产国和消费国,也是全球最大的碳排放国,2019年,煤炭终端燃烧碳排放占比35%,石油、天然气排放占比分别为15%和6%。随着经济快速发展,我国煤炭消费比例过大、原油对外依赖严重的现实情况与“碳中和”降低化石能源使用比例的具体要求已出现结构性矛盾。这意味着中国现行的能源消费结构亟待优化,需大幅降低煤炭、石油等高碳化石能源的比重,提高天然气、核能、可再生能源等低碳高效的优质能源比例。2060年“碳中和”的实现,意味着能源结构的改善,也预示着能源安全将得到根本保证。

(2)高耗能工业节能潜力将会进一步开发。工业部门是中国能耗和碳排放的大户,在工业耗能中,高耗能工业占工业总能耗的70%,占工业煤耗的72%。“碳中和”要求重点推进工业节能,大幅提高整体电力化程度。近年来通过供给侧结构性改革,高耗能重点行业装备和管理现代化步伐明显加快[12]。“十四五”期间通过持续推进工业节能、能源替代以减少煤炭消费量。工业部门预计将在2025年前普遍实现“碳达峰”。到2050年,工业终端能源中电力和氢占比可达到58%,化石能源占36%(其中10%为原料)。到“碳中和”目标完成时期,高耗能工业节能潜力将会得到更大程度的释放。

(3)生态碳汇能力不容忽视,负排放或成研究热点。森林、草原、湿地、海洋等生态系统在发挥生态服务功能方面作用极大。科学研究表明,林木每生长1 m3,平均约吸收1.83 t二氧化碳,释放1.62 t氧气[13]。第九次全国森林资源清查数据显示,我国森林植被总碳储量91.86亿t,其中80%以上的贡献来自天然林。然而,未来我国人工再造林面积增长将十分有限。今后碳捕集、利用与封存技术(CCUS)将在碳中和工作中发挥更为重要的作用,被认为是解决我国以煤为主能源体系低碳化发展的重要战略性技术之一,主要有二氧化碳制化学品和燃料、矿物碳化、土壤碳封存技术等[14]。虽然在目前CCUS基本处于研发和示范阶段,减排成本较高。但将来CCUS可作为重要补充技术。按照乐观的情景预测,到2050年CCUS可贡献碳减排量的30%。

(4)民众生活会产生积极变化。能源结构调整直接影响着民众的衣食住行,生活所用能源易用电力、地热、太阳能等替代,大部分交通方式亦可用电力替代,难处在于投入与推动,最终实现大概率只是时间问题。除此之外,由能源上游改革带来的行业变化会对就业产生深刻影响,劳动力将逐步由高碳产业向低碳产业过渡[15]。绿色、环保的工作机会将会大幅增加。具体地,与新能源技术相关的新技术开发及设备制造、安装、维护等行业都将成为新兴热门行业。市场对一些新职业(如:碳排放管理员)将会产生较大的需求。目前,我国可再生能源领域的工作人员有450万人左右,接近煤炭生产领域的产业工人。预计到2030年低碳领域的直接和间接就业总数将达到6 300万人。

(5)配套政策催生发展新格局。碳中和远景下的长期深度减排是我国未来发展的必然趋势,在法律引领、制度规范之下,市场绿色发展的内生动能将被激发。为此,首先要持续推进继续以《碳排放权交易管理暂行条例》为开端的国家碳交易制度建设,并将行业覆盖范围由电力行业扩展到其他行业,从8个试点城市推广到全国各地。其次还要加快构建相关体系,完善气候投融资标准,通过地方试点和创新气候投融资模式,来为企业自主探索碳中和发展开辟融资渠道,降低低碳投资风险。再次,要以绿色信贷、绿色债券、绿色保险为主体,发挥好国家绿色发展基金的作用,探索园区化、商圈化、社区化集中推进节能低碳技术综合示范和推广新途径,推动绿色产业与绿色金融深度融合。

总之,在“碳中和”推动下,技术手段、生活方式、自然环境将迎来显著变化,公众的观察视角、决策砝码将增加“碳排放”的选项,在做好政策配套的同时完善市场建设、付出扎实行动,全面、协调、可持续的高质量发展就将实现。

2 对盐化工行业的启示

2.1 盐化工行业现状

盐化工是化学工业的基本组成部分,主要产品有纯碱、烧碱、盐酸和PVC等,由此向下游递推,又可得到多种重要化工基础原料和精细化学品,发挥着重要的产业支撑作用。我国是盐化工大国,据统计,2019年中国原盐产量为9 182万t[16],居世界第一。随着全球经济的发展和国家经济结构的不断调整,我国盐化工行业也面临着新的发展机遇,现已在江苏常州建设成盐穴压缩空气储能等一系列新兴项目。但与“碳达峰、碳中和”要求相比,行业整体仍存在一定差距。

