碳中和现已成为全球共识,碳中和到底是什么?从学术的角度、政治的角度、商业的角度、地域的角度、行业的角度,可能会有不同的观察和解读。如果换个角度,先把碳中和不是什么梳理明白,或许更便于理解。
碳中和不是追求绝对的零排放。即使回归原始生态,重新过上人类初始状态的原始生活,也不可能达到绝对的零排放,何况碳排放本身就是社会发展文明进步的自然状态,不可避免,无法杜绝。
解决之道在于通过植树造林形成碳汇,推广高效科学的负碳技术,把人类活动产生的二氧化碳等温室气体吸收掉,使碳的排放与吸收不再形成新的剪刀差,碳排放总量不再不可遏制地单边上升。
碳中和不是限制经济增长,简单粗暴地降低能源供给。碳中和的目标是还给地球和人类一个可持续生存的自然环境。人类要生存,社会要发展,经济需要有序持续增长,离开能源保障是不可想象的。碳中和不是经济发展的拦路石,不能靠盲目缩减能源供给达成。
碳中和不是降低人们生活质量,简单限制能源消费。碳中和是为了让人类生活环境更好,质量更高。能源消费增长是必然的趋势,只不过需要追求能源供应的绿色化。
碳中和不是“一招鲜吃遍天”,不存在全球统一模式。各国国情、经济发展阶段、能源发展特点、资源禀赋、地理气候要素、产业方向、技术储备、国民素养、国力体量等均各不相同,但碳中和的发展方向理应趋同,并不存在可以完全照搬照抄的打法。经验可以借鉴,教训可以吸取,但必须针对各自特点和阶段“把脉下药”。
碳中和不是逢碳必反。无论是二氧化碳,还是其他温室气体,虽然都有推高地球温度破坏人类生存环境的不利一面,但在工业、农业、商业、交通等领域,往往堪称大用,只要害被我所避、利为我所用,用对地方、派对用场,碳也是人类的朋友。
用电不等于排放,用能不等于排放,高能不等于高排放。关键看用什么电、什么能。如果用了大量的电力,但它不是煤电,而是清洁电力,那就没有碳排放。所以国家政策由推动能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变。
通俗理解,碳达峰是指二氧化碳排放总量达到历史最高峰值,从此掉头向下,不再增加;碳中和是指人为活动导致的二氧化碳排放总量与全球吸收总量差值为零,达到平衡。
人类发展史就是能源发展的历史。工业革命发明了蒸汽机,柴薪支持不了高能耗机器的需求,人类挖掘出来煤炭做主要燃料。随着以汽车为代表的高精度移动机器的使用,能量密度更高、更轻便的燃料石油和天然气唱了主角。
正是这一轮又一轮能源的开发与使用,把人类的现代化和经济发展推到了前所未有的高度,但随之而来的是人类唯一赖以生存的地球环境变得“一地鸡毛”。
煤炭、石油、天然气基本物质含量都是碳,这些碳基能源最大的负面作用就是与氧结合释放出热量的同时释放出二氧化碳。以二氧化碳为代表的六种温室气体像棉被一样盖在大气层上,阻碍了地球与外空间的能量交换,导致全球变暖。
世界是物质的,物质是运动的,运动就要耗费能量。能源是国民经济运行的基础,能源基础变了,未来40年可以预见的经济、社会、科技、投资都会发生极其深刻的变化。
既是承诺,也是发展需要
我们对碳治理的认知也在逐渐变化。2009年9月笔者在纽约参加一个气候论坛时讲了一个故事:国际社会好像一个大家庭,欧美就像七八十岁的老人家,已经很富足了,吃得很好但很少,而且不用干活,排放自然低。中国是十八九岁的小伙子,脏活累活都是我们干,家里又不富裕,吃得不好就吃得多,排放也就多。又想让我们吃得少,还要多干活、排放少,这既不人道也不现实。全场听众包括许多欧美人都哄堂大笑。
这个故事代表了当时的主流观点:一是欧美已经发展过了,现在轮到我们发展了,发展就要排放,排放权就是发展权。二是要考虑人均排放和历史排放。三是让我们减排可以,但要给我资金技术援助,你帮我,我就干;你不帮我,我就慢慢干。四是我承诺相对数,如减排25%,但不承诺绝对数,等等。
