在中國(guó)提出“2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”目標(biāo)后，各行各業(yè)蓄勢(shì)待發(fā)。國(guó)際上，甚至有氣候變化問(wèn)題專(zhuān)家評(píng)價(jià)“這是過(guò)去十年里最大的氣候新聞”。
要實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型目標(biāo)，無(wú)疑是一場(chǎng)硬仗。中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)化學(xué)工程系教授金涌在接受中新經(jīng)緯客戶(hù)端專(zhuān)訪時(shí)指出，中國(guó)要從全球最大的碳排放國(guó)一下降到0，任務(wù)很重。其次，從碳達(dá)峰到碳中和的過(guò)渡期僅有30年，時(shí)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(lái)致力于循環(huán)經(jīng)濟(jì)與低碳經(jīng)濟(jì)的研究，積極推動(dòng)相關(guān)工程科學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)建設(shè)，主持和指導(dǎo)了多項(xiàng)國(guó)家發(fā)改委、環(huán)境保護(hù)部的工業(yè)生態(tài)園區(qū)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃建設(shè)。
通過(guò)對(duì)未來(lái)40年綠色低碳循環(huán)發(fā)展路徑的系統(tǒng)性展望，金涌認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也將面臨挑戰(zhàn)。既要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，又要保持經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定發(fā)展，首要任務(wù)是降低萬(wàn)元GDP能耗。“十四五”作為碳達(dá)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(duì)話》之“全局觀”實(shí)錄
碳排放目標(biāo)時(shí)間緊、任務(wù)重
中新經(jīng)緯：中國(guó)提出，碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)峰，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。對(duì)于這個(gè)目標(biāo)您是如何看待的?有哪些挑戰(zhàn)?
金涌：碳排放對(duì)中國(guó)來(lái)講是一個(gè)很重大的課題。中央很早就提出來(lái)說(shuō)我們面臨著世界百年未遇之大變局，國(guó)家之間的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、國(guó)防實(shí)力、軟實(shí)力等都發(fā)生了巨大的變化。
去年9月在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，約有100個(gè)國(guó)家承諾到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和。通俗來(lái)說(shuō)，碳中和就是沒(méi)有二氧化碳排放了，一有二氧化碳排放就要回收。中國(guó)提出“2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)，在承諾下來(lái)以后，我們就要思考以中國(guó)的條件怎么來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就是當(dāng)下最受關(guān)注的問(wèn)題。
在我看來(lái)，要實(shí)現(xiàn)碳排放的目標(biāo)有三個(gè)方面的困難。
首先，中國(guó)的二氧化碳排放量在前幾年已經(jīng)達(dá)到了60億噸，是全球最大的碳排放國(guó)，現(xiàn)在一下要降到0，這是第一個(gè)困難。
第二個(gè)困難就是時(shí)間，我們要在2060年從碳排放最高變成0，速度非?？臁?/p>
第三個(gè)困難，中國(guó)經(jīng)濟(jì)還處在發(fā)展階段，人均GDP是1萬(wàn)美元，而到了2050年，人均GDP要達(dá)到4萬(wàn)美元。以此測(cè)算，到了2060年，按照2%的增速，屆時(shí)人均將突破5萬(wàn)美元大關(guān)。那時(shí)，我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要較現(xiàn)在提高5倍，碳排放方面也會(huì)面臨壓力。
中新經(jīng)緯：要實(shí)現(xiàn)盡早達(dá)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(dǎo)思想。第一是要從人文角度出發(fā)。我們既然承諾了人類(lèi)命運(yùn)共同體，那就一定要呼應(yīng)。這也是一個(gè)負(fù)責(zé)任大國(guó)的表態(tài)。這是從人文角度出發(fā)的。
第二，我們做這個(gè)事必須是科學(xué)正確的。第三，在技術(shù)上一定要可行。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。我們要暢想未來(lái)，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(jì)上能承受的范圍。中國(guó)經(jīng)濟(jì)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(jì)上能不能做到?能不能承受在經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān)?這四點(diǎn)是我們必須要考慮的。
要把萬(wàn)元GDP能耗降下來(lái)
中新經(jīng)緯：碳排放如果壓降過(guò)快、過(guò)急，勢(shì)必會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生劇烈沖擊。能源系統(tǒng)應(yīng)該怎樣逐步調(diào)整，產(chǎn)業(yè)如何逐步轉(zhuǎn)型，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的節(jié)奏?
