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人大常委會副委員長、原國科大校長丁仲禮院士：中國“碳中和”框架路線圖研究
2021-07-13

概  要

 
5月30日，在中國科學(xué)院學(xué)部第七屆學(xué)術(shù)年會上，中科院院士丁仲禮作了題為《中國“碳中和”框架路線圖研究》的專題報告，解讀了碳中和的科學(xué)概念及其內(nèi)涵，分析了碳達峰和碳中和工作的國內(nèi)外形勢，介紹了中科院學(xué)部近期圍繞碳中和問題所布局的咨詢項目進展情況，并就未來我國實現(xiàn)碳中和的路徑等提出了5點初步看法。


 
丁仲禮表示，“碳中和”過程既是挑戰(zhàn)又是機遇，這將會是經(jīng)濟社會的大轉(zhuǎn)型，是一場涉及廣泛領(lǐng)域的大變革。這輪“大轉(zhuǎn)型”需要在能源結(jié)構(gòu)、能源消費、人為固碳“三端發(fā)力”，所需資金將會是天文數(shù)字，決不可能依靠政府財政補貼得以滿足，必須堅持市場導(dǎo)向，鼓勵競爭，穩(wěn)步推進。
 
難度遠大于發(fā)達國家
 
2019年全球碳排放量為401億噸二氧化碳，其中86%源自化石燃料利用，14%由土地利用變化產(chǎn)生。這些排放量最終被陸地碳匯吸收31%，被海洋碳匯吸收23%，剩余的46%滯留于大氣中。
 
丁仲禮表示，“碳中和”是指化石燃料利用和土地利用的人為排放量被人為作用和自然過程所吸收，即實現(xiàn)凈零排放，“碳中和就是要想辦法把原本將會滯留在大氣中的二氧化碳減下來或吸收掉”。
 
當(dāng)前，世界各國碳排放處于不同階段，大體可分為四個類型。英國、法國和美國等發(fā)達國家的排放在上世紀(jì)70-80年代就已經(jīng)實現(xiàn)達峰，目前正處于達峰后的下降階段。
 
丁仲禮指出，我國還處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級，以及經(jīng)濟增長進入新常態(tài)的階段，排放量逐步進入“平臺期”。印度等新興國家排放量還在上升，還有大量的發(fā)展中國家和農(nóng)業(yè)國，伴隨經(jīng)濟社會快速發(fā)展的排放尚未“啟動”。
 
歐盟部分成員國率先承諾到2050年實現(xiàn)碳中和，我國也于2020年9月承諾二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。
 
“這是雄心勃勃但又極其艱難的戰(zhàn)略目標(biāo)，從主要發(fā)達國家的碳排放與經(jīng)濟增長的歷史關(guān)系看，一個國家的發(fā)展程度同人均累計碳排放密切相關(guān)，就我國而言，人均累計碳排放遠遠低于主要發(fā)達國家，也小于全球平均。我們追求2060年達到碳中和，其難度遠大于發(fā)達國家。”丁仲禮說。
 
碳中和是“三端發(fā)力”體系
 
針對碳中和問題中的科技需求，中國科學(xué)院學(xué)部設(shè)立重大咨詢項目“中國碳中和框架路線圖研究”，目標(biāo)是設(shè)計初步路線圖，可供研討、修訂、完善，同時在如何落實“路線圖”上，提出操作層面的建議。
 
當(dāng)前，項目按照排放端、固碳端、政策端3方面進行組織，圍繞未來能源消費總量預(yù)測、非碳能源占比階段性提高途徑、不可替代化石能源預(yù)測、非碳能源技術(shù)研發(fā)迭代需求、陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳現(xiàn)狀測算、陸地生態(tài)系統(tǒng)未來固碳潛力分析、碳捕集利用封存技術(shù)評估、青藏高原率先達標(biāo)示范區(qū)建議、政策技術(shù)分析研究設(shè)立了9個專題進行研究。
 
丁仲禮在報告中指出，碳中和看似很復(fù)雜，但概括起來就是一個“三端發(fā)力”的體系。第一端是能源供應(yīng)端，盡可能用非碳能源替代化石能源發(fā)電、制氫，構(gòu)建“新型電力系統(tǒng)或能源供應(yīng)系統(tǒng)”；第二端是能源消費端，力爭在居民生活、交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑等絕大多數(shù)領(lǐng)域中，實現(xiàn)電力、氫能、地?zé)?、太陽能等非碳能源對化石能源消費的替代；第三端是人為固碳端，通過生態(tài)建設(shè)、土壤固碳、碳捕集封存等組合工程去除不得不排放的二氧化碳。簡言之，就是選擇合適的技術(shù)手段實現(xiàn)“減碳、固碳”，逐步達到碳中和。
 
確定路線圖不要急于“收口”
 