现如今,这些观念都改变了。
中国传统能源结构一直以化石能源为主,化石能源占比达到80%,其中,煤炭占比57%。中国80%以上的碳排放来自发电行业(占比50%)、工业。
化石能源是二氧化碳主要来源,燃烧产生的颗粒物也是大气污染物主要来源。2019年全国单位火电发电量二氧化碳排放约838克每千瓦时,2020年全国火电发电量5.28万亿度,同比增长1.7%,对应的是大约44亿吨二氧化碳排放量。
高速发展的中国能源消费需求还在不断增长,人均每年3.2吨标准煤的能源消耗水平,仅及美国(人均11吨标准煤)、俄罗斯(人均13吨标准煤)的零头,只相当于全球能源利用效率最高的日本和德国的一半。
人均能源消费的必然增长是客观存在,如此体量的能源缺口,简单通过煤电的关停并转很难消化,简单关停也会带来难以评估的社会影响和连锁反应,甚至会冲击到中国的经济体系。
中国发电用的是煤和燃气,炼钢铁用的是电,工业制成品的碳足迹丰富而量足。碳税一旦被发达国家大规模采用,中国制造的出口将面临新的壁垒。换句话说,不减碳,就相当于我们给自己关上了通往国际市场的大门。
中国想成为负责任的大国吗?必须推动实现碳中和,特别是美国在特朗普执政时期的政策跑偏,虽然拜登上台签署的第一个法案就是重返《巴黎协定》,但这种政策的摇摆不定也给了中国成为“定盘星”的机会。
中国的产品想出口吗?碳中和是准行证,欧盟已经把碳边境税的大坝筑起,中国不推动实现碳中和,钢铁、铝等高碳排放的产品就要被征收高昂的碳关税。
中国想倡导全球共同构建人类命运共同体吗?碳中和的实现也是其中重要一环。
新时代中国如何实现高质量发展,用什么样的规则体系、指标体系来调度和引领高质量发展?站在国内发展的角度,站在中华民族永续发展的角度,站在新时期要有新规则的角度,碳中和就是一套崭新的规则体系。碳中和就是这个新时代的规则体系,而且已经明确了,不只是宣传教育、口头要求,还需要刚性约束条件,且必须限时达标。
2020年9月22日,中国庄严承诺:二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这一宣示表明中国作为负责任大国对建设人类命运共同体的担当,这样一个决策将在经济、能源和环境方面给中国乃至全球带来极其深刻的影响。
“双碳”目标力度之大,超出了业内人士预期。中国需要体现对气候变化以及低碳发展的信心和雄心,展现负责任大国对世界的担当。
欧盟、美国等121个组织或国家承诺2050年实现碳中和。发达国家大部分已经过了达峰期,突出表征为:人均年收入2.5万美元以上、城市化率基本在80%左右、第三产业占比达70%。这些基础条件将发达国家碳达峰时间轴拉得比较长,大多用60年左右时间走完这段历程。中国承诺的达标时间虽晚了10年,但要用30年快跑追上西方国家六七十年快走步伐,难度大得多。
找准中国的碳中和之路
中国自然禀赋富煤、贫油、少气,煤炭在能源消费中占比超过50%,属于典型的高碳能源消费国,石油、天然气、核电占比远低于全球平均水平,水电占比略高于全球平均高水平,可再生能源占比与全球平均水平基本相当。中国幅员辽阔,自然禀赋区域性差异明显。
发达国家人均能耗和社会碳排放总量已先后达峰,掉头进入下降通道,技术升级、产业升级、民众生活习惯和环保意识培育、法律制度和市场机制配套已经发展得比较成熟,碳中和目标达成相对容易。
中国还处于能源消费弹性系数高、经济发展对能源消耗依赖程度高、人均能源消费持续上升的阶段,减排刚加速就需要冲刺,要用发达国家一半的周期达成同样目标。
