專訪中國工程院院士、國家氣候變化專家委員會名譽主任杜祥琬:碳達峰不是衝高峰,國內可再生能源利用率不足1/10

中國碳達峰的基本路徑是,通過降低碳排放強度來實現碳排放總量達峰,這一方面要降低能源強度,另一方面要調整產業結構與能源結構。

中國提出的“雙碳”目標拉開了一場廣泛而深刻的經濟社會變革的大幕。

近日,中國碳中和50人論壇成員、中國工程院院士、國家氣候變化專家委員會名譽主任杜祥琬接受21世紀經濟報道專訪時指出,“雙碳”目標的提出,是中國對全球應對氣候變化的莊嚴承諾,也是中國推動經濟轉型升級的內在需要。

杜祥琬認爲,中國碳達峰的基本路徑是,通過降低碳排放強度來實現碳排放總量達峰,這一方面要降低能源強度,另一方面要調整產業結構與能源結構。

防止地方發展高耗能產業衝動

《21世紀》:如何看待中國提出的“雙碳”目標,其實現難度如何?

杜祥琬:“雙碳”目標的提出,是中國對全球應對氣候變化的莊嚴承諾,也是中國推動經濟轉型升級的內在需要。

從全球看,發達國家大都承諾了2050年甚至更早的碳中和時間表。根據“共同但有區別”的原則,我們確定了2060年碳中和的目標,但實現這一目標需要付出非凡的努力。

首先,從發展階段上看,發達國家大都完成了工業化,中國仍是發展中國家,尚未完成工業化。其次,發達國家從碳達峰到碳中和,短的有45年,長的有70年,而中國只有30年時間。再次,當前中國經濟產業偏重、能源偏煤、效率偏低,多年來形成的高碳路徑依賴存在較大的慣性。

事實上,調整經濟、能源結構,提升效率與整個中國經濟轉型升級的方向是高度一致的。十八大以來,中國提出綠色發展、循環發展、低碳發展,生態文明建設上升爲國家戰略,2014年中國提出能源革命,這與2020年提出的“雙碳”目標都是一脈相承的。

《21世紀》:不同於很多發達國家的自然達峰,中國先行提出了碳達峰的目標,在中國碳達峰過程中會有哪些不同?

杜祥琬:中國碳達峰的基本路徑是,通過降低碳排放強度來實現碳排放總量達峰,這一方面要降低能源強度,另一方面要調整產業結構與能源結構。

能源強度上,近十年來,中國生產同一單位GDP所使用的能源從世界平均水平的2倍縮小到1.3倍左右,如果進一步縮小到1倍,中國生產同等規模GDP付出的能源就可以再減少30%。現在全國一年能源消費總量約爲50億噸標準煤,達到世界平均水平就意味着同等GDP可以少用十幾億噸標準煤。

產業結構上,當前最大的問題是高耗能產業比重過高,中國的鋼鐵水泥產能佔了全球一半以上,前些年開始,這些行業大都出現了產能過剩的跡象。如果這些高耗能行業不再新增產能,單位產能能耗也逐步下降,實現碳達峰是可行的。比如,最近寶武鋼鐵提出要到2023年實現碳達峰,實際上中國已提出今年的粗鋼產量要實現同比下降,而噸鋼煤耗哪怕只下降一點,就可以實現碳達峰了。

能源結構上,現在非化石能源佔一次能源的比重爲15.9%,2025年大約能到20%,2030年的目標是達到25%,隨着能源結構的持續優化,實現碳達峰也是可行的。

《21世紀》:你最近提出碳達峰不是衝高峰,能否介紹下爲何會有這種顧慮?

杜祥琬:我們絕不能把碳達峰理解成爲“現在儘量用得高一點”,尤其要防止一些地方借碳達峰來攀高峰、衝高峰,關鍵是要防止地方發展高耗能產業的衝動。

解決這一問題,要把2030碳達峰目標與其他目標結合起來。中國提出,到2030年二氧化碳排放強度比2005年要下降65%,將兩者統一起來理解可以發現,中國碳達峰的峰值範圍大約在105-110億噸二氧化碳,而絕不是在2030年前通過沖高峰“爭取更大的空間”。

同時,碳達峰也不是要通過壓減中國的發展空間來實現,這一點也很重要。

《21世紀》:中國是全球第一大製造大國,也是能源消費大國,“雙碳”目標是否會影響中國經濟的增長?如何平衡減排與經濟發展之間的關係?減排是否會影響能源安全?

