實現碳中和要求構建近零排放新型能源體系
對于中國提出的
碳中和目標,主要存在兩種理解:一種認為碳中和是指二氧化碳的凈零排放;另一種認為碳中和是指溫室氣體的凈零排放。顯然,溫室氣體凈零排放的目標更高,實現該目標需要更為強有力的行動和措施。對于碳中和的定義和內涵,聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的《全球1.5℃增暖特別報告》提出了四種概念:碳中和(carbon neutrality)、二氧化碳凈零排放(net zero CO2 emissions)、凈零排放(net zero emissions)和氣候中性(climate neutrality)。其中,碳中和與二氧化碳凈零排放雖然表述不同但內涵一致,均是指一定時期內人類活動引起的二氧化
碳排放量與二氧化碳人為消除量相抵消;而凈零排放是指一定時期內人類活動引起的溫室氣體排放與溫室氣體人為消除量相抵消,通過選擇氣候指標如全球變暖潛勢值(global warming potential)將各種溫室氣體轉換成二氧化碳當量值再進行加總,從而完成對溫室氣體凈零排放的核算;氣候中性(climate neutrality)描述的是人類活動對氣候系統作用凈零的一種狀態,其側重點是人類活動對氣候系統的影響,不僅要考慮溫室氣體的排放,還需要考慮人類活動帶來的生物地球物理效應(biogeophysical effects)。例如,眾所周知的城市熱島效應,城市化對地表反照率、植被覆蓋率等產生影響從而引起溫升等地區性氣候變化。
可見,碳中和從字面上理解是指二氧化碳的凈零排放,即指一定時期內人類活動引起的二氧化碳排放量與二氧化碳人為消除量相抵消。2021年4月《中美應對氣候危機聯合聲明》中對中美兩國的應對氣候變化目標做出了區分:“兩國都計劃在格拉斯哥聯合國氣候公約第26次締約方大會之前,制定各自旨在實現碳中和/溫室氣體凈零排放的長期戰略”。這一表述意味著中國所提出的碳中和目標有別于美國的溫室氣體凈零排放目標。
不過,需要進一步指出的是:《巴黎協定》第四條第一點明確指出:為了實現2℃和1.5℃的長期溫控目標,締約方旨在盡快達到溫室氣體排放的全球峰值,此后利用現有的最佳科學迅速
減排,在21世紀下半葉實現溫室氣體源的人為排放與
碳匯的清除之間的平衡。因此,在各國的具體實踐中
政策表述均圍繞溫室氣體展開。2021年4月,歐洲議會和歐盟理事會就《歐洲氣候法》關鍵內容達成臨時協議,其中明確2050年實現氣候中性。可見,溫室氣體凈零排放將逐步成為國際社會的主流目標。因此,本文認為碳中和顧名思義就是指二氧化碳的凈零排放,但考慮到國際上的趨勢,中國也將會逐步把非二氧化碳溫室氣體排放納入約束范圍。
根據生態環境部發布的《中華人民共和國氣候變化第二次兩年更新報告》:2014 年中國溫室氣體排放總量為123億噸二氧化碳當量,二氧化碳排放總量為103億噸,占溫室氣體排放總量的83.5%;能源消費二氧化碳排放量為89億噸,占二氧化碳排放總量的87%,占溫室氣體排放總量的72%;碳匯量為11億噸①。二氧化碳排放方面,主要有兩大來源:一是煤炭、石油、天然氣等化石能源消費碳排放,二是
水泥生產、石灰生產、
玻璃、純堿、氨水、電石和氧化鋁等工業過程碳排放。其中,化石能源消費二氧化碳排放是主體,按照國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心核算的結果,2020年能源消費二氧化碳排放量為99億噸;按比例估算2020年工業過程二氧化碳排放量為15億噸左右。非二氧化碳溫室氣體排放方面,按照清華大學氣候變化與可持續發展研究院課題組發表的報告,2020年非二氧化碳溫室氣體排放量為25億噸二氧化碳當量左右。
在人為消除方面:其主要包括兩類:一是碳匯,即通過植樹造林等措施,利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳,并將其固定在植被和土壤中;二是碳捕捉與封存(CCS),即將CO2從相關排放源中分離出來,輸送到封存地點,并長期與大氣隔絕。其中,碳匯方面受國土自然條件的約束而具有有限性,中國通過植樹造林等方式農林業碳匯總量預計在10億-15億噸。根據上述排放量和碳匯量數據,2060年之前實現碳中和要求在2060年之前將二氧化碳排放量從當前的115億噸左右減少到10億-15億噸。考慮到工業領域的二氧化碳排放和非二氧化碳溫室氣體排放
問題,為了給實現溫室氣體凈零排放爭取空間,對于能源領域而言,要求到2060年實現二氧化碳近零排放,即從當前的100億噸左右減少到接近零。二氧化碳近零排放的能源體系理論上有兩種可能:一是化石能源退出歷史舞臺,未來能源系統依靠零碳的非化石能源;二是能源系統中仍存在一定規模的化石能源,但是通過碳捕集和封存技術將這一部分化石能源使用所帶來的二氧化碳排放進行捕集、封存或利用。如果碳捕集的成本不能夠大幅度下降,那么碳中和就意味著到2060年要基本結束化石能源時代,建成近零碳排放能源體系。