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一文详细了解“碳中和”

时间:2020-12-23 11:56 点击次数:
碳中和是指国家、企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。
 
“碳中和”由来
 
《新牛津英语字典》公布二零零六年的年度字汇为「carbonneutral」,意思为「碳中和」。在二零零七年版的《新牛津英语字典》中,「carbon neutral」这个字正式编列到字典当中。「碳中和」这个词是通过指计算二氧化碳的排放总量,然后通过植树等方式把这些排放量吸收掉,以达到环保的目的。获选《新牛津英语字典》的二零零六年年度字汇,主要原因在于它已经从最初由环保人士倡导的一项概念,逐渐获得越来越多民众支持。
 
2007年10月欧洲摇滚音乐爱好者举办了一次环保音乐节,他们在活动中推行了折椅环保方法。从而使“碳中和”这一词让更多的人所熟知。
 
外来词“碳中和”,自然让人想起中国传统的“致中和”。《中庸》云:“喜怒哀乐之未发,谓之中;发而皆中节,谓之和。”“致中和,天地位焉,万物育焉。” “致中和”是三个多么美好的字眼,但要达到天人合一,达到万物皆育,达到和谐之境,确实也不容易。为了经济增长,我们付出的资源环境代价已经太大;今天如何使人与自然和谐相处、如何全方位达到“碳中和”,是一个很严峻的现实问题。
 
“碳中和”意味着社会活动引起的碳排放和商业碳汇等活动产生与从空气中吸收的二氧化碳的量相等。实际生产生活中不可能不排放二氧化碳,即使电力行业实现了全额可再生能源,但其他行业很难做到生产过程的零排放(包括可再生能源制造过程),还有其他例如水泥生产的导致碳排放等。“碳中和”的概念就是可以通过拥有等量碳汇或者国外的碳减排信用抵消自身的碳排放,使净碳排放接近零。
 
 
实现“碳中和”,从排放端必须考虑工业和电力的能源效率、可再生能源的使用,但受资源、技术局限或安全、经济等因素,部分排放并不能完全避免,其中一方面可以通过森林、海洋等碳汇进行自然吸收,同时还需要一定量的人工碳汇,比如碳捕获、利用和封存技术(CCUS)等。
 
 
名人活动
 
2003年,美国电影演员迪卡普里奥就付钱在墨西哥植树,用于抵消他制造的二氧化碳。迪卡普里奥因此宣称自己是美国第一个碳补偿公民。
 
2005年,好莱坞影片《辛瑞那》成为第一部碳补偿影片。
 
美国前副总统戈尔2006年执导纪录片《难以忽视的真相》时也计入了碳补偿成本。
 
2006年,《新牛津美国字典》将“碳补偿”评为当年年度词汇。“碳补偿”当选年度词汇,见证了日益盛行的环保文化如何“绿化”人类语言。
 
2009年3月9日,周迅以联合国开发计划署中国区亲善大使的身份出现在北京倡导碳补偿活动见面会,并自掏腰包购买可抵消08年的航空里程量的二氧化碳所需要的238颗树苗。除了倡导低碳生活新方式外,周迅表示生活中不使用一次性筷子、自带水杯、随手关灯都是身体力行参与环保的好习惯。
 
 
 
公众和政府行为
 
2007年3月31日晚上7:30悉尼开始停电一小时,以此警醒世人,全球变暖已经是现实,每个人都应该为此做些什么。
 
美国前副总统戈尔执导纪录片《难以忽视的真相》计入了“碳中和”成本。
 
英国最大的零售商特斯科超市宣布,超市内商品将贴上显示“碳足迹”的标签,告诉消费者,生产、加工、运输这些商品产生的二氧化碳总量。
 
英国在阿什顿-海耶斯建立第一个“碳中和”村,激发了英伦三岛上无数环保组织的灵感和热情。
 
2009年8月5日,中国第一个碳中和企业诞生。2009年8月5日,天平汽车保险股份有限公司成功购买奥运期间北京绿色出行活动产生的8026吨碳减排指标,用于抵消该公司自2004年成立以来至2008年底全公司运营过程中产生的碳排放,成为第一家通过购买自愿碳减排量实现碳中和的中国企业。
 
2009年11月17日,中国首笔企业间碳中和交易完成。2009年11月17日,上海济丰包装纸业股份有限公司(以下简称“上海济丰”)委托天津排放权交易所以上海济丰的名义在自愿碳标准(VCS)APX登记处注销一笔6266吨的自愿碳指标(VCU),并向厦门赫仕环境工程有限公司(“厦门赫仕”)支付相应交易对价。由此,国内首笔碳中和交易完成。
 