杜祥琬:中國提出“雙碳”目標的出發點是爲了高質量發展,而不是壓發展。中國推動低碳轉型和高質量發展、保障能源安全是並行不悖的,而且其方向是一致的。

能源方面,中國的碳中和進程充分考慮了滿足一定幅度增長的需要,“十四五”時期,中國能源消費總量年均複合增速可能會達到2%。不過從發達國家經歷看,發展到一定程度後,能源增長率趨於減緩是一個普遍現象。

同時,中國提出,“十四五”時期要嚴格控制化石能源消耗量,“十五五”時期逐步推動化石能源的替代,這個提法是很有分寸的。

相較傳統的油氣能源,中國的可再生能源是可以自己掌控的,它不受制於國際地緣政治的變化,隨着後者比重的上升,中國的能源安全和獨立是在不斷加強的。

可再生能源利用率不足1/10

《21世紀》:中國的能源供給結構存在“多煤、缺油、少氣”的問題,雙碳目標意味着這種結構將發生怎樣的改變?

杜祥琬:這個說法本身是有問題的,它只看到了化石能源,我們還有豐富的可再生能源,後者不僅儲量巨大,而且成本正在快速下降,現在必須重新認識我國的能源稟賦情況。

目前,中國已經開發的風能、太陽能均不到技術可開發量的1/10,還有9/10的巨大潛力,技術可開發資源量已經除去了各種地理的、社會的不便開發的那部分資源。如果再加上可觀的生物質能、地熱能、海洋能、固廢能源化等,我國可再生能源的資源量是非常豐富的。

《21世紀》:目前可再生能源的利用率不到技術可開發量的1/10,其原因是什麼?

杜祥琬:應當說,技術和成本並不是最主要的問題,最重要的是觀念、政策與執行上的問題。

我接觸東部的一些地方經常說,當地沒有能源,電力負荷很重,但事實上當地海上風電、分佈式光伏的資源是非常豐富的,對他們而言,最關鍵的是要扭轉資源稟賦的觀念。

一個積極的現象是,觀念的改變與政策的推動正在加速。“風往高處走,光往屋頂走”,可再生能源開發技術正在逐漸成熟,並得到市場的認可。

我最近在浙江看到一個公司一家就裝了40萬戶屋頂光伏。中國的建築面積大概是650億平方米,其中可以用的大概是200多億平方米,哪怕一半能裝上光伏,就能帶來15億千瓦的電力,而現在風光加在一起才5億千瓦。

不光是房頂,還有高速公路、鐵路、橋樑等,它們的面積可能數倍於屋頂,現在都沒有利用起來,如果有國家政策的推動,比如搞一個BIPV(光伏建築一體化)工程,其開發潛力是巨大的。

《21世紀》:相對於傳統煤電,這類可再生能源發電的成本與經濟性如何?

杜祥琬:前些年成本高一點,只要成本高市場接受度就不高。但是,近年來可再生能源的成本快速下降,現在已經基本實現平價,而且成本還在進一步下降。

目前主要是海上風電貴一點,這是因爲其工程量較大,難度與成本較高,但是海上風電的年運行小時數可達4000以上,可以提供穩定輸出。

《21世紀》:在過去十年間,可再生能源的發電成本出現了明顯下降,而煤電等傳統能源的成本卻並未下降,其原因是什麼?

杜祥琬:主要因素是技術進步,比如說太陽能電池的成本主要來自硅等材料,生產高純度硅需要成本,但隨着材料科學和工藝的不斷進步,出現了薄膜電池,需要的硅不斷減少,成本就降下來了。另一個因素就是規模化,隨着可再生能源產業的形成,規模越大成本越低。

可再生能源在本質上並非只是一種自然資源——當然,自然資源稟賦是前提——更是一種技術進步支撐的開發能力。可再生能源開發量值的大小,與技術開發能力密切相關。

《21世紀》:此前出現過光伏泡沫等問題,未來是否會再度出現這種情況?如何看待補貼問題?

