在中國提出“2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和”目標后，各行各業(yè)蓄勢待發(fā)。國際上，甚至有氣候變化問題專家評價“這是過去十年里最大的氣候新聞”。
要實現(xiàn)低碳轉型目標，無疑是一場硬仗。中國工程院院士、清華大學化學工程系教授金涌在接受中新經(jīng)緯客戶端專訪時指出，中國要從全球最大的碳排放國一下降到0，任務很重。其次，從碳達峰到碳中和的過渡期僅有30年，時間很緊。“現(xiàn)有的技術很難做到，我們要超前，就要寄托于創(chuàng)新，特別是顛覆性創(chuàng)新。”
金涌多年來致力于循環(huán)經(jīng)濟與低碳經(jīng)濟的研究，積極推動相關工程科學的學科基礎建設，主持和指導了多項國家發(fā)改委、環(huán)境保護部的工業(yè)生態(tài)園區(qū)和循環(huán)經(jīng)濟規(guī)劃建設。
通過對未來40年綠色低碳循環(huán)發(fā)展路徑的系統(tǒng)性展望，金涌認為，要實現(xiàn)2060年碳中和目標，中國經(jīng)濟發(fā)展也將面臨挑戰(zhàn)。既要實現(xiàn)目標，又要保持經(jīng)濟的健康穩(wěn)定發(fā)展，首要任務是降低萬元GDP能耗。“十四五”作為碳達峰的關鍵期，下一步該如何做?
以下是中新經(jīng)緯視頻訪談欄目《全寶對話》之“全局觀”實錄
碳排放目標時間緊、任務重
中新經(jīng)緯：中國提出，碳排放力爭于2030年前達峰，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。對于這個目標您是如何看待的?有哪些挑戰(zhàn)?
金涌：碳排放對中國來講是一個很重大的課題。中央很早就提出來說我們面臨著世界百年未遇之大變局，國家之間的經(jīng)濟實力、國防實力、軟實力等都發(fā)生了巨大的變化。
去年9月在聯(lián)合國大會上，約有100個國家承諾到2050年實現(xiàn)碳中和。通俗來說，碳中和就是沒有二氧化碳排放了，一有二氧化碳排放就要回收。中國提出“2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和”的目標，在承諾下來以后，我們就要思考以中國的條件怎么來實現(xiàn)，這就是當下最受關注的問題。
在我看來，要實現(xiàn)碳排放的目標有三個方面的困難。
首先，中國的二氧化碳排放量在前幾年已經(jīng)達到了60億噸，是全球最大的碳排放國，現(xiàn)在一下要降到0，這是第一個困難。
第二個困難就是時間，我們要在2060年從碳排放最高變成0，速度非?？?。
第三個困難，中國經(jīng)濟還處在發(fā)展階段，人均GDP是1萬美元，而到了2050年，人均GDP要達到4萬美元。以此測算，到了2060年，按照2%的增速，屆時人均將突破5萬美元大關。那時，我們的經(jīng)濟發(fā)展要較現(xiàn)在提高5倍，碳排放方面也會面臨壓力。
中新經(jīng)緯：要實現(xiàn)盡早達峰，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思想。第一是要從人文角度出發(fā)。我們既然承諾了人類命運共同體，那就一定要呼應。這也是一個負責任大國的表態(tài)。這是從人文角度出發(fā)的。
第二，我們做這個事必須是科學正確的。第三，在技術上一定要可行?，F(xiàn)有的技術很難做到，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，在幾十年內(nèi)技術發(fā)展的可能性。第四，考慮我們經(jīng)濟上能承受的范圍。中國經(jīng)濟結構很多東西要改變，比如在投資上有些產(chǎn)業(yè)要退出，那么在經(jīng)濟上能不能做到?能不能承受在經(jīng)濟上的負擔?這四點是我們必須要考慮的。
要把萬元GDP能耗降下來
中新經(jīng)緯：碳排放如果壓降過快、過急，勢必會對經(jīng)濟產(chǎn)生劇烈沖擊。能源系統(tǒng)應該怎樣逐步調(diào)整，產(chǎn)業(yè)如何逐步轉型，以適應經(jīng)濟發(fā)展的節(jié)奏?