2009年11月25日,中国国务院常务会议决定了到2020年控制温室气体排放的行动目标:到2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%—45%,作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划,并制定相应的国内统计、监测、考核办法。
 
2018年8月1日,四川省举行了“碳中和”项目启动仪式,计划于2018年10月在成都龙泉山城市森林公园建设500亩“碳中和”林,用20年时间增加碳汇,用以完全抵消本次会议产生的921吨碳排放总量。
 
 
2019年10月,第一期全国A级旅游景区质量提升培训班近日在陕西举办,并成为全国首个碳中和景区培训班。根据专业核查机构计量,本期培训班在交通出行、住宿、餐饮、消耗品等方面产生的温室气体共计68.92吨二氧化碳当量,由兴博旅(北京)文化发展中心向中国绿色碳汇基金会捐资进行碳中和。将组织在四川省种植5亩碳汇林,抵消培训期间产生的温室气体排放。
 
第二十四届联合国气候变化大会(UNFCCC COP24波兰·卡托维兹)中国代表团及所有参加“中国角”边会的中方人员对参加会议产生的温室气体排放通过绿豆芽完成了碳中和。
 
2020年9月22日,在七十五届联合国大会一般性辩论上,国家主席习近平提出我国将争取在2060年前实现“碳中和”。目前我国的年碳排放量约为160亿吨,简言之,就是要在40年间使我国的净排放从100亿吨变为0亿吨。我国拥有全球最大的能源系统(生产和消费),化石能源在一次能源中所占比例目前在85%左右。“碳中和”这一雄心勃勃的计划会为我国带来怎样的机遇与挑战?备受关注。
 
2060年“碳中和”路径
 
“碳中和”的基本公式为:商业活动导致的碳排放=碳汇总量+碳信用总量。我们需要考虑的技术不仅仅是节能减排技术,同时还要考虑负碳排放技术。根据麦肯锡推出的温室气体减排成本曲线,可以对各类减排的技术与手段的先后顺序进行相应的排序。每个阶段都有很多的减排途径,这个顺序应是综合考虑各类减排措施的成本效益与实施难易度来决定的。可以将“碳中和”路径大致分为三个阶段:
 
阶段I(2020年-2030年)。主要目标为碳排放达峰。
 
阶段II(2030年-2045年)。主要目标为快速降低碳排放。
 
在阶段III(2045年-2060年)。主要目标为深度脱碳,参与碳汇,完成“碳中和”目标。
 
 
为何会进行如上的排序?首先需要了解中国的碳排放产业分布。中国已经是一个高度工业化的国家,碳排放大部分是来自于发电和工业端,交通行业也占有一定的份额,而农业、商业与居民排放占比较小。因此,在这巨大的体量上,应当优先对占有83%的碳排放量的第二产业入手,由简入繁。
 
一个有效的减排路径一定是从减排成本最低的方向、最容易操作的地方下手,目前而言,我国的能源使用效率仍然比较低,大部分工厂的节能项目的投资回收期较短,相比于工厂设备的寿命,这使得不少节能项目本身就有经济收益,唯一需要考虑的是降低信息不对称,规范好节能市场;而新能源板块,无论是新能源发电还是电动、混动汽车,其成本发电成本与全寿命周期成本快速下降,能够做到具有市场竞争力,在市场中大规模自发替代火电厂或者传统汽车或许在十年间就能开始,接下来就是行业的快速发展。因此,近二十年的新能源项目或许将呈现指数型增长。
 
当中国的碳排放达峰并开始下降以后,这种本身具有经济效益的节能减排的项目将会变得很少,致使节能带来的减排空间缩小,此时是新能源与传统能源的替代过程,因此,在碳排放从达峰到逐渐下降的过程中,减排的主力新能源对传统一次化石能源的替代技术。由于火电厂一般都具有50年以上的寿命周期,即使不再新建火电厂,已经建成的火电厂也将继续发挥着供能的作用,这时大部分排放仍来自于燃煤电厂、同时也有部分工业/民用天然气和水泥等工厂的工艺排放。
 
在深度脱碳的过程中,需要额外资本加入,就像对新能源的巨额投资与补贴一样。为了保证“碳中和”,必须要解决发电端的碳排放,因此CCUS技术在此时必须急速扩张,不过深度脱碳过程应当在2045-2050年左右开始,基于前期的技术积累和创新,此时CCUS的单位减排成本应该可以大幅度下降。
 