中国经济发展区域不平衡,城乡不平衡,还在巩固拓展脱贫攻坚成果、推进乡村振兴的阶段,经济收入整体不高、生活质量待进一步提升、文化程度不高的人口比例还不低,依靠经济发展解决吃饭问题还是硬任务。中国人口基数大,就业问题关系重大,经济转型和产业升级换代的同时如果不能解决好就业问题,就可能给国计民生和社会稳定带来影响和冲击。
人口总量大,如果能够抓好教育引导,人人参与减碳,聚沙成塔、积少成多,成效也将蔚为壮观。中国的举国体制可以集中精力办大事攻难事,扶贫那样前无古人举世无双的壮举都能完成,碳达峰、碳中和的目标已定,社会和国民高度认同,只要能找准符合中国特色的发展道路,中国一定能成功。
中国的碳中和之路不能急躁冒进,不能一刀切断然取缔化石能源,不能踩急刹车全面关停火电厂,应该下大力气,通过科技攻关,变废为宝,大力发展碳捕集和利用技术(CCUS),尤其是负碳技术,持续有序有目标有手段有计划有幅度地减排、降低化石能源尤其是煤炭消耗占比。
中国的碳中和之路应该一盘棋,但不能搞全域格式化,要统筹新能源建设规划,要针对区域自然禀赋特点,尊重地域特色,开发利用新能源。
中国的碳中和之路应该鼓励绿色金融创新,发挥政府资金引导特色,结合财政和市场资金的各自优长,盘活全国的资源,整合行业的资源,激发市场的热情,鼓励智慧金融、数字经济与碳中和有效融合,用政府加市场的力量助推资源大省与经济强省、科技强省结对子谋发展,互利共赢,取长补短,提高碳中和的综合成效。
中国的碳中和之路应该研究好人口总量变化的趋势和能源消耗的匹配,早谋划早准备,既要防止人口总量下降趋势过陡,给能源结构转型带来冲击,也要防止错过时间窗口,未能抓住能源消耗量变化的趋势,提前布局,优化减碳节能路径。
中国的碳中和之路应该用好“人民战争”的法宝,教育、发动群众,调动个体、社区参与自动减排的积极性,激发人民群众创造性,积小善而成大德。各行各业都有碳中和任务,每个公民也应该参与其中,从节约一度电、节约一张纸、少开一天车、少使用不可降解塑料制品等点点滴滴的行动开始。
对中国来说,实现“双碳”目标,压力大、任务重、时间紧,别无他途,唯有负重前行,推动能源结构发生根本性变化。
能源结构如何调整
“贫油、少气、相对富煤”的资源享赋条件决定了中国仍以煤炭为主的能源消费结构。中国三大化石能源矿产资源已探明储量中,煤炭占94%以上,石油和天然气仅占6%左右。
以燃烧煤炭的方式提供能源是中国主要的能源产生方式,煤炭在一次能源生产和消费结构中占比长期保持在70%以上(最高曾达到90%),煤的使用成本最低,能源供应最稳定,基础设施最健全,技术最成熟,在新能源还没被充分开发、成熟利用、成本还居高不下、设施还欠账较多的情况下,对煤炭不能一禁了之,也无法做到断然放弃。
而到2060年,新能源需要从现在的占比20%上升到80%,这是一个根本性改变,因为所有的经济运行、生产行为与物质生活的基础都是能源,能源的主体变了,所有的行为主体都会发生变化。
能源结构与产业结构是相辅相成的,改革开放以来,中国产业结构调整有了巨大进步,第三产业占比大幅提升,但相比发达国家,占比还不够高,潜力还比较大。第二产业对能源的依赖度和消耗量远远大于第三产业。
调整能源结构的前提是产业结构不断调整优化,第三产业比重持续提升,产业持续优化升级。预计到2060年,中国的产业结构将发生重大变化,碳排放偏低的第三产业占GDP比重将从54%上升到70%左右。
发展可再生清洁能源是根本。中国已是全球风电和光伏发电规模最大、增速最快的国家。对标“双碳”目标,中国需要将电力行业的碳排放量控制在40.2亿吨以内。若将光伏装机量占比提高到40%、风电装机量占比提高到35%,光伏还有二十多倍、风电还有十多倍的增长空间,发展潜力巨大。
