访中国工程院院士杜祥琬：实现碳中和需要有力抓手

北极星火力发电网讯:历史需要我们考出好成绩

《能源评论》：近来碳达峰、碳中和成为社会各界高度关注的话题，您认为碳中和的要素和碳减排举措有哪些？

杜祥琬：如果碳排放能够降到等于碳汇的数量，或者碳汇足以抵消剩余的碳排放，就可以称为碳中和。碳中和的三要素包括节能提效、低碳能源替代、增加碳汇（包括各种移除碳的技术）。在以化石能源为主的今天，碳减排的主要举措包括以下三个方面：首先是“提能效、降能耗”，主要集中在建筑、交通、工业、电力节能领域；其次是“低碳能源替代”，应高比例发展非化石能源，特别是可再生能源；最后是“碳移除”，包括增加碳汇、大力发展CCUS（碳捕集、利用与封存）等技术。

《能源评论》：您曾表示，实现碳达峰、碳中和目标是全球大势、时代命题。您认为，中国应该如何作为？

杜祥琬：欧盟2020年提出了绿色复苏计划，决定投入1.82万亿欧元，努力成为第一个碳中性大陆；美国新一届政府已经宣布了重返《巴黎协定》；德国宣布2050年要实现温室气体净零排放。企业层面，近期国内外众多能源公司纷纷发布碳中和目标、行动方案。

从工业文明时代走向生态文明时代，这是人类文明的赶考。碳达峰、碳中和是全球参与的大考，中国不能落后，历史需要我们考出好成绩，需要大家的共同努力。

《能源评论》：对于从碳达峰到碳中和的时间，发达国家的计划是45～70年，而中国只给自己预留了30年，您如何看待这一挑战和机遇？

杜祥琬：实现碳中和绝非易事。这个挑战不仅是对中国，对全球也同样存在。我们面临的挑战确实有一些特点，比较突出的问题就是煤炭消费占比较高。如何稳步地减少化石能源消费，用非化石能源替代，实现公平、公正的能源转型，都是很大的难题，但也正因为如此，一旦实现清洁低碳转型，我们所获得的效益也会更多，将使我们的能源结构得到优化、能源效率得到较大提高。

《能源评论》：在推进碳达峰、碳中和的进程中，您认为应该如何看待能源行业的作用？

杜祥琬：全球气候变化的主因是人类活动排放的温室气体。在温室气体中，二氧化碳占比达到73%，而九成二氧化碳来自化石燃料，也就是煤炭、石油、天然气的燃烧。

对于能源行业的发展，要从人类文明形态进步的高度来认识能源转型和能源革命。人类文明形态要不断进步，这是历史的必然，而能源革命是它的基础和动力。当年，化石能源包括煤炭、石油、天然气的发现和利用极大地提高了劳动生产率，使人类文明由农耕文明进入工业文明，这是一轮全球性的能源革命。200多年来，工业文明在带来巨大进步的同时也产生了日益严重的环境问题、气候变化问题和不可持续性问题。

现在，非化石能源的巨大进步正在推动人类文明由工业文明走向生态文明，这是又一轮深刻的能源革命。新冠肺炎疫情引发反思，人类是否需要一场自我革命，而气候变化是另一种全球性的非传统安全问题，从这个角度来看，能源革命势在必行、能源低碳化事关人类未来，这些已经是全球高度的共识。

《能源评论》：有人认为，实现碳达峰、碳中和会对经济发展产生负面影响，您怎么评价？

杜祥琬：实现碳达峰、碳中和不仅不会限制经济社会发展，而且会推动新兴经济的发展、新型发展方式的出现。因为推动碳达峰、碳中和会带来新的投资、新的技术、新的工业、新的交通、新的建筑、新的能源，还会创造一个有中国特色的新型发展方式，带动经济社会的进步，实现可持续发展。

实现目标需要有力抓手

《能源评论》：在您看来，实现碳达峰、碳中和目标，从宏观层面有哪些抓手？

杜祥琬：首先，碳减排和蓝天保卫战有高度的协同性，应将二者统筹考虑、同步推进。随着我国碳达峰、碳中和目标的逐步实现，空气质量的指标比如PM2.5，将首先达到国家标准35微克/立方米，并进一步达到世界卫生组织公布的目标15微克/立方米，甚至是10微克/立方米。这个指标，美丽中国必不可少。

其次，节能提效是降低碳排放的一大举措。2019年，我国的能源强度是世界平均水平的1.3倍，比英国、德国、法国、日本这些国家要高出更多。如果将能源强度降到世界平均水平，就意味着同样的GDP下我们将少用近10亿吨标准煤。在当前消费水平下，能耗每降低1%，可以减少0.5亿吨标准煤、减排1亿多吨二氧化碳。

节能提效包括结构节能、管理节能、技术节能和文化节能，这些都很重要，可以从很多方面努力推进。比如，目前煤电的度电煤耗（标准煤）全国平均水平是307克/千瓦时，如果能降到289克/千瓦时，就能节约超过1亿吨标准煤；燃煤工业锅炉如果采用高效低排放煤粉炉，热效率可以由65%上升到90%；钢铁建材等产品的能耗如果达到国际先进水平、居民服务业燃煤炉灶如果采用热效率70%的新型炉灶，每一项都能节约超过1亿吨标准煤。大数据中心耗能非常可观，也应努力节能。