2060年能源供给体系与技术
 
“可再生能源+储能”的能源供给体系。2060年随着电力技术的发展、电网设施的完善、电动汽车的普及,中国大部分的能源消耗都来自于电力,而非化石能源。而煤炭、石油、天然气等矿产的主要去向从燃烧提供电力和动力,变为了原材料,提供给橡胶、塑料等化工品,而这一部分的能源使用在较长的时间范围内只会造成很少的碳排放。
 
 
由于未来的能源供给体系是以电力为主,因此,电源结构的清洁与否变得至关重要。储能技术与可再生能源发电的结合应用,可能是实现未来可再生能源大规模应用的重要手段。将储能与可再生能源发电技术相结合成为一个联合系统,可以减少波动和增强电力系统的灵活性。由于风电、光伏出力的不可控性,当可再生能源大规模并网以后,对电网的调度会有较大的影响,可能造成电网电压、电流和频率的波动,直接影响电网的电能质量,导致用电设施寿命折损等问题。此时,能够对电力需求峰谷进行适时调节的储能放能设备尤为重要,储能设施是首位的。
 
因此,2060年的能源供给体系将会以“可再生能源+储能”的方式存在。这套供给体系既能有效降低碳排放,达到中国“碳中和”目标,又能提供安全稳定的电力能源。
 
2060年中国将“碳中和”和基本上替代火力发电、工业能源消费、燃油汽车,并且基本完成建筑零排放。但是仍有部分能源消费及碳排放是无法替代的,因此,可以预测2060年中国的“碳中和”目标下的碳排放来源与碳汇项目。碳排放包含无法用其他能源替代的能源消费,例如航空和航海过程中的碳排放、作为工业原料的能源导致的碳排放、少量畜牧业带来的碳排放。碳汇包含基于自然的碳汇(植树造林,退耕还林等)以及碳捕获与封存。
 
 
2060“碳中和”对中国的机遇与挑战
 
中国在实现“碳中和”目标的过程中,会带来就业、可持续发展的方面巨大的机遇,同时也将迎来巨大的挑战。无法否认的是,随着“碳中和”目标的设定,在阶段I和阶段II时期内,大部分新能源行业、储能行业与节能行业将会迎来发展的春天。对这些行业进行投资或许都将有长期收益,包括节能技术、节能设备、新能源车产业链、光伏/风电产业链等。2019年,非化石能源(水电+可再生能源)装机量占比达到42.0%,发电量占比达到32.7%。2019年各种能源的装机容量增长率分别为:水电1.5%、火电4.%、核电9.1%、风电和太阳能分别是13.5%和17.1%。在“碳中和”目标提出之后,新能源的发展需要提速。
 
 
阶段III期间,届时正在进行深度脱碳的过程,各类负排放技术才正式大量启用,CCUS产业链可能要到10年后才能迎来增长的爆发期,但是依旧会带来充足的就业以及周边产业链。其他如造林,农林废弃物利用,垃圾资源化利用行业也会迎来增长。
 
 
目前,部分发达国家已经通过立法和政策的形式提出了“碳中和”目标,如法国、德国、英国、加拿大等。作为四个最大排放国家中,中国是第一个提出“碳中和””目标的国家,无疑会对其他碳排放大国带来压力,加快全球的减排进程。在我们不断向”碳中和”目标迈进的过程中,将有机会增进与其他国家(欧洲国家可能会更有意愿)的交流与对话,进一步提升国际影响力;另一方面,在中国领先的减排领域与其他发展中国家展开经济技术合作,还能实现互惠互利、合作共赢。
 
 
如果要实现2060年的“碳中和”目标,相应的政策与法律法规的出台与执行是保证“碳中和”目标达成的必要条件,将”碳中和”目标列入未来四十年发展目标中,使中国”碳中和”的承诺有法可依、有据可循;从“十四五”规划开始,在未来四十年的各个五年规划中开始布局,提出阶段性的减排目标,并配以相应的减排政策支持。
 
但是,基于以往的碳减排政策对经济的影响,我们认为40年内达到“碳中和”对中国经济来说,是挑战和机遇并存。尽管受到中美贸易战、新冠肺炎疫情等因素的影响,中国总体发展态势并没有受到影响。由于新能源起步较晚而存在后发优势,随着深度减排的到来,不少领域中国会走在世界的前列。
 

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