中国新能源产业已基本走过了政策推动阶段,接下来应该向成本推动转型,随着清洁能源的规模化开发利用和技术的快速进步,将发电成本持续降低,使其趋近于传统化石能源。
先立后破有序推进能源结构调整优化,推进风电、光伏等清洁能源基地建设,通过智慧电网的建设使用和储能技术的开发、大规模应用,改变清洁能源垃圾电形象,从根本上改变弃风弃光的现象,继续发挥传统能源特别是煤炭、火电的调峰和兜底保供作用,转而将火电变身为调峰应急备用电。
真正用好火电是基础。虽然煤炭占比在逐年降低,但煤炭主体能源地位很难一下子改变。据国家能源局统计:中国水电已经开发到了理论极限的75%;石油、核电、天然气对外依存度很高,其中核原料对外依存度高达90%;可再生能源光电、风电的不稳定性还没有解决;可燃冰、干热岩、海洋能还无法量产。
在火电短期内无法禁绝的情况下,必须大力发展煤炭的绿色开采和清洁利用技术,大力发展CCUS技术,大幅降低火电碳排放量,催生低碳、零碳技术,提升碳收集再利用水平,也能还火电清名。
加速产业升级是核心。在石油、化工、钢铁、电力、建筑、交通等行业领域,大范围推广电气化,构建综合智慧能源网络,使传统产业绿色化、智能化,降低碳排放,提高设备设施能效,利用新技术新观念催生绿色化新产业。
提高能源效率是关键。将能源结构调整、新能源推广利用融入中心城市建设等区域战略和区域协调发展战略,融入乡村振兴战略,融入城镇化战略,强化顶层谋划中的能源结构调整思维,强化战略落地的能源结构调整实施,强化建设质量监管和验收,强化现代设施农业的能源智慧化绿色化落地。加强工业用能和民用用能的精细化智慧化管理,提高节能意识和保障手段,推动能效低于基准水平的行业企业改造升级,推动全社会加强节约用电用能。
需要全社会参与节能减碳
碳中和关系到每一个人,关系到每一个家庭。中国人口基数大,办成一件事不容易,但如果能全民参与、人人尽责,难事就不难。
节能必须贯穿到经济社会各领域各环节,必须持续有效地开展节能教育,培育公众节能观念和参与节能的意识,倡导勤俭节约的消费观,倡导简约适度、绿色低碳生活方式,普及节能知识,传授节能方法,结合民众生产生活习惯,应用科技生活手段,把参与节能变得有趣、易达,让节能成为生活的一部分,把节能变成社会的主流。
全社会节能降耗有赖于科技文化融合创新,依靠科技的力量降低节能降耗的难度和门槛,使节能降耗手段便捷、可达、高效,把节能降耗、能源和材料回收再利用、能源互补联供的新技术新手段融入生活必需品,注进生产工具包,推动能源技术与信息技术、材料科技、文化教育、融媒体深度融合。
应依托“互联网+”智慧能源建设,探索能源生产、消费新模式,激发企业创新主体作用,构建多元化多层次能源科技和文化创新融合机制,把节能意识贯穿于义务教育、科普教育、在职继续教育、思想行为养成教育的方方面面,为全社会节能降耗提供企业和民众个体深度融合深度自发的科技文化支撑。
应推广信息技术在节能降耗领域的应用,推动5G与工业互联网融合发展,推进能源大数据融合、数据关联分析,推动能源管理数字化和精细化。应用科技手段,开展节能诊断,培育解决方案服务商,采取合同能源管理等方式,鼓励企业实施节能降碳改造升级。
应创新宣传教育手段和模式,为全国节能宣传周、全国低碳日等宣传活动赋能。引导园区、企业和公共机构开展低碳循环改造。发挥好各级、各类传媒平台的宣传和监督作用。
全社会节能降耗,不能搞运动式的一阵风,应该建立健全公认度较高的评价指标体系,建立健全评价机制,与企业和个人征信、生活生产优先权、社保税务、企业绩效和社会责任评价等认证认定体系通达互认,把节能指标纳入生态文明、文明城市、绿色发展等绩效评价指标体系,既要倡导,也要通过评价认定来规制,让节能优先成为企业和公众行为规范,成为评价企业和个体的重要标尺。