金涌：如果以上的問題都考慮到了，那么我們的首要就是要解決能耗問題。中國處在一個后工業(yè)化社會時代，與發(fā)達國家相比，差異的表現(xiàn)就在能耗上。每創(chuàng)造1萬元GDP，會消耗多少能源?算下來是大概是0.5噸煤，同期主流發(fā)達國家的萬元GDP能耗一般維持在0.1-0.2噸標準煤。
中國如果不把萬元GDP能耗降下來，那么(在碳排放的目標下)我們的GDP要提高5倍，也絕對是做不到的。因此，我們一定要首先把社會轉型排到未來40年的計劃之內(nèi)，要從一個后工業(yè)社會進入到一個智能化、信息化社會。這個是全民的事，做不到這點去談碳排放，我想是沒有希望的。
我們還可以來算一算，雖然美國人均耗電量是中國的3倍，但中國總體的電量比美國更多。從整個國家經(jīng)濟結構轉型的角度來看，為什么我們的耗電量比人家多，是由經(jīng)濟結構決定的，我們大量生產(chǎn)的都是工業(yè)的初級產(chǎn)品。
比如，中國鋼材產(chǎn)量10億噸，占到全球的半壁江山，美國只有1億噸。中國水泥產(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)國家。諸如此類的初級產(chǎn)品，具有產(chǎn)值低、耗能大的特點。而到了將來的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，我們要把這些初級產(chǎn)品慢慢地退出市場，去發(fā)展產(chǎn)值高、信息化價值高的產(chǎn)業(yè)。中國經(jīng)濟結構轉型還得靠實體經(jīng)濟，實現(xiàn)從制造業(yè)到高端制造業(yè)的轉變。這樣的話，我們也可以實現(xiàn)萬元GDP能耗的降低。
經(jīng)濟結構轉型還是要依靠科技進步來解決。其實同樣進行一項工業(yè)活動，中國的耗能量只比國外差10%至30%，也就是每件技術都落后10%至30%。但是，從總體上來看，由于我們的經(jīng)濟結構不暢，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)濟增長了5倍，萬元GDP能耗也下降了。就這么個邏輯，維持現(xiàn)在的能耗，也可以支撐我們經(jīng)濟實現(xiàn)5倍的增長。
提倡把80%以上的原油做成材料
中新經(jīng)緯：在推進碳達峰、碳中和過程中，作為碳排放“元兇”的化石能源的發(fā)展趨勢將會是怎樣的?
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)解決碳排放的問題，首先是考慮怎么把這些化石燃料變成材料，將來可以不再燒它了。化石能源對一個國家的發(fā)展來說是永遠需要的，我們不把它當成燃料燒掉，而是拿它當原材料，加工成產(chǎn)品。
過去的技術，每煉一噸原油，提煉出來的汽油、柴油占80%，燒了后就變成二氧化碳排放。剩下的20%才用來提煉烯烴、芳烴，而這才是可以進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。那怎么實現(xiàn)呢?現(xiàn)在大家都在努力。這個事不是中國人獨有的問題，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大學化工系的團隊，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。
未來智能電網(wǎng)及儲能是關鍵
中新經(jīng)緯：在您看來，中國能源結構需要經(jīng)過哪些調(diào)整?哪類新能源的發(fā)展值得期待?需要在哪些方面投入更多努力?
金涌：比如說，石油不拿來開汽車了，就會有一個問題，汽車怎么辦?汽車就要靠電池了，我們要發(fā)展燃料電池車，這也是清華大學化工系很重要一個方向。
將來電動汽車鋰電池的生產(chǎn)量將是巨大的。先進的電動車，每個車都有一塊電池。未來，買電動車也可以不買電池，而是租賃使用，開車到加油站換電池。換電池的好處是可以讓電池統(tǒng)一在夜里充電、調(diào)峰。
為什么將來我們可以做到不用化石能源了?是因為我們現(xiàn)在風電、光電等可再生能源發(fā)電技術進步得非?？欤胰澜缍家呀?jīng)做到了。就從發(fā)電的成本來看，火電的成本和風電、光電的成本都差不多。但我們在建設風電、光電時也有弱點，比如一塊云彩飄過，風電、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，那就必須要有智能電網(wǎng)，有了智能電網(wǎng)，還必須要有儲電的能力，能把天上不穩(wěn)定的能量儲存起來，再穩(wěn)定地供應出來。
所以將來我們要支撐整個產(chǎn)業(yè)的全部用電量，就要靠風電、光電這些可再生的用電，然后再配上一個智能電網(wǎng)及其儲電設備，比如發(fā)電車，我們大概現(xiàn)在有2.8億輛車在運行。智能電網(wǎng)也就是分布式電網(wǎng)，即分布式儲能、分布式發(fā)電，我們可以不用火電了。
我們再來看看煤?，F(xiàn)在煤主要就是用來發(fā)電的，40年內(nèi)我們就要不燒煤了，電廠就要退伍了。當風電等逐步取代火電時，替代過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就開，想關就關，因為它是燒煤的，是蒸汽發(fā)電。
那么現(xiàn)在新的發(fā)電技術IGCC(整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng))，通過燒煤，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。通過燃氣和蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，燃氣輪機就可以隨時停，可以調(diào)峰，所以將來火電的趨勢也應該是IGCC。
中新經(jīng)緯：火電保留的比例有多大?未來的趨勢是怎樣的?
金涌：這個比例就很難說了，可能逐漸一點點替代。但現(xiàn)在有一個討論的共識就是，就是火電廠不要再建了。德國提出去煤化，但我們還不敢這么說。通過逐漸關閉火電廠，慢慢改造變成調(diào)峰電廠，最后可能剩10%-20%。不過，現(xiàn)在誰也不能完全預料最終的比例。
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，是因為我們大量地燒煤。如果要轉型，未來發(fā)電不再依靠煤了，而是光電、風電，就需要智能電網(wǎng)的結合使用。用不了的時候儲存起來，使可再生的發(fā)電能夠穩(wěn)定的進入電網(wǎng)中。同樣的，儲電和調(diào)峰就依靠電池。
我認為，未來分布式能源與分布式儲能的結合將成為解決人類能源問題的最終方案，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，以滿足調(diào)峰與應急需求。
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