氣候(hou)變(bian)化是人類社會可(ke)持續發展面臨的最大威脅,《巴黎(li)協定》是一個里程碑(bei),它體現了全球的高度(du)共識。
能(neng)源是(shi)影(ying)響(xiang)氣候變(bian)化(hua)的(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)因素,能(neng)源轉(zhuan)(zhuan)型(xing)(xing)(xing)對于(yu)應對氣候變(bian)化(hua)十分重(zhong)要(yao)(yao)。盡管能(neng)源轉(zhuan)(zhuan)型(xing)(xing)(xing)有(you)多種可(ke)能(neng)情(qing)景(jing),本文主要(yao)(yao)介紹其中的(de)(de)兩種。一(yi)(yi)是(shi)漸變(bian)轉(zhuan)(zhuan)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)情(qing)景(jing),就是(shi)按照當前的(de)(de)技術、政(zheng)策和(he)(he)產業的(de)(de)趨(qu)勢繼(ji)續發展。另外一(yi)(yi)個是(shi)碳(tan)排放迅速下降的(de)(de)快速轉(zhuan)(zhuan)型(xing)(xing)(xing)的(de)(de)情(qing)景(jing),它所(suo)對應的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)型(xing)(xing)(xing)路(lu)徑(jing)和(he)(he)《巴黎協定(ding)》規定(ding)的(de)(de)2℃目標(biao)要(yao)(yao)求是(shi)一(yi)(yi)致的(de)(de),但這(zhe)個路(lu)徑(jing)需要(yao)(yao)強(qiang)有(you)力的(de)(de)政(zheng)策干預(yu)和(he)(he)支持。
2018年,全世界一次能源消費(fei)總量(liang)是138.6億(yi)(yi)噸標(biao)準(zhun)油(you),按照世界人口75億(yi)(yi)計算,每人平均消費(fei)接近2噸標(biao)準(zhun)油(you)。從世界能源消費(fei)結構來(lai)看,石油(you)占比是33.6%,煤炭占比27.2%,天(tian)然氣(qi)占比23.9%,水(shui)電和核能分別(bie)是6.8%和4.4%,可再生(sheng)能源是4%左右。
現(xian)實情(qing)(qing)況是,能(neng)源(yuan)(yuan)行業的(de)(de)發(fa)展面(mian)臨雙(shuang)重挑戰(zhan),一(yi)方(fang)面(mian)是經濟(ji)發(fa)展需要更(geng)多的(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan),另一(yi)方(fang)面(mian)它需要更(geng)低(di)的(de)(de)碳排放,因此技術進(jin)步和(he)產業結構調整非常重要。與漸(jian)進(jin)性情(qing)(qing)景的(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)需求增(zeng)(zeng)長30%相比(bi),快(kuai)速(su)轉型情(qing)(qing)景由于能(neng)源(yuan)(yuan)效率提高和(he)更(geng)精心的(de)(de)管(guan)理,能(neng)源(yuan)(yuan)需求增(zeng)(zeng)量(liang)相對2017年會(hui)增(zeng)(zeng)加20%,但是結構會(hui)發(fa)生(sheng)巨(ju)大變化。到(dao)2040年快(kuai)速(su)情(qing)(qing)景之下(xia)煤(mei)炭比(bi)例甚至會(hui)降到(dao)7%,而可再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)會(hui)從2017年的(de)(de)4%升到(dao)29%,在整個(ge)能(neng)源(yuan)(yuan)結構里(li)非化石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)比(bi)例會(hui)升到(dao)44%。
