氣(qi)候變化是人類社(she)會可(ke)持續發展(zhan)面臨的最大(da)威(wei)脅,《巴黎協(xie)定》是一(yi)個里程碑(bei),它(ta)體現了全球的高度共識。
能(neng)源(yuan)是影響氣候(hou)變化的(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)因(yin)素,能(neng)源(yuan)轉(zhuan)型(xing)對于應對氣候(hou)變化十分(fen)重(zhong)要(yao)(yao)。盡(jin)管能(neng)源(yuan)轉(zhuan)型(xing)有多種可能(neng)情(qing)(qing)景,本文主要(yao)(yao)介紹其中的(de)(de)兩種。一是漸(jian)變轉(zhuan)型(xing)的(de)(de)情(qing)(qing)景,就(jiu)是按(an)照(zhao)當前的(de)(de)技術(shu)、政(zheng)策和(he)產(chan)業的(de)(de)趨勢繼續(xu)發展(zhan)。另外一個是碳排放迅速下降的(de)(de)快速轉(zhuan)型(xing)的(de)(de)情(qing)(qing)景,它(ta)所對應的(de)(de)轉(zhuan)型(xing)路徑和(he)《巴黎協(xie)定(ding)》規定(ding)的(de)(de)2℃目標要(yao)(yao)求是一致的(de)(de),但這個路徑需要(yao)(yao)強有力的(de)(de)政(zheng)策干預(yu)和(he)支持。
2018年,全世界一(yi)次能(neng)(neng)源(yuan)消費(fei)(fei)總(zong)量是138.6億噸(dun)標準(zhun)油,按照(zhao)世界人口75億計算,每人平均(jun)消費(fei)(fei)接近2噸(dun)標準(zhun)油。從世界能(neng)(neng)源(yuan)消費(fei)(fei)結構來看,石油占(zhan)比(bi)是33.6%,煤炭占(zhan)比(bi)27.2%,天然(ran)氣(qi)占(zhan)比(bi)23.9%,水(shui)電和(he)核能(neng)(neng)分別是6.8%和(he)4.4%,可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)是4%左右。
現實情(qing)況是(shi)(shi),能(neng)(neng)源(yuan)行業的發展(zhan)面臨(lin)雙重挑戰,一方面是(shi)(shi)經濟發展(zhan)需要更(geng)多的能(neng)(neng)源(yuan),另(ling)一方面它需要更(geng)低的碳排放,因此(ci)技術進步和產(chan)業結構調整(zheng)非(fei)常重要。與漸進性情(qing)景的能(neng)(neng)源(yuan)需求增(zeng)長30%相比(bi)(bi),快速(su)轉型情(qing)景由于能(neng)(neng)源(yuan)效率提高和更(geng)精心的管理,能(neng)(neng)源(yuan)需求增(zeng)量(liang)相對2017年(nian)會增(zeng)加20%,但是(shi)(shi)結構會發生巨(ju)大變化。到(dao)(dao)2040年(nian)快速(su)情(qing)景之下煤炭比(bi)(bi)例甚至會降到(dao)(dao)7%,而可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)會從(cong)2017年(nian)的4%升到(dao)(dao)29%,在整(zheng)個能(neng)(neng)源(yuan)結構里(li)非(fei)化石能(neng)(neng)源(yuan)的比(bi)(bi)例會升到(dao)(dao)44%。
對比漸(jian)進情景和快速轉型情景的(de)碳(tan)排(pai)放差額可以看到,電力(li)工(gong)業(ye)承擔的(de)減碳(tan)任(ren)務最重(zhong),同時它也應該是最先實(shi)現低碳(tan)轉型的(de)一個(ge)行業(ye)。之(zhi)所(suo)以會轉型,主要是氣候(hou)變化驅動(dong)的(de),氣候(hou)變化領域(yu)當前最重(zhong)要的(de)文件就是《巴黎協定》,它為能源(yuan)低碳(tan)發(fa)展甚至為整(zheng)個(ge)社(she)會的(de)發(fa)展起到了(le)塑(su)型作用。
全球:1.5℃溫升成熱潮
《巴(ba)黎(li)協定》之(zhi)所(suo)以達(da)成(cheng),根本(ben)原因在于氣候變化是人(ren)類社(she)會可持(chi)續(xu)發展(zhan)面臨的最大(da)威脅,保(bao)護全球生態安(an)全、實現綠色低碳發展(zhan),已(yi)成(cheng)為(wei)世界可持(chi)續(xu)發展(zhan)的核心議題。