同时,围绕能效水平、节能效果建立健全普适科学的评估体系,考核到企业,考核到机构,考核到个人,使得主体能源资源节约效果实心化指标具象化。
应坚持绿色发展,推进工业领域低碳工艺革新和数字化转型,着力打造物联网、智能电网、节能环保等先进制造业,建立绿色低碳产业体系,建设绿色工厂、绿色园区、绿色供应链,推广绿色设计、绿色采购、绿色生产。以现行节能标准确定的准入值和限定值为参照,持续科学提高行业能效基准水平,推动用能单位能效水平不断提升。
应分类制定公共建筑用能限额指标,实施基于用能限额的公共建筑用能管理,引导采用合同能源管理等市场化方式开展绿色节能改造。结合大规模老旧小区改造,对老建筑同步开展节能改造,基础设施绿色化、智能化升级,降低建筑能耗。
应挖掘利用屋顶资源实施分布式光伏发电工程。建立公共建筑能耗信息公示制度,提升绿色建筑运营管理、绿色低碳运行水平,推广环境质量、建筑能耗、区域能耗实时监测和公示,打通电、水、气等能耗数据共享渠道。
应健全绿色认证有效性评估与监督机制,大力培育绿色标准、认证、检测专业第三方服务机构,及时提供优质专业服务。推广精细化节能管理措施,减少无人、少人区域的空调、照明等用能,引导控制和减少非必要待机设备能耗。
中国特色的碳中和之路,既已选定科学道路,就需要借助市场和技术双翼助力,加速飞跃。碳市场的建立健全,绿色金融的成熟运作,技术手段的跨越突破就显得尤其重要。
碳交易,完整表达是二氧化碳减少排放指标的交易。碳交易的实现需要两个前提,一是出现了可量化可互认可交易的二氧化碳减排配额指标,二是拥有了成熟的交易规则,产生了足够支撑交易的市场需求。
第一个前提的实现有赖于中央和地方政府确定碳减排总量目标并对减排配额进行初始分配,第二个前提的实现有赖于企业之间(或地区、城市之间)有了互通互认的、以减排配额为标的进行交易的市场机制。
不妨举个模拟案例,更便于理解。
A、B、C三家企业,每家每年排放10万吨二氧化碳。政府确定了各企业年度减少排放总量(cap):每年减排3000吨(3%)。
A企业走技术创新之路,一次性加大改造投入,五年内每年可减排8000吨。扣除自用减排额1.5万吨外,有2.5万吨可卖出。假设均价为80元/吨,A企业五年可通过出售富余的减排指标2.5万吨获得收入200万元[25000×80=200(万元)]。
B企业以常规节能手段,每年可实现减排1000吨,需要买入2000吨减排指标,五年共计需购入1万吨减排指标,支出80万元(10000×80=80万元)。
C企业每年可实现自我减排1000吨,没有购买减排指标,被监管部门罚款400万元。
正是因为出现了A、B、C企业在完成监管部门下达的减排指标上的盈亏差距,才催生了市场交易(trade),这就是碳市场的交易机制。
碳市场的启动需要做大量的准备工作。
国家(地区、城市)需要以法律的形式确定设定期限内的减排总目标,以及期限内各考核期的减排额度配比。这些指标的制定需要综合考虑各方面的因素,包括对经济增长的影响、产业结构调整的效费比、能源结构优化的方向和途径、排放协同控制的措施与手段、对国民生产生活条件的改变、资源匹配和替换升级的可行性等。
通过充分科学论证后确定的碳配额总量和年度减排量,必须以立法方式加以确认和发布。在此基础上,需要确定减排责任主体,把指标细化分解到责任主体,明确责任,将外部性指标转换为内部化约束。
论证确定总量宁“严”勿“宽”、宁“紧”勿“松”,要突出刚性,防止弹性。责任主体被分配的额度是碳排放配额,也就是在特定期限内的温室气体排放许可权,通常以“吨二氧化碳当量”为单位。