對比漸進(jin)情(qing)景(jing)和快速(su)轉型情(qing)景(jing)的碳(tan)排放差額可以看到,電力工業(ye)承(cheng)擔的減碳(tan)任務最(zui)重,同時它(ta)也應該是最(zui)先實現低(di)碳(tan)轉型的一個行(xing)業(ye)。之所以會(hui)轉型,主要是氣(qi)候變化驅(qu)動的,氣(qi)候變化領域當前最(zui)重要的文件(jian)就是《巴黎協定》,它(ta)為能源低(di)碳(tan)發(fa)(fa)展(zhan)甚至為整個社會(hui)的發(fa)(fa)展(zhan)起到了(le)塑型作用(yong)。
全球:1.5℃溫升成熱潮
《巴黎協定》之所以(yi)達成,根本原因(yin)在于氣候變化是人類(lei)社會(hui)可持(chi)續發展(zhan)面(mian)臨的最大威(wei)脅,保護(hu)全球生(sheng)態安全、實現綠色(se)低(di)碳發展(zhan),已(yi)成為世界可持(chi)續發展(zhan)的核心議(yi)題。
《巴黎協(xie)定(ding)》重(zhong)申了2℃的(de)全球溫(wen)升的(de)控制(zhi)目(mu)標,同時(shi)提出要(yao)努力實(shi)(shi)現(xian)1.5℃的(de)目(mu)標。兩者盡管只差0.5℃,但是需要(yao)付出的(de)額外努力和成本(ben)非(fei)常大,對我(wo)們國家也有(you)重(zhong)要(yao)的(de)影(ying)響。同時(shi),它規定(ding)了未來實(shi)(shi)現(xian)這一(yi)目(mu)標的(de)步驟和輪廓(kuo):為(wei)了實(shi)(shi)現(xian)長(chang)期目(mu)標,締約方應(ying)該(gai)盡快(kuai)達到(dao)溫(wen)室氣體排放(fang)的(de)全球峰值,之后要(yao)求快(kuai)速下(xia)(xia)降。到(dao)21世(shi)紀(ji)下(xia)(xia)半葉,實(shi)(shi)現(xian)溫(wen)室氣體源的(de)人為(wei)排放(fang)與平衡,即所謂的(de)碳中和,大約會(hui)在2070年左右實(shi)(shi)現(xian)。
與一般的“自上而(er)下(xia)”分配指標(biao)的方(fang)式不(bu)同,《巴黎協定(ding)》采取的是(shi)“自下(xia)而(er)上”的方(fang)式,要求世界各國應制(zhi)定(ding)、通報(bao)并保(bao)持其“國家(jia)自主(zhu)貢(gong)獻”,通報(bao)頻率是(shi)每(mei)五年一次(ci),新的貢(gong)獻應比(bi)上一次(ci)有所加強,并且反(fan)映出(chu)該國可實現(xian)的最(zui)大力度。
減緩方面(mian),發(fa)達國(guo)(guo)家(jia)(jia)(jia)和(he)發(fa)展(zhan)中(zhong)國(guo)(guo)家(jia)(jia)(jia)有所區別,要求發(fa)達國(guo)(guo)家(jia)(jia)(jia)繼續提出(chu)全經濟范(fan)圍(wei)絕(jue)(jue)對(dui)量減排目(mu)標,鼓勵(li)發(fa)展(zhan)中(zhong)國(guo)(guo)家(jia)(jia)(jia)根據自身國(guo)(guo)情向全經濟范(fan)圍(wei)絕(jue)(jue)對(dui)量減排或(huo)者限排目(mu)標邁進。資(zi)金方面(mian),因(yin)為發(fa)達國(guo)(guo)家(jia)(jia)(jia)歷(li)史的責(ze)任,要向發(fa)展(zhan)中(zhong)國(guo)(guo)家(jia)(jia)(jia)提供(gong)資(zi)金支(zhi)持(chi),鼓勵(li)其他(ta)國(guo)(guo)家(jia)(jia)(jia)在自愿基礎上出(chu)資(zi)。
《巴(ba)黎協(xie)(xie)定(ding)(ding)》達(da)成了(le)“協(xie)(xie)定(ding)(ding)”加“決定(ding)(ding)”的(de)(de)(de)法律形式,具(ju)有(you)最大包(bao)容(rong)性(xing),照(zhao)顧(gu)了(le)各方的(de)(de)(de)核心關(guan)切(qie);堅持(chi)了(le)《公約》下,公平(ping)、共同但有(you)區別(bie)的(de)(de)(de)責任和各自能(neng)力原則,考慮不同國(guo)(guo)(guo)情(qing)等根本原則,確立了(le)“自下而上(shang)”的(de)(de)(de)模式,形成各方結合國(guo)(guo)(guo)情(qing)自主決定(ding)(ding)貢獻(xian)(NDC)的(de)(de)(de)局面;提出(chu)了(le)將(jiang)全(quan)(quan)球溫升控制(zhi)在2℃以內(nei),并爭(zheng)取控制(zhi)在1.5℃以內(nei)的(de)(de)(de)長(chang)期目標和全(quan)(quan)球低(di)碳、氣候韌性(xing)和可持(chi)續(xu)發展的(de)(de)(de)共同愿景。