丁仲禮院士：深入理解碳中和的基本邏輯和技術(shù)需求

鋼鐵快報：我國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。自此之后，我國各地掀起一股爭取實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的熱潮，并為此作了大量人力和物力的投入。這表明我國上上下下對這個“雙碳”目標(biāo)的態(tài)度是十分嚴(yán)肅的，國際社會應(yīng)該對我們這個“需要在不長時期內(nèi)作出世上規(guī)模最大的碳減排”的國家有充分信心。

鋼鐵快報：根據(jù)我們國家的能源資源稟賦以及目前所處的發(fā)展階段，要真正在2060年前實現(xiàn)碳中和，困難非比尋常。這里面最大的困難是我們尚沒有全面支持從“高碳社會”向“碳中和社會”轉(zhuǎn)型的技術(shù)體系，因而綠色低碳的產(chǎn)業(yè)體系還需要在研發(fā)大量新技術(shù)的基礎(chǔ)上才能逐步得到發(fā)展和確立。

鋼鐵快報：近一個多世紀(jì)以來，自然界的碳排放比之于人為碳排放，對大氣二氧化碳濃度變化的影響幾乎可以忽略不計。

鋼鐵快報：我們的經(jīng)濟社會運作體系，即使到有能力實現(xiàn)碳中和的階段，一定會存在一部分“不得不排放的二氧化碳”，對它們一方面還會有54%左右的自然固碳過程，余下的那部分，就得通過生態(tài)系統(tǒng)固碳、人為地將二氧化碳轉(zhuǎn)化成化工產(chǎn)品或封存到地下等方式來消除。只有當(dāng)排放的量相等于固定的量之后，才算實現(xiàn)了碳中和。由此可見，碳中和同碳的零排放是兩個不同的概念，它是以大氣二氧化碳濃度不再增加為標(biāo)志。

鋼鐵快報：中國的碳中和需要構(gòu)建一個“三端共同發(fā)力體系”。第一端是電力端，即電力/熱力供應(yīng)端的以煤為主應(yīng)該改造發(fā)展為以風(fēng)、光、水、核、地?zé)岬瓤稍偕茉春头翘寄茉礊橹鳌５诙耸悄茉聪M端，即建材、鋼鐵、化工、有色等原材料生產(chǎn)過程中的用能以綠電、綠氫等替代煤、油、氣，水泥生產(chǎn)過程把石灰石作為原料的使用量降到最低，交通用能、建筑用能以綠電、綠氫、地?zé)岬忍娲?、油、氣。能源消費端要實現(xiàn)這樣的替代，一個重要的前提是全國綠電供應(yīng)能力幾乎處在“有求必應(yīng)”的狀態(tài)。第三端是固碳端，可以想見，不管前面兩端如何發(fā)展，在技術(shù)上要達(dá)到零碳排放是不太可能的，比如煤、油、氣化工生產(chǎn)過程中的“減碳”所產(chǎn)生的二氧化碳，又比如水泥生產(chǎn)過程中總會產(chǎn)生的那部分二氧化碳，還有電力生產(chǎn)本身，真正要做到“零碳電力”也只能寄希望于遙遠(yuǎn)的將來。因此，我們還得把“不得不排放的二氧化碳”用各種人為措施將其固定下來，其中最為重要的措施是生態(tài)建設(shè)，此外還有碳捕集之后的工業(yè)化利用，以及封存到地層和深海中。

鋼鐵快報：（1）未來要實現(xiàn)能源消費端對化石能源的綠電替代和綠氫替代；（2）從世界大部分先發(fā)國家走過的歷程看，人均GDP從一萬美元到三四萬美元之間，人均能源消費量還會有比較明顯的增長；（3）風(fēng)、光等波動性能源的“出工能力”只有傳統(tǒng)火電的三分之一左右，那么我國2060年前的裝機容量至少需要60億到80億千瓦。

鋼鐵快報：（1）光伏發(fā)電技術(shù)雖已發(fā)展到可平價上網(wǎng)的程度，但這類技術(shù)在降成本、增效率上還有潛力可挖；（2）太陽能熱發(fā)電技術(shù)對電網(wǎng)友好，既可保證穩(wěn)定輸出，也可用于調(diào)峰，但目前發(fā)電成本過高，未來應(yīng)在材料、裝置上尋求突破；（3）風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也基本具備平價上網(wǎng)的條件，未來要在大功率風(fēng)機制造、更高空間風(fēng)力的利用、更遠(yuǎn)的海上風(fēng)電站建設(shè)上下功夫；（4）地?zé)岱植紡V、總量大，但能量密度太低，如要將地?zé)嵊糜诎l(fā)電，還得重點突破從干熱巖中提取熱能的技術(shù)；（5）生物質(zhì)能也是可再生能源，目前生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)是成熟的，但其在總的電力供應(yīng)上的占比較為有限；（6）海洋能和潮汐能的總量不小，但其利用技術(shù)有待進步；（7）傳統(tǒng)的水電我國開發(fā)程度已經(jīng)較高，未來在雅魯藏布江、金沙江上游開發(fā)上還有較大潛力。