杜祥琬:現在這些補貼已經慢慢退坡了。在可再生能源發展的一定階段,補貼是有積極意義的,但最終這些企業還是要靠自己走路,隨着市場接受度的提升,產業化、規模化的形成,以及成本的下降,補貼應該逐步退出。

至於泡沫問題,這是新技術成熟曲線上的普遍現象,歷史上的光伏泡沫問題主要出在核心技術和市場上,那個時候中國的太陽能產業“兩頭在外”,源頭技術在外,市場也在外,一旦外部市場出現問題,整個產業都會受到很大的衝擊。

但是,現在情況已經發生了改變,歷經大浪淘沙,如今我們已經掌握了核心技術,形成了完備的製造體系與產業鏈,隨着國內綠色轉型的推進,中國本身的市場需求不斷擴大,國內市場正在成爲主體。

能源結構調整重塑區域經濟

《21世紀》:在“雙碳”目標推進過程中,可再生能源將扮演怎樣的角色?

杜祥琬:在本世紀初,它們的角色是“微不足道”,如今是“舉足輕重”,而在不久後將變爲“擔當大任”。

此前召開的中央財經委員會第九次會議上明確提出,構建以新能源爲主體的新型電力系統。這意味着中國的電力系統正從化石能源爲主全面轉向新能源爲主。

目前新能源發電在電力體系中的比重不足30%,其中風能和光能大概是5億千瓦的裝機量,其發電總量佔比大約只有10%。中國距離以新能源爲主體的新型電力系統還有一段距離,但新能源比重的持續提升是非常明確的方向。

《21世紀》:目前國內可再生能源棄風、棄光問題現狀如何?在提升可再生能源比重過程中,將如何解決這一問題?

杜祥琬:近年來棄風、棄光問題已經得到明顯的改善,事實上整個風能、太陽能發電規模並不大,進一步提升消納能力是完全可以做到的。

但是,風電和光電100%的消納並不是我們追求的目標,我們的目標是逐步擴大風、光等發電規模,提高可再生能源發電的比重,在此過程中儘可能地減少棄風、棄光現象。

這一方面需要在電源側大力發展儲能技術,將多餘的電力儲存起來,減少對電網的衝擊;另一方面,需要推動智能電網改造,增加電網的靈活消納能力。

《21世紀》:可再生能源如何解決能源生產與消費在時間上不匹配的問題?

杜祥琬:可再生能源的生產具有間歇性,不光有日夜間的差別,還有季度性的差別。解決這一問題需要將可再生能源發電和儲能、智能電網相結合。

儲能是解決供需時間不平衡的主要手段,目前已經形成多條技術路線,在物理儲能上,已出現抽水、壓縮空氣等方式;在化學儲能上,通過各類新能源電池可以解決日間的供需不平衡問題;而制氫儲能可以調節更長週期的供需波動。

在供給端,我們需要多能源互補協調,現在國內電力佔比最大的是煤電,可以推動一部分煤電廠的靈活性改造,實現可再生能源發電的削峰填谷,由於煤電生產是可以自主調控的,可以根據新能源發電的多少進行互補調節,你多我少,保證電力的穩定輸出。

同時,我們也需要做好需求側管理,比如一些機器的充電,可以利用數字化管理和市場化手段進行需求端調控。

這件事在技術上問題並不大,在很大程度上是一個政策問題和管理問題 ,需要一個頂層設計,協調各方行動與利益,同時也需要數字化的管理手段。

《21世紀》:在碳中和進程中,能源結構的調整將對中國區域經濟帶來怎樣的影響?

杜祥琬:從地域上看,東部是能源電力的主要負荷區,我們不能完全依賴西電東送,要推動電從“遠方來”和“身邊來”相結合,這需要發展分佈式的太陽能、風能,配上一些小的儲能,形成可以獨立運行也可以與電網互動的微網,在本地達到平衡,儘可能減少對電網的壓力。

部分中西部地區在能源結構調整中可能面臨一定挑戰。比如,在內蒙古、陝西、寧夏能源“金三角”,富餘的煤電面臨轉型,這些地方除了煤炭豐富之外,也有非常豐富的風能、太陽能,完全可以做一個比現有裝機量多出數倍的可再生能源電力體系,通過“風光氫儲”相結合來替代煤電。

中西部豐富的可再生能源如何用?我覺得有兩個出路,第一是東部確實有需要的時候,通過供需協調,繼續推進西電東送;第二是將一些必要的高耗能產業放在西部,通過產業的轉移,加快中西部經濟的發展,這一方面可以實現中西部可再生能源的自發自用,另一方面也有利於解決中國區域經濟發展不平衡的問題。

(作者:夏旭田,繳翼飛 編輯:李博)