碳市场的建立赋予了温室气体排放权的稀缺性,配额便有了经济价值,需要科学、严格、公正、公平地分配排放额度。碳市场是引导实施碳减排的约束和激励机制,碳交易的方向是有效激励大额减排。
由于信息不对称,单纯行政性减排机制缺乏经济效率。除非交易成本过高,否则政府部门适当确定各企业的碳排放配额(初始产权配置),并允许企业间以自主确定价格就配额进行自由交易的“碳交易”机制比政府直接征收碳税更有效。
不同行业、不同企业间减排难度、减排成本不同,碳交易价格引导企业做出最优决策。碳交易市场环璄下,政府可通过市场补贴、监管及额定减排量等手段提高企业减排积极性,获得较好的减排量控制效果。
碳配额交易市场为高排放企业提供碳交易平台,鼓励企业尽可能减碳。对因大额减排而出现配额剩余的企业,可通过碳交易平台出售多余配额,获得碳收益。
配额不够的责任主体随行就市购买减排额度,使减排行为经济性可衡量,可以推动低成本、高效率实现温室气体排放权的有效配置,达成总量控制和公共资源合理化利用的履约目标,使全社会的减排成本降到最低,使社会资源得到最优化配置。
对于减排成本高的企业,碳市场鼓励企业去市场购买,补足配额缺口,降低减排成本,让减排成本低的企业多减排。
碳市场建立了履约机制,不履约或未按期按量完成履约,将面临高额处罚和失信危险。有效的约束机制下,罚款强度会数倍于碳市场交易价格,受到惩处的责任主体失信情况会被纳入信用管理。
绿色金融大有可为
从宏观角度来看,世界现行的主流金融结构是建立在碳基资产之上的,典型代表就是石油美元。伴随着能源结构的调整,金融资产结构也将发生巨大的改变。预计未来40年左右时间,将有120万亿~160万亿元的资金进入碳中和领域,年均投入应该在3万亿~6万亿元。
国际资本投向已在现实中发生根本性的方向调整,从高碳项目上大规模撤退,可再生能源成为资金追捧的对象。制造业、建筑业、冶炼业、农业等原来高碳排放行业的低碳技术吸引了大批的风险投资与股权投资基金,负碳技术尤其受到关注。
金融体系应该充分发挥资源配置和利益调节作用,绿色金融可以大有可为。对绿色金融定义的内涵和外延,不同国家的看法和定义不尽相同。求最大公约数的话,绿色金融无非是体现在两个方面,一是服务于减少对环境破坏行为的金融服务,二是关注并有效改善对环境友好性的金融手段或行为。
在这两个界定下得到应用的金融工具或工具组合都应该是绿色金融的范畴,比如:针对碳权/排污权的质押融资;针对节能低碳项目的项目融资;绿色低碳产业基金/绿色气候债券/碳汇交易/碳期货;通过置换、质押等金融衍生手段降低合约成本,使碳配额价值最大化,并可能成为理财产品;个人或社区碳积分;为减碳行为或融资提供的保险。
中国实质性推行绿色金融起步于2017年6月,国务院决定在广东、浙江、江西、贵州、新疆5个省区的部分地区设立绿色金融改革试验区。
2021年前三季度,中国发行的绿色债券已超过5600亿元人民币,国内21家主要银行机构的绿色信贷余额达14.08万亿元人民币。绿色保险、绿色基金、绿色股权融资也得到快速发展。
中国碳交易市场开市、绿色金融支持产业目录调整、碳减排支持工具创设以及碳中和债券工具创新等都进一步为绿色金融加温放量。中国绿色金融体量已位居世界前列,发展潜力巨大,未来可期。
科学发展,对绿色的定义还需进一步与国际协调接轨。路同轨,方畅达。由于绿色发展阶段和国情差异,一些环保先行国家将一切燃煤资源开发利用和可能对环境造成破坏的大型基建项目都视为非绿色,而在我国,一些服务于火电厂减排治污、重大交通设施建设的金融产品还可以被认定为绿色。