此外，现在中国的高耗能产业已经饱和甚至超饱和，依靠其带动GDP是不符合中国现实的，不能再让其发展。现代化的美丽中国，必须是一个节能的国家、高能效的国家。

《能源评论》：分行业来看，您认为有哪些领域值得关注？

杜祥琬：电力行业的碳减排非常重要。我国电力行业二氧化碳排放量占总排放量的近一半。现在电力装机中煤电占比仍接近一半。来自中国电力企业联合会的数据显示，截至2020年年底，我国全口径发电装机容量为22亿千瓦，其中全口径煤电装机容量为10.8亿千瓦，占总装机容量的比重为49.1%，首次降至50%以下。

可再生能源是本国可以掌控的、更经济、更安全的能源，除了可以提供绿色电力，还可以用来制备“绿氢”、供热、供冷。因此，要大力开发非化石能源电力，高比例发展可再生能源，特别是光伏和风电。2010～2019年，我国光伏发电、光热发电、陆上风电和海上风电项目的成本分别下降约82%、47%、39%、29%，且还在进一步降低中。2019年，我国非化石能源占一次能源消费比重为15.3%，根据国网能源研究院的预测，“十四五”末（2025年）这一数字将达到20%，到2050年、2060年分别可以达到70%、80%。

同时，需要推动煤电高效、洁净化利用和灵活性改造，发展热电联产、生物质掺烧，逐步、有序地减少煤电占比，实现公平、公正的能源转型。如此，美丽中国将来会拥有一个以非化石能源电力为主的新能源电力系统。

《能源评论》：在新的目标下，新能源电力装机容量和占比会越来越高，您对新能源企业有何期待？

杜祥琬：对以风电、光伏为代表的新能源而言，10年以前，可以说是“微不足道”；10年以后（2030年）要达到12亿千瓦的装机规模，可谓“举足轻重”；未来，将有更多的电力由非化石能源承担，必将“担当大任”。

同时，新能源企业要经常反思不足、做好自己，才能赢得未来。我们不仅要增加新能源电力的装机容量，而且要增加电力输出；不仅要增加电力输出，而且要做好高质量的电力输出；在提升新能源发电效率的同时，还要与电网、储能更好地结合，在现阶段应与化石能源配合好。

《能源评论》：除能源电力行业外，还有哪些行业值得关注？

杜祥琬：其一是交通行业减排。新能源汽车无论是以电代油还是以氢代油，实质上都是以可再生低碳燃料（生物航空燃油、合成航空燃油和氨）替代石油。通过未来几十年的努力，我们将逐渐建成美丽中国的脱碳交通能源体系。

其二是工业减排。现在我国工业能耗占全社会能耗的60%，未来这一比例要继续降低，需要依靠产业结构调整来抑制高耗能产业发展。在轻工业方面，可以发展热泵、电加热来取代传统锅炉。

通过技术进步实现减排是美丽中国工业零碳发展的重要方向。比如，在钢铁行业，电炉炼钢技术的碳强度远低于现有的高炉生产技术，未来把长流程改进为短流程，可以大大降低碳排放强度和煤炭消耗。如果进一步以绿氢直接还原铁，还可以实现钢铁生产的零碳化。

其三是建筑（建造和运行）减排。关键是建筑电气化，包括供暖、制冷、照明、烹饪、家用电器等都可以实现电气化。电将来主要来自可再生能源以及工业余热。建筑行业的数字化、智能化应用，智能家居、智能家用电器的普及都会加速建筑业的脱碳进程。

需要强调的是，建筑改造不仅可以节能，还可以产能。比如，利用BIPV（建筑光伏一体化）技术，家庭或者学校在用能的同时还可以产能，实现自发自用，变身为产消者（Prosumer）。据粗略匡算，我国城乡建筑的外立面面积约为600亿平方米，可利用面积约为250亿平方米，再加上其他基础设施可以利用的建筑表面，比如高速公路、高铁等，按照50%的面积可以加装光伏板计算，可以安装15亿千瓦的光伏，年发电量约2万亿千瓦时。

同时，还需要提高电源灵活性，让储能设施、电动汽车、充电桩等成为一体化的新型建筑配电系统的组成部分。

《能源评论》：您认为，还有哪些方面的举措需要加强？

杜祥琬：发展循环经济对于碳中和很重要，循环经济——固废资源化利用不可或缺。固体废弃物分类利用的程度，是衡量一个国家现代化水平的标志和标准。减少垃圾的填埋，高比例地将其资源化利用，减少填埋垃圾产生的温室气体（甲烷），也会为我国实现碳中和目标作出贡献。

在发展碳汇的同时，鼓励CCUS等碳移除技术也不容忽视。目前我国生态系统的碳汇能力大约为年减排12亿吨二氧化碳。我国也宣布了森林蓄积量2030年将比2005年增加60亿立方米，碳汇还有增长空间。