《巴黎協定》重申(shen)了2℃的(de)(de)(de)全(quan)球溫升的(de)(de)(de)控(kong)制目標,同時提出要(yao)努力實(shi)(shi)現1.5℃的(de)(de)(de)目標。兩者盡管(guan)只差(cha)0.5℃,但是需要(yao)付出的(de)(de)(de)額外努力和(he)成(cheng)本非(fei)常大(da),對我們國家也有重要(yao)的(de)(de)(de)影響。同時,它規定了未來實(shi)(shi)現這(zhe)一目標的(de)(de)(de)步驟和(he)輪廓:為了實(shi)(shi)現長(chang)期目標,締(di)約(yue)方(fang)應(ying)該盡快達到(dao)溫室氣體排放的(de)(de)(de)全(quan)球峰值,之后要(yao)求快速下降。到(dao)21世紀下半葉,實(shi)(shi)現溫室氣體源的(de)(de)(de)人為排放與(yu)平衡,即(ji)所謂(wei)的(de)(de)(de)碳中和(he),大(da)約(yue)會在2070年左右實(shi)(shi)現。
與一(yi)般的“自上而下”分配指標(biao)的方式不同,《巴黎協定》采(cai)取的是“自下而上”的方式,要求世界各國應制定、通報并保(bao)持其“國家自主貢獻(xian)”,通報頻率是每五年(nian)一(yi)次,新的貢獻(xian)應比上一(yi)次有所加強,并且反映出該(gai)國可實現(xian)的最大力度。
減緩方(fang)面,發(fa)達(da)國家(jia)和發(fa)展中(zhong)國家(jia)有所區別,要(yao)求(qiu)發(fa)達(da)國家(jia)繼續提(ti)(ti)出全經濟(ji)范圍(wei)(wei)絕對(dui)量(liang)減排(pai)目標,鼓勵(li)發(fa)展中(zhong)國家(jia)根據(ju)自(zi)(zi)身國情向(xiang)全經濟(ji)范圍(wei)(wei)絕對(dui)量(liang)減排(pai)或(huo)者限排(pai)目標邁進。資(zi)金方(fang)面,因為發(fa)達(da)國家(jia)歷史(shi)的責任,要(yao)向(xiang)發(fa)展中(zhong)國家(jia)提(ti)(ti)供(gong)資(zi)金支持,鼓勵(li)其他國家(jia)在自(zi)(zi)愿基礎(chu)上出資(zi)。
《巴黎協定(ding)(ding)(ding)》達成了(le)“協定(ding)(ding)(ding)”加“決定(ding)(ding)(ding)”的(de)(de)法律形式,具有最大(da)包容性(xing),照顧了(le)各(ge)方(fang)的(de)(de)核(he)心關切;堅持(chi)了(le)《公約》下,公平、共同(tong)但有區別的(de)(de)責任和各(ge)自(zi)能力原(yuan)則,考慮(lv)不同(tong)國(guo)情等根本(ben)原(yuan)則,確立了(le)“自(zi)下而上”的(de)(de)模式,形成各(ge)方(fang)結合國(guo)情自(zi)主(zhu)決定(ding)(ding)(ding)貢獻(NDC)的(de)(de)局面;提(ti)出(chu)了(le)將全球溫(wen)升控(kong)制在(zai)2℃以內,并爭取控(kong)制在(zai)1.5℃以內的(de)(de)長期(qi)目標和全球低碳、氣(qi)候韌性(xing)和可持(chi)續發(fa)展的(de)(de)共同(tong)愿景(jing)。中國(guo)國(guo)家(jia)主(zhu)席(xi)習近平和時任美(mei)國(guo)總統奧巴馬為巴黎協定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)達成、簽署、生效和實施發(fa)揮了(le)關鍵(jian)作用(yong),做出(chu)了(le)關鍵(jian)貢獻。
當前,《巴(ba)黎(li)協定(ding)》和(he)實施細則(ze)已(yi)經基本(ben)達(da)成(cheng),2020年(nian)后各(ge)(ge)(ge)方合作(zuo)應對氣(qi)候變化的(de)制(zhi)度(du)安(an)排(pai)已(yi)經基本(ben)確立,下一步主要的(de)任務就是落實在(zai)行(xing)動上和(he)提(ti)高(gao)力度(du)。其中,處理好2℃和(he)1.5℃目(mu)標的(de)關系特別重要。現在(zai)呼吁1.5℃的(de)熱潮(chao)不斷地(di)涌現。今年(nian)9月份,聯合國(guo)秘(mi)書長古特雷斯召開聯合國(guo)全球氣(qi)候峰會(hui),提(ti)升各(ge)(ge)(ge)國(guo)領導人的(de)政治(zhi)意愿(yuan),呼吁各(ge)(ge)(ge)方為實現溫升1.5℃提(ti)高(gao)力度(du)。今年(nian)12月初,聯合國(guo)全球氣(qi)候變化大會(hui)將(jiang)在(zai)西班牙召開,將(jiang)完成(cheng)《巴(ba)黎(li)協定(ding)》第6條市場機制(zhi)未決問題的(de)談判,主席國(guo)智利擬將(jiang)推動各(ge)(ge)(ge)國(guo)提(ti)高(gao)力度(du)作(zuo)為本(ben)次大會(hui)的(de)核心議題。