鋼鐵快報：要達(dá)到碳中和，核電還得較大程度地發(fā)展，因為核電應(yīng)作為“穩(wěn)定電源”的重要組成部分。此外，火電還得在“穩(wěn)定電源”“應(yīng)急電源”“調(diào)節(jié)電源”方面發(fā)揮作用，正因為如此，“無碳電力”在很長時期內(nèi)是難以實現(xiàn)的，除非我們把火電站排放出的二氧化碳收集起來再予以封存或利用。

鋼鐵快報：（1）遠(yuǎn)距離的輸電規(guī)模將在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上增加數(shù)倍，意味著要把西部的清潔電力輸送到東部消納區(qū)，輸電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求巨大；（2）為了統(tǒng)籌、引導(dǎo)大空間尺度上的發(fā)電資源和用戶需求，大電網(wǎng)應(yīng)是基本形態(tài)；（3）貼近終端用戶（如工業(yè)園區(qū)、小城鎮(zhèn)等）的分布式微電網(wǎng)建設(shè)將受到重視，并將成為大電網(wǎng)的有效補充；（4）為解決波動性強的可再生能源占比高、電力電子裝置比例高的特點，需要在電網(wǎng)的智能化控制技術(shù)上實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

鋼鐵快報：在能源消費端用綠電、綠氫等替代煤、油、氣，從理論上講是不難做到的，但工藝和設(shè)備的再造重建絕不是一件簡單的事。同時我們也可以想象，這樣的替代和重建一定會增加最終消費品的成本。所以說，替代和重建需要時間。

鋼鐵快報：用二氧化碳作為工作介質(zhì)，既起到開采干熱巖熱量的作用，又可把部分二氧化碳封存于地下。

鋼鐵快報：深海對二氧化碳的溶解保存能力是巨大的。

鋼鐵快報：如果屆時實現(xiàn)碳中和有“缺口”，政府將對人為工業(yè)化固碳予以補貼，爭取每年達(dá)到3億—5億噸二氧化碳的工業(yè)化固碳與地質(zhì)封存。以中國的工業(yè)技術(shù)發(fā)展速度，這個假定還是相對“保守”的。

鋼鐵快報：美國2025，加拿大1522，英國1209，俄羅斯848，歐盟27國713，日本575，墨西哥295，中國190，巴西107，印度58，全球人均累計為375，中國迄今為止只有全球人均的一半，不到美國的十分之一。

鋼鐵快報：中國100，美國52，歐盟27國30，印度25，俄羅斯16，日本11。如果考慮人均，那么有第四組數(shù)據(jù)（2016年到2020年人均排放，以噸二氧化碳為單位），具體是：美國15.9，加拿大15.3，俄羅斯11.4，日本9，中國7.2，歐盟27國6.6，巴西2.3，印度1.9。從以上四組數(shù)據(jù)可知，我國最近幾十年的發(fā)展具有壓縮性特征，故目前的人均和國別排放數(shù)據(jù)比較高，這也是掌握話語權(quán)的西方媒體不斷給我國戴上“最大排放國”，甚至是“最大污染國”帽子的所謂“理由”。但如果考察人均累計排放，我國對全球的“貢獻”非常小。另外，我國的人均GDP已達(dá)全球平均水平，而人均累計排放只是全球的一半，這還是在我國能源以煤炭為主、每年凈出口大量制造業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上達(dá)到的，由此說明我國絕不是如一些研究者所說的是“能源資源消耗型”經(jīng)濟體。

鋼鐵快報：美國15.4，德國7.6，加拿大7.5，日本7.4，俄羅斯7.0，英國5.7，法國4.4，中國2.7，巴西1.5，印度1.1。這組數(shù)據(jù)說明，世界上一些國家只是“生存型碳排放”，而有的國家早已進入“奢侈型”或“浪費型”國家行列！

鋼鐵快報：《黨委中心組學(xué)習(xí)》2022年第4期）

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。