发展绿色金融还需要大量既懂金融又熟悉环保的复合型人才和专业化中介机构的支撑,目前人才短缺、机构不足的矛盾还比较突出。
产品创新性、需求匹配性需要与时俱进,不断适应市场需求快速发展的需要。金融机构目前提供的绿色金融产品主要集中在绿色贷款、绿色债券、绿色保险等类型上,绿色属性和创新性还不充分,流程照搬传统业务,信贷产品结构比较传统、单一,债券发行成本高,征信服务与认证机构还比较缺乏,碳排放权、排污权交易等新型权益交易还处于初步摸索阶段。
发展绿色金融,需要进一步打通跨行、跨领域、跨地域、跨行业的信息渠道,实现大数据高效共享,使信息获取与披露更充分及时,建立健全与绿色金融匹配的约束激励机制。
呼唤颠覆性技术的出现
碳中和需要依靠绿色科技的进步,特别是呼唤颠覆性技术的出现。
绿色技术包括能源技术、材料技术、生物技术、污染治理技术、资源回收技术、环境监测技术、清洁生产技术等,如果应用到不同的产业,比如钢铁行业、铝行业、建筑行业、汽车行业等,将会是一个巨大的绿色科技的网格。
我们在绿色技术中格外关注碳治理技术,这是绿色技术中关键的一部分。可降低碳排放的技术被称为低碳技术;不产生二氧化碳的技术被称为零碳技术;可使二氧化碳净减少或把二氧化碳作为原料来生产新产品的技术叫负碳技术。
技术创新是碳中和的主角。再生能源、电动汽车、共享经济、人工智能、数字经济、智能制造、新材料等新技术、新产业、新模式层出不穷,是近些年技术进步促进社会发展和经济增长的具体体现。
正是在技术进步驱动下,光伏、风电发电成本快速下降。中国具有巨大的应用场景、产业规模,新技术能够迅速降低成本并被市场应用,这也正是中国产业优势所在,光伏发电成本在过去20年下降了90%。
碳中和的战略目标将引领并加速能源科技的创新和发展。与碳中和相关、正在提速发展的能源科技包括储能技术、节能技术、绿氢技术、固废利用技术、分布式能源技术、新能源交通技术等。
CCUS是贴合中国特色碳中和道路需求的“撒手锏”,可以将二氧化碳从排放源中分离后直接加以利用。作为目前唯一能够实现化石能源大规模低碳化利用的减排技术,CCUS是实现碳中和目标技术组合的重要构成部分。
其中,捕集技术经过多年发展已经很成熟。捕集之后怎么办?欧美推崇封存,也就是把捕集到的二氧化碳封存到深海中去。且不说这样做是否经济,也不说是否会造成难以评估的地质风险,但就说捕集后没有变废为宝化敌为友,这样的处理没从根本上解决碳中和问题。
不过,在中国,任何能推动二氧化碳净减少的技术都应该被重视,能够把二氧化碳作为原材料、变废为宝资源化利用的更应该被重视,二氧化碳利用中具有经济效益和大规模利用空间的技术和产业尤其应该被重视和推广。
综合来看,判断CCUS技术是否有推广价值,有几个原则:原理是否有创新性、技术是否具有颠覆性;工艺是否简洁合理;产成品是否有广阔应用市场;规模化应用后经济上是否算得过来账;技术是否已经成熟;综合效应是否足够好。
另一项值得关注的技术是等离激元,一项被认为可用于分解二氧化碳的前沿技术。
等离激元理论是21世纪才出现的,1951年美国科学家David Pines和David Bohm提出了等离激元概念,进入21世纪,材料技术的突破使纳米材料的成本降低,这个现象被发现,一批奠基的论文出现了,随后被观测到。
等离激元刚开始出现的时候是被用作光增强的工具,后来有人用它分解二氧化碳、裂解水、人造食品,甚至有人认为这个理论是小型可控核聚变的路径之一。
按照对CCUS技术的判断原则,等离激元催化合成油气技术原理具有颠覆性,等离激元催化油气技术的流程相比于一般技术流程足够短,一般的煤化工是裂解、浓缩、化合、提纯四步完成,而等离激元是裂解、化合一次性完成。在技术成熟度上,已经完成工业中试,开始商业应用。