(1)基础工作薄弱。要实现“双碳目标”,首要任务就是摸清底数,进行细致的碳核算排查。这就涉及到能源管理的信息化、数字化问题。目前盐化工行业在这些方面虽有一定基础,但作用发挥不佳,与其配套的计量器配备不足、日常维护不到位。此外,与碳核算排查要求相适应的技术储备、政策配套和人才队伍普遍未形成,导致数据不足或失真,企业效能评估、能源审计和产品对标等工作均无法有效开展。

(2)生产环节整体耗能高,产品能耗优良不一。盐化工主要产品多集中在民生领域、行业上游,虽然是不可或缺的基础工业,但产品技术含量低、附加值不高、技术设备整体不够先进,多呈现高耗能、高排放的特点。另外,横向对比同类型产品,能耗水平也存在较大差别。以国内盐行业为例,中盐金坛、中盐榆林等企业能耗指标均低于80 kg标煤/t盐,远远领先于国内同行,但还有部分企业产品能耗指标均在115 kg标煤/t盐以上,可见在争先创优之前,补齐短板是必不可少的关键步骤。

(3)实施产业结构调整转型难度大。在我国盐化工产业整体创新能力较差,虽然产品数量较多,但是结构单一,高附加值产品的数量和质量均与发达国家有较大差距,市场竞争力明显不足。另外,我国盐化工产业的基础原料在应用数量上占有优势,但利用率却比较低,资源浪费现象严重。如何找到一条既能保证民生需求和企业可持续发展,又能实现碳减排的务实路径,是目前面临的最大挑战。

2.2 盐化工下一步行动建议

从“碳达峰”到“碳中和”,反映这国家气候治理的两步走,更指明了未来40 a社会转型发展的方向。尽早确定“碳达峰”的目标和时间、科学制定“碳中和”具体方案,不仅是盐化工行业必须要做的事,更应成为主动要做的事。针对目前存在的问题,应从以下方面采取行动:

(1)加强制度与团队建设,推动行业形成绿色风尚。各企业要从集团层面成立“碳达峰、碳中和”领导小组,厘清内部职责,统筹制定方案。积极开展与政府机构、先进企业、科研院所等的交流活动,结合各地区相关政策,制定适宜的行动方案。必要时可请第三方机构协助开展碳排查工作,将企业减碳、降碳成本纳入总成本核算,最大化消除碳排放成本对企业生产经营的影响。同时要在行业内培养一支专业队伍,并集中开展培训。既要学习法律法规、统一思想,也要钻研业务知识、提升能力,确保上报、收集、汇总、分析等工作科学有效。最终由点带面,以行业为媒,在安全生产、日常办公、职工生活等方面引领低碳生活,并力求在全社会形成良好示范效应。

(2)做好能源利用全流程管控,实现多能融合互补。在项目建设方面,应推进旧项目的节能改造,优化火电运行机组,降低单位能耗,淘汰或替换不符合政策的高耗能高排放小机组,并结合现有锅炉汽机实际情况,探索实施先进高效热电模式。对于新项目,要注意强化项目准入机制,执行项目能评、碳评制度,将清洁能源利用和节能减碳效率作为第一审批事项,严格控制高耗能高排放项目。在能源管理方面,要提高化石能源利用效率,重点控制煤炭消费,加大余热、余气、余压回收。此外还要重点消纳非化石能源,积极引进氢能、风能、太阳能、地热、生物质等,按计划在2030年前将非化石能源占一次消费能源的比重提高到25%左右,形成多能融合互补局面。

(3)着力攻克关键核心技术,调整产业结构。盐化工各企业要积极开展行业内部合作,集中科研骨干力量,加大资金投入和科技攻关力度。首先要重点解决能源替代、产品固碳、循环利用等瓶颈问题,减少产品全生命周期碳足迹。继续开展盐穴储能、储气等技术研究开发,为电网“削峰填谷”提供解决方案。其次要在纯碱和氯碱等基础化学品的基础上进一步延长加粗产业链,开发精细化工系列产品,做到基础产品与高端产品的有机结合,由同质化产品竞争走向差异化产品竞争,以取得更好的市场竞争力。

3 结语

近代以来,以侯德榜制碱为代表的盐化工在民族工业中始终承担着顶梁柱作用,在推进生态文明之路上,仍要继续争做引领高质量发展的排头兵,让绿色成为盐化工未来发展的底色和靓丽名片。在党史百年精神激励、十四五蓝图愿景感召之下,盐化工从业者要牢记初心使命、坚持守正创新,向“碳达峰、碳中和”目标砥砺奋进、铿锵前行。

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