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)家主席習近平(ping)和時任美國(guo)(guo)(guo)總統奧巴(ba)馬為(wei)巴(ba)黎協(xie)(xie)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)達(da)成、簽(qian)署、生效和實施發揮了(le)關(guan)鍵(jian)作(zuo)用,做(zuo)出(chu)了(le)關(guan)鍵(jian)貢獻(xian)。
當前,《巴黎(li)協(xie)定(ding)(ding)》和實施細則已經(jing)(jing)基本達成,2020年后(hou)各(ge)方(fang)合作應對(dui)氣候(hou)(hou)變化的(de)制度(du)安排已經(jing)(jing)基本確(que)立,下一步主要的(de)任(ren)務就是(shi)落(luo)實在行動上和提(ti)高(gao)力度(du)。其中(zhong),處理好2℃和1.5℃目標的(de)關系(xi)特(te)別重要。現(xian)在呼(hu)吁1.5℃的(de)熱(re)潮不斷地涌(yong)現(xian)。今年9月(yue)(yue)份,聯(lian)(lian)合國(guo)秘(mi)書長(chang)古特(te)雷(lei)斯召開(kai)聯(lian)(lian)合國(guo)全(quan)球(qiu)氣候(hou)(hou)峰(feng)會,提(ti)升(sheng)(sheng)各(ge)國(guo)領導人的(de)政(zheng)治意愿,呼(hu)吁各(ge)方(fang)為(wei)實現(xian)溫升(sheng)(sheng)1.5℃提(ti)高(gao)力度(du)。今年12月(yue)(yue)初,聯(lian)(lian)合國(guo)全(quan)球(qiu)氣候(hou)(hou)變化大會將在西班牙召開(kai),將完成《巴黎(li)協(xie)定(ding)(ding)》第6條(tiao)市場機(ji)制未決問題(ti)的(de)談判(pan),主席國(guo)智利擬將推動各(ge)國(guo)提(ti)高(gao)力度(du)作為(wei)本次大會的(de)核心議題(ti)。
《IPCC1.5℃特別評估報告(gao)》認(ren)為,氣候變(bian)化(hua)已經(jing)不(bu)是(shi)未(wei)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)挑戰,而(er)是(shi)眼前(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)威脅。實(shi)現1.5℃溫(wen)升控制目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao),需要(yao)從現在起就要(yao)采取大規模的(de)(de)(de)(de)(de)減排措(cuo)施。如(ru)果按(an)(an)照2℃溫(wen)控目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao),2030年減排二氧化(hua)碳和2010年相比要(yao)下(xia)(xia)(xia)降(jiang)25%,1.5℃的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)則(ze)要(yao)下(xia)(xia)(xia)降(jiang)45%。2℃目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)要(yao)求在21世紀的(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)(xia)(xia)半葉(xie),即2070年左右要(yao)達到(dao)凈(jing)零(ling)排放(fang),而(er)按(an)(an)照1.5℃的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao),到(dao)2050年就要(yao)實(shi)現這一目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao),這意味著要(yao)提前(qian)20年實(shi)現凈(jing)零(ling)排放(fang)。需要(yao)指出的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),發達國家的(de)(de)(de)(de)(de)能源結構是(shi)偏低碳的(de)(de)(de)(de)(de),實(shi)現碳中和條件遠遠好于(yu)我(wo)國,所以實(shi)現1.5℃目(mu)(mu)(mu)(mu)標(biao)(biao)(biao)對我(wo)國的(de)(de)(de)(de)(de)壓力會非(fei)常大。