基于碳中和國家戰(zhàn)略目標(biāo)和中科院碳專項的已有成果，丁仲禮還提出了5個方面的初步看法。
 
他表示， “技術(shù)為王”將在此進程中得到充分體現(xiàn)，即誰在技術(shù)上走在前面，誰將在未來國際競爭中取得優(yōu)勢。國家需要積極研究與謀劃、謀定而動、系統(tǒng)布局、組織力量、特殊支持，力爭以技術(shù)上的先進性獲得產(chǎn)業(yè)上的主導(dǎo)權(quán)，使之成為民族復(fù)興的重要推動力。
 
同時，政府的財政資金應(yīng)主要投入在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)示范上，力爭使我國技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的迭代進步快于他國。在此過程中，特別要防止能源價格明顯上漲，影響居民生活和產(chǎn)品出口。
 
丁仲禮提出，中科院學(xué)部咨詢項目只能先給出一個框架性建議，以供科技界討論、修正、完善。“期望匯聚眾智后，學(xué)部的建議對我國如何推動此大轉(zhuǎn)型，如何在未來國家創(chuàng)新體系中形成布局完善、責(zé)任明確的研發(fā)體系等重大問題，有實質(zhì)性的指導(dǎo)意義”。丁仲禮說。
 
項目組認(rèn)為，我國學(xué)術(shù)界應(yīng)該秉持開放的態(tài)度，廣泛參與，發(fā)揮出想象力和創(chuàng)造力；國家有關(guān)部門在確定路線圖的問題上可考慮先經(jīng)歷一段“百家爭鳴”時期，不要急于“收口”。
 
同時，在“大轉(zhuǎn)型”中，行業(yè)的協(xié)調(diào)共進極其重要。“減碳、固碳”“電力替代”“氫能替代”均需要增加企業(yè)的額外成本，如果某一行業(yè)不同企業(yè)間不能協(xié)調(diào)共進，勢必會使“不作為企業(yè)”節(jié)約了成本，從而出現(xiàn)“劣幣驅(qū)逐良幣”現(xiàn)象。由此，分行業(yè)設(shè)計“碳中和”路線圖及有效的激勵/約束制度需盡早提上日程。
 
此外，丁仲禮表示，評價國家、區(qū)域、行業(yè)、企業(yè)甚至家庭的碳中和程度，需從收、支兩端計量。從能源消費角度論，“支”（排放）相對容易計量；“收”（固碳）由于類型多樣，過程復(fù)雜，很難精確計量，尤其是“人為努力”下的固碳增量不易確定。由此，國家應(yīng)盡早建立系統(tǒng)的監(jiān)測、計算、報告、檢核的標(biāo)準(zhǔn)體系，以期針對我國的碳收支狀況，保證話語權(quán)在我。
 
丁仲禮建議對未來排放權(quán)的分配、碳排放的報告核查等問題進行深入研究。“在科技支撐方面，還有很多基礎(chǔ)性的科學(xué)問題比如二氧化碳對增溫的敏感性等需要深入研究。在碳中和問題上，科技界依然任重而道遠。”丁仲禮說。

 
PPT如下：

迄今為止，歐盟部分成員國率先承諾到2050年實現(xiàn)碳中和，我國也于2020年9月承諾“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。


 

我們國家用30年時間實現(xiàn)從“碳達峰”到“碳中和”，這是雄心勃勃但又極其艱難的戰(zhàn)略目標(biāo)。 

從主要發(fā)達國家的碳排放與經(jīng)濟增長的歷史關(guān)系看，一個國家的發(fā)展程度同人均累計碳排放密切相關(guān)，就我國而言，人均累計碳排放遠遠低于主要發(fā)達國家，也小于全球平均。我們追求2060年達到碳中和，其難度遠大于發(fā)達國家。


 



 
碳中和是指人為排放量（化石燃料利用和土地利用）被人為作用（木材蓄積量、土壤有機碳、工程封存等）和自然過程（海洋吸收、侵蝕-沉積過程的碳埋藏、堿性土壤的固碳等）所吸收，即凈零排放。
 
2019年，全球碳排放量為401億噸二氧化碳，其中86%源自化石燃料利用，14%由土地利用變化產(chǎn)生。這些排放量最終被陸地碳匯吸收31%，被海洋碳匯吸收23%，剩余的46%滯留于大氣中。碳中和就是要想辦法把原本將會滯留在大氣中的二氧化碳減下來或吸收掉。
 

 

 
碳中和看似很復(fù)雜，但概括起來就是一個“三端發(fā)力”的體系：
 
第一端是能源供應(yīng)端，盡可能用非碳能源替代化石能源發(fā)電、制氫，構(gòu)建“新型電力系統(tǒng)或能源供應(yīng)系統(tǒng)”；
 
第二端是能源消費端，力爭在居民生活、交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑等