廣泛而深刻的系統(tǒng)性變革
我認(rèn)為,“五碳并舉”實(shí)現(xiàn)
碳中和會帶來政府行為、企業(yè)行為和個人行為的根本變化,影響范圍非常大。這場經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性變革,涉及觀念重塑、價值重估、產(chǎn)業(yè)重構(gòu)及廣泛的社會經(jīng)濟(jì)和生活影響。
第一是觀念重塑。全球推進(jìn)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展將從資源依賴型向技術(shù)依賴型轉(zhuǎn)變?,F(xiàn)在的全球經(jīng)濟(jì)高度依賴化石能源,但化石能源地域分布極不均勻,目前,煤炭儲量最多的前五個國家占了全球煤炭75%的儲藏量;石油儲量,前五個國家占了62%;天然氣儲量,前五個國家占了64%?!拔逄疾⑴e”里的第二碳是能源結(jié)構(gòu)降碳,核心是要大幅提升可再生能源或者非化石能源比例。非化石能源最典型的分別是風(fēng)能、太陽能、水能、核能。其中風(fēng)能、太陽能將來比例會更高。全球風(fēng)、光資源分布相對更均勻,誰能夠更好地抓取風(fēng)、光資源,即開發(fā)出大規(guī)模應(yīng)用風(fēng)電、光伏電的領(lǐng)先技術(shù)體系,誰就提升了長期經(jīng)濟(jì)發(fā)展支撐能力。未來會更關(guān)注關(guān)鍵技術(shù)的競爭。國際能源署(IEA),分別對低碳發(fā)電、
電力基礎(chǔ)設(shè)施、
交通運(yùn)輸用電、工業(yè)用電、建筑物用電、燃料轉(zhuǎn)化用電等技術(shù)做了梳理分析,在低碳發(fā)電領(lǐng)域像光伏發(fā)電等技術(shù)已比較成熟,可走向
市場;在電力基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域,智能充電等技術(shù)目前還需要進(jìn)一步研發(fā)、競爭,才能推向市場。IEA2021年的最新報(bào)告顯示在全球能源行業(yè)的路線圖里,2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放的關(guān)鍵技術(shù)中,50%目前尚未成熟,需要進(jìn)一步研發(fā)提升,可見走向技術(shù)依賴型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式對科技創(chuàng)新的需求更加迫切。
第二,價值重估。先看能源成本。目前風(fēng)、光發(fā)電和火力發(fā)電的成本已相近。但如果加上并網(wǎng)成本,風(fēng)、光伏電目前和火電比還比較高。
碳市場的建立和逐步完善會使碳價在全國或者全世界發(fā)揮作用,逐漸使技術(shù)的競爭優(yōu)勢發(fā)生變化,并網(wǎng)成本隨著規(guī)模的應(yīng)用將大大降低,因此風(fēng)電、光伏電的價值和競爭力會被重新認(rèn)識。
再看看地域價值。目前,我們國家東部是發(fā)達(dá)地區(qū),中西部是欠發(fā)達(dá)地區(qū),但風(fēng)、光資源恰恰比較集中在中西部,這會給這些地域帶來新的發(fā)展機(jī)遇,可能一些耗能比較高的產(chǎn)業(yè)在那些供能比較密集的地域有更多的發(fā)展機(jī)遇,一定程度上也能帶動這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,使發(fā)展不平衡的
問題得到一定解決。舉個例子,
寧夏地域很廣闊,但沙地很多,一家企業(yè)做了大量的太陽能板,獲得的太陽能用于發(fā)電,太陽能板造成大量的陰影,在陰影下種的寧夏特產(chǎn)枸杞,和沒有太陽能板覆蓋的枸杞相比,水分保持時間更長。太陽能板到一定時候是有污染的,會影響吸收太陽能,需要沖洗,沖洗太陽能板的水可以用來灌溉下面的枸杞,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。這個經(jīng)濟(jì)模式,把原來比較荒的沙地大幅改變?yōu)槟茉蠢玫睾托碌慕?jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)地,為發(fā)展帶來全新機(jī)遇。
價值重估還有一個例子,光伏發(fā)電需要多晶薄膜材料,制造這種材料需要的關(guān)鍵稀缺元素如銦、碲等,這些元素如果以現(xiàn)有資源量供給現(xiàn)有用量沒有問題,但2050年光伏裝機(jī)總量的目標(biāo)是要比2020年增加19倍,因此這些稀缺元素的累計(jì)需求量會大幅增加,其未來價值會更大提升?,F(xiàn)在的固體廢物里有這些元素,但現(xiàn)在更多地把這些元素視為有毒有害物,想辦法進(jìn)行無害化處理,一旦其價值增加后,可能就需要提高技術(shù)精打細(xì)算地從固體廢物里把它們提取出來,這將大大推動它們的循環(huán)利用,這也是價值重估推動技術(shù)變化。
第三,產(chǎn)業(yè)重構(gòu)。未來在減碳推動下,傳統(tǒng)加油站會變成加能站,在我們國家這正在走向現(xiàn)實(shí)。中
石化在“十四五”期間計(jì)劃利用原有3萬座加油站、870座加氣站的布局優(yōu)勢,建設(shè)1000座加氫站或油氫合建站、5000座充換電站、7000座分布式光伏發(fā)電站點(diǎn)。
供電系統(tǒng)也會發(fā)生變化。傳統(tǒng)上,我們通過火電、核電、水電的電網(wǎng)系統(tǒng)滿足生產(chǎn)生活所需,但未來,風(fēng)和光這兩種新能源會引入到新型電力系統(tǒng),其比例高了以后,有一個非常重要的特點(diǎn),即其波動性非人為可控,風(fēng)、光是天然資源,有季節(jié)性變化,甚至有日變化,波動性很大,不像火電可控。這個情況下電力供需管理系統(tǒng)會催生新型產(chǎn)業(yè)——虛擬電廠。以前“以需定供”的模式相對穩(wěn)定,現(xiàn)在“供”的地方出現(xiàn)了不穩(wěn)定,就要最大限度挖掘“需”的地方,找到調(diào)
節(jié)能力,這個調(diào)節(jié)能力如果在建筑物里,就是調(diào)節(jié)生活用能,比如洗碗機(jī)、洗衣機(jī)這些生活用電對時間不是特別敏感,早點(diǎn)干晚點(diǎn)干都行,放在什么時候洗系統(tǒng)來控制,反正到時候就洗干凈,這是生活用能的一種做法。生產(chǎn)上,比如
水泥工業(yè)一些研磨工藝、
有色冶金電解鋁工藝、
鋼鐵行業(yè)電爐用電等,在一定幅度里可調(diào)節(jié),這個調(diào)節(jié)通過智能系統(tǒng)就能在供需之間形成相對平衡。大規(guī)模的電動車應(yīng)用,其充電也有較大的調(diào)節(jié)波動能力。我們把未來發(fā)展中,這部分從調(diào)節(jié)“需”方來適應(yīng)“供”方的波動的功能,叫做虛擬電廠。這是未來發(fā)展里非常值得期待的?,F(xiàn)在
江蘇等一些省份已有這樣的例子,水泥、有色冶金電解鋁、鋼鐵行業(yè)這三種工業(yè)已可形成2000兆瓦的虛擬電廠,相當(dāng)于十來個燃煤火電廠的發(fā)電量的供需調(diào)節(jié)能力。未來,這部分新業(yè)態(tài)發(fā)揮的作用還會更大。
產(chǎn)業(yè)重構(gòu)方面,減碳壓力的產(chǎn)業(yè)鏈傳遞也很突出。越來越多的全球性大公司自主承諾
減排,原來對一家企業(yè)到底排多少碳主要看生產(chǎn)過程,但現(xiàn)在已擴(kuò)大到產(chǎn)業(yè)鏈。一個產(chǎn)業(yè)鏈包括上游原料和下游產(chǎn)品應(yīng)用,把上下游綜合考慮起來,就會形成減碳壓力的產(chǎn)業(yè)鏈傳遞。比如,中國現(xiàn)在是世界上最大的小汽車生產(chǎn)和消費(fèi)市場,每年產(chǎn)銷2500~3000萬輛,是美國和日本的總和,這么大的量,對鋼材需求比較大。一家承諾了產(chǎn)業(yè)鏈上要減碳的跨國公司在生產(chǎn)小汽車時,就會要求上游生產(chǎn)鋼材的廠家也要跟著它減碳,形成倒逼,煉鋼廠如果達(dá)不到它的要求,它就會去找其他能達(dá)到要求的供應(yīng)商。
工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈也會發(fā)生重大變化,傳統(tǒng)石油煉制形成汽柴油輸送給燃油車,燃油車消費(fèi)后會排放大量二氧化碳,未來這一產(chǎn)業(yè)鏈的市場空間會被大大壓縮。新能源大幅推廣后,通過石油生產(chǎn)基礎(chǔ)
化工原料,產(chǎn)出橡膠、塑料、纖維這樣的產(chǎn)品還有很大市場空間,而相關(guān)新材料還會進(jìn)一步拓展市場空間。因此化工生產(chǎn)系統(tǒng)未來的主要方向會是燃料變成原料、能源變成資源,這樣在終端產(chǎn)品里
碳排放的壓力會明顯減少。
除了觀念重塑、價值重估和產(chǎn)業(yè)重構(gòu)以外,碳中和對社會生活也會造成廣泛影響。
先看出行方面。比如大幅使用新能源汽車,特別是電動車,在全國會形成比較大的消納風(fēng)電、光伏電的能力,這也是虛擬電廠的組成部分。一個電動小汽車用戶,可能根據(jù)充放電的過程做優(yōu)化選擇,未來可能會通過虛擬電廠的方式,在整個優(yōu)化系統(tǒng)里發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,當(dāng)光伏電、風(fēng)電特別充足時,電價相對低,可把小汽車的電充滿,形成一個分布式儲能系統(tǒng)。當(dāng)風(fēng)電、光伏電不足時,電價會漲,小汽車用戶可以去放電,相當(dāng)于賣電。國家電網(wǎng)在
北京一個雙向充放電互動樁試點(diǎn),結(jié)果表明,一輛小汽車選擇合適時段充放電,一度電能掙4毛錢,一年下來能掙4000塊錢。此外,小汽車用戶白天到單位上班,把車充滿光伏高峰電,晚上回到家,停車位可以直接和家中用電系統(tǒng)關(guān)聯(lián),晚上用的就是白天充的便宜電,將來怎么優(yōu)化這個系統(tǒng)也是很有趣的課題。據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》研究報(bào)告預(yù)測,2040年中國電動汽車保有量將達(dá)到3億輛,每輛車平均65千瓦時,車載儲能容量約達(dá)200億千瓦時,將與中國每天消費(fèi)總電量基本相當(dāng)。
其次是住——建筑?,F(xiàn)在有個概念叫“光儲直柔建筑”,“光”指的是利用建筑的表面去發(fā)展光伏電,有研究表明,理論上如果把全北京的屋頂都裝上光伏電,獲得的電能可能是北京市用電量的2倍?!皟Α本褪墙ㄖ锢锟梢枣溄咏ㄖ锿獬潆姌痘蛐铍姵?。“直”是內(nèi)部直流配電。“柔”是彈性負(fù)載、柔性用電,直流和交流用電會提升15%效率,同時如果用了柔性用電系統(tǒng),建筑在用電上會有15%~30%的調(diào)節(jié)能力,所以在適應(yīng)未來高比例的風(fēng)電、光伏電時,會成為非常重要的系統(tǒng)。如果是典型的住宅建筑和辦公建筑群的組合,可以消納近百公里范圍的光伏電,春夏秋三季基本可以實(shí)現(xiàn)供電平衡,冬季因?yàn)橛泄┡枰?,供電量會有缺口。柔性用電是充分利用風(fēng)、光這些非化石可再生資源。
第三,對老百姓個人行為也有影響。在上海已開始實(shí)施
碳普惠行動,無論是垃圾分類、綠色出行、節(jié)約用電,還是光盤行動等,都可以積分制,這個分叫作碳幣,你可以在一定范圍內(nèi)使用它,購買一些你需要的其他商品、服務(wù),這是鼓勵簡約生活,人人都可以對減碳行動作出或大或小的貢獻(xiàn)。
碳中和倒逼能源結(jié)構(gòu)、交通結(jié)構(gòu)大幅調(diào)整,可以根本性地解決PM2.5、臭氧污染等大氣污染問題,使我們長期穩(wěn)定地獲得藍(lán)天。同時由于增加
碳匯的需要,我們的陸生生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)會加速改善,也就是生態(tài)恢復(fù)和生態(tài)工程的建設(shè)會大幅加速推進(jìn)。到2030年,中國森林蓄積量要比2005年增加60億立方米,這個數(shù)字將來還會增加,此外對土壤碳匯、海洋碳匯、礦物碳匯和地質(zhì)碳匯改善都會有不同程度的加速推進(jìn)。因此,碳中和能大大促進(jìn)美麗中國的目標(biāo)穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)。
要適應(yīng)這場經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性變革,需要
政策的引導(dǎo)、技術(shù)的變革和人才的培養(yǎng),這三個是最關(guān)鍵的重要支柱。碳中和可能是對中國未來具有巨大影響的一個重大事件,將對自然科學(xué)、工程科學(xué)、社會科學(xué)的發(fā)展和創(chuàng)新提出巨大需求,需要多學(xué)科協(xié)同,通過科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)來實(shí)現(xiàn)這個重要目標(biāo)。從現(xiàn)在到2060年,又是一個40年,碳中和的目標(biāo)絕不是像我們這個年齡段的人可以徹底完成的,需要幾代人來傳承。所以,我們非常希望有更多年輕人投身新事業(yè),為了“雙碳”目標(biāo)共同努力。