明年是一(yi)個關鍵年份,各方將根據(ju)《巴黎(li)協定》的要求,更新2020年后的自主貢獻目(mu)標(biao),提出(chu)到(dao)21世紀中葉的長期溫(wen)室氣體低(di)排放(fang)發展戰略。
中國:電力引領轉型
按照《巴黎(li)協定》的要求,2020年(nian)中國要向聯合國遞(di)交一個強化自主貢獻目標,以(yi)及到(dao)2050年(nian)的長期(qi)溫室(shi)氣體低(di)排放(fang)發展戰略。
我(wo)國能(neng)源(yuan)結(jie)構(gou)的(de)特(te)點決定了能(neng)源(yuan)轉型具有(you)天然的(de)難(nan)度。從結(jie)構(gou)角度來講,最顯著的(de)特(te)點就是煤炭(tan)(tan)長期占主導(dao)(dao)地(di)位,近年(nian)(nian)在國家的(de)引導(dao)(dao)之下(xia)逐漸下(xia)降。2018年(nian)(nian)煤炭(tan)(tan)消費(fei)占比是59%。2018年(nian)(nian)我(wo)國一次能(neng)源(yuan)消費(fei)總量是46.4億噸標準煤,人(ren)均能(neng)源(yuan)消費(fei)大概是世界(jie)平均數的(de)1.2倍,折合成標準油接近2.4噸。
在習近(jin)平主席生態文明思想指導下,中(zhong)國(guo)制定了(le)積極、有力度的(de)自主貢獻減排目標,推動能源革命,促進(jin)經濟(ji)轉型升級,中(zhong)國(guo)綠色低碳的(de)轉型正在穩(wen)步進(jin)行(xing)。
能源生產(chan)和消費革命戰(zhan)略(lve)(2016~2030)勾畫(hua)了我國(guo)未來能源的(de)(de)大的(de)(de)輪廓,制定了包括2030年碳排放達(da)峰,非(fei)(fei)化石(shi)能源的(de)(de)比例到(dao)2020年要(yao)達(da)到(dao)15%,2030年要(yao)達(da)到(dao)20%,2050年非(fei)(fei)化石(shi)能源占比要(yao)達(da)到(dao)50%等一系(xi)列(lie)目標。文件中也提出,電力工業到(dao)2030年要(yao)實現非(fei)(fei)化石(shi)能源發(fa)電占比達(da)到(dao)50%,這是一個(ge)非(fei)(fei)常嚴格的(de)(de)要(yao)求(qiu)。
要實現這樣的(de)(de)目(mu)標難度很大(da),可(ke)以用任(ren)重道遠來形容(rong)。首先,數字說起(qi)來很容(rong)易,但是(shi)每(mei)一個百(bai)分點都意味著巨大(da)的(de)(de)裝(zhuang)機容(rong)量。按(an)照上述規劃,中國發電容(rong)量的(de)(de)增(zeng)加(jia)是(shi)以10億千瓦(wa)來計算的(de)(de),所以將來可(ke)能是(shi)3倍甚至(zhi)是(shi)4倍當前的(de)(de)裝(zhuang)機容(rong)量。此(ci)外,即使按(an)照2050年50%非化石占比的(de)(de)規劃,我(wo)們(men)離《巴黎(li)協(xie)定》目(mu)標還是(shi)有差距(ju)的(de)(de)。