《IPCC1.5℃特別評(ping)估(gu)報(bao)告》認(ren)為,氣(qi)候(hou)變化已經不是(shi)未來的(de)(de)(de)挑戰,而(er)是(shi)眼前的(de)(de)(de)威脅。實(shi)現(xian)1.5℃溫(wen)升(sheng)控制(zhi)目(mu)標(biao),需要從(cong)現(xian)在起就(jiu)要采取(qu)大規模的(de)(de)(de)減(jian)排措施。如(ru)果按(an)照2℃溫(wen)控目(mu)標(biao),2030年(nian)減(jian)排二(er)氧(yang)化碳和2010年(nian)相比要下降25%,1.5℃的(de)(de)(de)目(mu)標(biao)則要下降45%。2℃目(mu)標(biao)要求在21世紀的(de)(de)(de)下半(ban)葉,即(ji)2070年(nian)左(zuo)右要達到凈零排放,而(er)按(an)照1.5℃的(de)(de)(de)目(mu)標(biao),到2050年(nian)就(jiu)要實(shi)現(xian)這一(yi)目(mu)標(biao),這意味著要提前20年(nian)實(shi)現(xian)凈零排放。需要指(zhi)出的(de)(de)(de)是(shi),發達國家的(de)(de)(de)能源結構是(shi)偏低碳的(de)(de)(de),實(shi)現(xian)碳中和條件遠遠好于我國,所以(yi)實(shi)現(xian)1.5℃目(mu)標(biao)對我國的(de)(de)(de)壓力會(hui)非常大。
明年是一個關鍵(jian)年份,各方將根(gen)據《巴黎(li)協(xie)定》的(de)要求,更新2020年后(hou)的(de)自主貢獻目標,提出到21世紀中葉的(de)長期溫(wen)室氣體低(di)排放發展戰(zhan)略。
中國:電力引領轉型
按照(zhao)《巴黎協定》的要求(qiu),2020年中國(guo)要向聯合國(guo)遞交(jiao)一個強化(hua)自主貢獻目標,以及到2050年的長(chang)期溫(wen)室氣體低排放發展戰略。
我國能源(yuan)結(jie)構的(de)特(te)點(dian)決定了能源(yuan)轉(zhuan)型具有天然的(de)難度(du)。從結(jie)構角度(du)來(lai)講,最顯著的(de)特(te)點(dian)就是煤(mei)炭長(chang)期占主導地位,近年在國家的(de)引導之下逐漸下降(jiang)。2018年煤(mei)炭消費(fei)占比是59%。2018年我國一次能源(yuan)消費(fei)總量是46.4億噸(dun)標準煤(mei),人均能源(yuan)消費(fei)大概是世界(jie)平均數(shu)的(de)1.2倍,折合成標準油接(jie)近2.4噸(dun)。
在(zai)習近平主席(xi)生態文明思想指導下,中國制定了(le)積極、有力度的自主貢(gong)獻(xian)減(jian)排目標,推動(dong)能(neng)源革命,促進(jin)經濟轉型升(sheng)級,中國綠色低碳(tan)的轉型正在(zai)穩(wen)步進(jin)行。
能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)生(sheng)產和消費革命戰略(2016~2030)勾畫了我國未來能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的大的輪廓,制定了包括2030年(nian)碳排放(fang)達(da)峰,非(fei)化石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的比(bi)(bi)(bi)例到(dao)2020年(nian)要(yao)(yao)(yao)達(da)到(dao)15%,2030年(nian)要(yao)(yao)(yao)達(da)到(dao)20%,2050年(nian)非(fei)化石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)占比(bi)(bi)(bi)要(yao)(yao)(yao)達(da)到(dao)50%等一系列目標(biao)。文件中也提出,電力工業到(dao)2030年(nian)要(yao)(yao)(yao)實現非(fei)化石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發電占比(bi)(bi)(bi)達(da)到(dao)50%,這是一個非(fei)常嚴格的要(yao)(yao)(yao)求(qiu)。
要(yao)實現這樣的(de)(de)目標(biao)難度很大,可以用任重道(dao)遠來形容。首(shou)先,數字說(shuo)起來很容易,但是(shi)每一(yi)個百分點都意(yi)味著巨大的(de)(de)裝機(ji)(ji)容量(liang)。按(an)照(zhao)上述規劃,中(zhong)國發電容量(liang)的(de)(de)增加是(shi)以10億千瓦來計算的(de)(de),所(suo)以將來可能是(shi)3倍甚(shen)至是(shi)4倍當前的(de)(de)裝機(ji)(ji)容量(liang)。此外,即使按(an)照(zhao)2050年50%非化石占比的(de)(de)規劃,我們離《巴黎協定》目標(biao)還(huan)是(shi)有差距的(de)(de)。