金涌：如果以上的問(wèn)題都考慮到了，那么我們的首要就是要解決能耗問(wèn)題。中國(guó)處在一個(gè)后工業(yè)化社會(huì)時(shí)代，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差異的表現(xiàn)就在能耗上。每創(chuàng)造1萬(wàn)元GDP，會(huì)消耗多少能源?算下來(lái)是大概是0.5噸煤，同期主流發(fā)達(dá)國(guó)家的萬(wàn)元GDP能耗一般維持在0.1-0.2噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
中國(guó)如果不把萬(wàn)元GDP能耗降下來(lái)，那么(在碳排放的目標(biāo)下)我們的GDP要提高5倍，也絕對(duì)是做不到的。因此，我們一定要首先把社會(huì)轉(zhuǎn)型排到未來(lái)40年的計(jì)劃之內(nèi)，要從一個(gè)后工業(yè)社會(huì)進(jìn)入到一個(gè)智能化、信息化社會(huì)。這個(gè)是全民的事，做不到這點(diǎn)去談碳排放，我想是沒(méi)有希望的。
我們還可以來(lái)算一算，雖然美國(guó)人均耗電量是中國(guó)的3倍，但中國(guó)總體的電量比美國(guó)更多。從整個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的角度來(lái)看，為什么我們的耗電量比人家多，是由經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)決定的，我們大量生產(chǎn)的都是工業(yè)的初級(jí)產(chǎn)品。
比如，中國(guó)鋼材產(chǎn)量10億噸，占到全球的半壁江山，美國(guó)只有1億噸。中國(guó)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(guó)家。諸如此類(lèi)的初級(jí)產(chǎn)品，具有產(chǎn)值低、耗能大的特點(diǎn)。而到了將來(lái)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(jí)產(chǎn)品慢慢地退出市場(chǎng)，去發(fā)展產(chǎn)值高、信息化價(jià)值高的產(chǎn)業(yè)。中國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型還得靠實(shí)體經(jīng)濟(jì)，實(shí)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(shí)現(xiàn)萬(wàn)元GDP能耗的降低。
經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型還是要依靠科技進(jìn)步來(lái)解決。其實(shí)同樣進(jìn)行一項(xiàng)工業(yè)活動(dòng)，中國(guó)的耗能量只比國(guó)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(lái)看，由于我們的經(jīng)濟(jì)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(wàn)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(jì)增長(zhǎng)了5倍，萬(wàn)元GDP能耗也下降了。就這么個(gè)邏輯，維持現(xiàn)在的能耗，也可以支撐我們經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)5倍的增長(zhǎng)。
提倡把80%以上的原油做成材料
中新經(jīng)緯：在推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和過(guò)程中，作為碳排放“元兇”的化石能源的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)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(wèn)題，首先是考慮怎么把這些化石燃料變成材料，將來(lái)可以不再燒它了?；茉磳?duì)一個(gè)國(guó)家的發(fā)展來(lái)說(shuō)是永遠(yuǎn)需要的，我們不把它當(dāng)成燃料燒掉，而是拿它當(dāng)原材料，加工成產(chǎn)品。
過(guò)去的技術(shù)，每煉一噸原油，提煉出來(lái)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(lái)提煉烯烴、芳烴，而這才是可以進(jìn)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(lái)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(shí)現(xiàn)呢?現(xiàn)在大家都在努力。這個(gè)事不是中國(guó)人獨(dú)有的問(wèn)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(xué)化工系的團(tuán)隊(duì)，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(jìn)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(lái)智能電網(wǎng)及儲(chǔ)能是關(guān)鍵
中新經(jīng)緯：在您看來(lái)，中國(guó)能源結(jié)構(gòu)需要經(jīng)過(guò)哪些調(diào)整?哪類(lèi)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(shuō)，石油不拿來(lái)開(kāi)汽車(chē)了，就會(huì)有一個(gè)問(wèn)題，汽車(chē)怎么辦?汽車(chē)就要靠電池了，我們要發(fā)展燃料電池車(chē)，這也是清華大學(xué)化工系很重要一個(gè)方向。
將來(lái)電動(dòng)汽車(chē)鋰電池的生產(chǎn)量將是巨大的。先進(jìn)的電動(dòng)車(chē)，每個(gè)車(chē)都有一塊電池。未來(lái)，買(mǎi)電動(dòng)車(chē)也可以不買(mǎi)電池，而是租賃使用，開(kāi)車(chē)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(lái)我們可以做到不用化石能源了?是因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在風(fēng)電、光電等可再生能源發(fā)電技術(shù)進(jìn)步得非?？?，而且全世界都已經(jīng)做到了。就從發(fā)電的成本來(lái)看，火電的成本和風(fēng)電、光電的成本都差不多。但我們?cè)诮ㄔO(shè)風(fēng)電、光電時(shí)也有弱點(diǎn)，比如一塊云彩飄過(guò)，風(fēng)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(yīng)，那就必須要有智能電網(wǎng)，有了智能電網(wǎng)，還必須要有儲(chǔ)電的能力，能把天上不穩(wěn)定的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，再穩(wěn)定地供應(yīng)出來(lái)。
所以將來(lái)我們要支撐整個(gè)產(chǎn)業(yè)的全部用電量，就要靠風(fēng)電、光電這些可再生的用電，然后再配上一個(gè)智能電網(wǎng)及其儲(chǔ)電設(shè)備，比如發(fā)電車(chē)，我們大概現(xiàn)在有2.8億輛車(chē)在運(yùn)行。智能電網(wǎng)也就是分布式電網(wǎng)，即分布式儲(chǔ)能、分布式發(fā)電，我們可以不用火電了。
我們?cè)賮?lái)看看煤。現(xiàn)在煤主要就是用來(lái)發(fā)電的，40年內(nèi)我們就要不燒煤了，電廠就要退伍了。當(dāng)風(fēng)電等逐步取代火電時(shí)，替代過(guò)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(dāng)然不是，我們可以留一部分火電，干嘛使?調(diào)峰用?，F(xiàn)在的火電廠不能夠想開(kāi)就開(kāi)，想關(guān)就關(guān)，因?yàn)樗菬旱模钦羝l(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(guò)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(guò)燃?xì)夂驼羝?lián)合循環(huán)發(fā)電，燃?xì)廨啓C(jī)就可以隨時(shí)停，可以調(diào)峰，所以將來(lái)火電的趨勢(shì)也應(yīng)該是IGCC。
中新經(jīng)緯：火電保留的比例有多大?未來(lái)的趨勢(shì)是怎樣的?
金涌：這個(gè)比例就很難說(shuō)了，可能逐漸一點(diǎn)點(diǎn)替代。但現(xiàn)在有一個(gè)討論的共識(shí)就是，就是火電廠不要再建了。德國(guó)提出去煤化，但我們還不敢這么說(shuō)。通過(guò)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(guò)，現(xiàn)在誰(shuí)也不能完全預(yù)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?yàn)槲覀兇罅康責(zé)?。如果要轉(zhuǎn)型，未來(lái)發(fā)電不再依靠煤了，而是光電、風(fēng)電，就需要智能電網(wǎng)的結(jié)合使用。用不了的時(shí)候儲(chǔ)存起來(lái)，使可再生的發(fā)電能夠穩(wěn)定的進(jìn)入電網(wǎng)中。同樣的，儲(chǔ)電和調(diào)峰就依靠電池。
我認(rèn)為，未來(lái)分布式能源與分布式儲(chǔ)能的結(jié)合將成為解決人類(lèi)能源問(wèn)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(mǎn)足調(diào)峰與應(yīng)急需求。
評(píng)論