未來,能(neng)(neng)(neng)源消(xiao)費(fei)將(jiang)以(yi)電(dian)(dian)力為主體(ti),電(dian)(dian)力消(xiao)費(fei)總(zong)量也有比(bi)較大(da)的(de)(de)增(zeng)長空間;在(zai)電(dian)(dian)力供應(ying)側(ce)(ce),非化(hua)石能(neng)(neng)(neng)源占比(bi)將(jiang)快(kuai)速增(zeng)加;在(zai)電(dian)(dian)力需(xu)求(qiu)側(ce)(ce),終(zhong)端部門電(dian)(dian)氣化(hua)水平將(jiang)顯著提高;電(dian)(dian)力生產(chan)和輸送(song)的(de)(de)布(bu)局將(jiang)由(you)大(da)范圍資源優化(hua)配(pei)置逐步過渡(du)到大(da)范圍資源優化(hua)配(pei)置與(yu)分布(bu)式(shi)(shi)、就地平衡并舉;發電(dian)(dian)技術將(jiang)實現(xian)突(tu)破(po)性進展,并與(yu)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)技術、智能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)網(wang)、能(neng)(neng)(neng)源互聯網(wang)、多能(neng)(neng)(neng)互補體(ti)系(xi)(xi)、分布(bu)式(shi)(shi)用能(neng)(neng)(neng)系(xi)(xi)統(tong)等新(xin)技術和新(xin)模(mo)式(shi)(shi)協同發展,促進電(dian)(dian)力系(xi)(xi)統(tong)快(kuai)速向信息物理(li)深度融合、智能(neng)(neng)(neng)化(hua)演(yan)變。
清華大學的(de)研究(jiu)顯示,能源清潔低碳轉型的(de)行動時機對碳排放(fang)軌跡會有很大的(de)影響(xiang)。越晚(wan)行動,到2050年前剩余煤(mei)電(dian)/火電(dian)容量(liang)愈少,導致(zhi)電(dian)網(wang)可調度調峰(feng)容量(liang)缺乏;而(er)且晚(wan)行動會導致(zhi)煤(mei)電(dian)在(zai)短時間內大規模退(tui)役,帶來(lai)的(de)投資(zi)成本浪費和社會成本可能會很高。因此,建(jian)設新的(de)煤(mei)電(dian)項(xiang)目(mu)需要格外慎重,要避免(mian)成為擱淺(qian)資(zi)產。
需(xu)(xu)要(yao)(yao)指(zhi)出(chu)的(de)(de)是,煤電發展碳(tan)捕獲(huo)與(yu)封(feng)存(cun)(CCS)技(ji)術,捕碳(tan)率一(yi)般為90%,要(yao)(yao)實(shi)現(xian)凈零排(pai)放(fang),還需(xu)(xu)要(yao)(yao)負碳(tan)排(pai)放(fang)(BECCS)技(ji)術,但是生(sheng)物質資源(yuan)量是否(fou)足夠始(shi)終是有疑問的(de)(de)。另外,可(ke)(ke)再生(sheng)能源(yuan)的(de)(de)接入,會帶來(lai)跨(kua)區域輸電、儲能容量需(xu)(xu)求和投資規模的(de)(de)增加(jia),同時可(ke)(ke)再生(sheng)能源(yuan)高比例滲透,存(cun)在不同時間尺度(du)的(de)(de)挑戰,分布在電力系統規劃、運行(xing)、穩態(tai)、暫態(tai)等環節,不僅(jin)需(xu)(xu)要(yao)(yao)大(da)量的(de)(de)投資,還需(xu)(xu)要(yao)(yao)創新性解決方案。
總之,低碳能源(yuan)轉(zhuan)型已經(jing)成為全球發(fa)展的(de)(de)(de)共識和(he)主(zhu)格調,不可(ke)逆轉(zhuan)。我國能源(yuan)綠色低碳轉(zhuan)型已經(jing)在路上,但(dan)是以煤(mei)為主(zhu)的(de)(de)(de)能源(yuan)結構和(he)經(jing)濟(ji)持續增(zeng)(zeng)長使(shi)得能源(yuan)轉(zhuan)型任重道(dao)遠(yuan)。1.5℃溫升控制目標對我們國家的(de)(de)(de)挑(tiao)戰和(he)壓力是巨大的(de)(de)(de)。電力工業(ye)在全社會碳減排中擔負(fu)著特殊重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)作用(yong),它(ta)是先行(xing)者(zhe),也(ye)是調節(jie)器。電力工業(ye)低碳轉(zhuan)型存(cun)在著許多技術和(he)經(jing)濟(ji)挑(tiao)戰,一方面需要(yao)(yao)創新(xin),搶占技術制高(gao)點(dian),增(zeng)(zeng)強核心競爭(zheng)力。另(ling)一方面也(ye)需要(yao)(yao)進(jin)行(xing)前瞻性的(de)(de)(de)研(yan)究和(he)政(zheng)策部署。