未來,能(neng)源(yuan)消費(fei)將以電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)為主(zhu)體,電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)消費(fei)總量(liang)也有比(bi)較(jiao)大(da)的增(zeng)長空間;在(zai)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)供(gong)應側(ce),非化石能(neng)源(yuan)占比(bi)將快速增(zeng)加;在(zai)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)需(xu)求側(ce),終端部門電(dian)(dian)(dian)氣化水平(ping)將顯著提高(gao);電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)生(sheng)產(chan)和(he)輸送的布(bu)(bu)(bu)局將由(you)大(da)范(fan)圍資源(yuan)優化配置逐(zhu)步過渡到大(da)范(fan)圍資源(yuan)優化配置與(yu)分(fen)(fen)布(bu)(bu)(bu)式、就地平(ping)衡并(bing)(bing)舉(ju);發電(dian)(dian)(dian)技(ji)術將實現突(tu)破性進展(zhan),并(bing)(bing)與(yu)儲能(neng)技(ji)術、智能(neng)電(dian)(dian)(dian)網、能(neng)源(yuan)互聯網、多能(neng)互補體系、分(fen)(fen)布(bu)(bu)(bu)式用能(neng)系統等新技(ji)術和(he)新模式協同發展(zhan),促進電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系統快速向信(xin)息物(wu)理(li)深度融合、智能(neng)化演(yan)變。
清華(hua)大(da)學(xue)的(de)(de)研究顯示,能(neng)源(yuan)清潔低(di)碳轉(zhuan)型的(de)(de)行(xing)動時機對碳排放軌跡會(hui)有很大(da)的(de)(de)影(ying)響。越晚行(xing)動,到2050年(nian)前剩余煤(mei)電(dian)/火電(dian)容量愈少(shao),導(dao)致(zhi)電(dian)網可調(diao)度調(diao)峰(feng)容量缺(que)乏;而且晚行(xing)動會(hui)導(dao)致(zhi)煤(mei)電(dian)在短時間內(nei)大(da)規模退役(yi),帶來的(de)(de)投資成本浪費和社會(hui)成本可能(neng)會(hui)很高(gao)。因此,建設新的(de)(de)煤(mei)電(dian)項目(mu)需要(yao)格外(wai)慎重,要(yao)避免成為擱淺資產。
需(xu)(xu)要指出的是,煤電(dian)發展碳捕獲與封(feng)存(CCS)技術,捕碳率一般為90%,要實現凈零排放,還需(xu)(xu)要負(fu)碳排放(BECCS)技術,但(dan)是生(sheng)(sheng)物質資源(yuan)(yuan)量(liang)(liang)是否足夠(gou)始終是有疑問的。另外,可再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)的接入,會帶(dai)來跨區域(yu)輸(shu)電(dian)、儲能(neng)容量(liang)(liang)需(xu)(xu)求(qiu)和投(tou)(tou)資規模的增加,同時可再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)高比例滲透,存在(zai)不(bu)同時間(jian)尺(chi)度的挑戰,分布在(zai)電(dian)力系統(tong)規劃、運行、穩(wen)態、暫態等環節,不(bu)僅(jin)需(xu)(xu)要大量(liang)(liang)的投(tou)(tou)資,還需(xu)(xu)要創新性(xing)解決方案。
總之,低(di)碳(tan)(tan)能(neng)源轉(zhuan)(zhuan)型(xing)已經(jing)(jing)成為全球(qiu)發展的共識和(he)(he)主(zhu)(zhu)格調,不可(ke)逆轉(zhuan)(zhuan)。我(wo)國能(neng)源綠色(se)低(di)碳(tan)(tan)轉(zhuan)(zhuan)型(xing)已經(jing)(jing)在路上,但是以煤為主(zhu)(zhu)的能(neng)源結構和(he)(he)經(jing)(jing)濟持續增(zeng)長使得(de)能(neng)源轉(zhuan)(zhuan)型(xing)任重道遠。1.5℃溫(wen)升控制目(mu)標(biao)對我(wo)們國家的挑(tiao)戰(zhan)和(he)(he)壓力是巨大的。電(dian)力工業在全社會碳(tan)(tan)減排中擔負著特殊(shu)重要的作用,它是先行者,也是調節器。電(dian)力工業低(di)碳(tan)(tan)轉(zhuan)(zhuan)型(xing)存(cun)在著許多(duo)技(ji)術和(he)(he)經(jing)(jing)濟挑(tiao)戰(zhan),一方(fang)面需要創新,搶占技(ji)術制高點,增(zeng)強核心(xin)競爭(zheng)力。另(ling)一方(fang)面也需要進行前瞻性的研究和(he)(he)政(zheng)策部署。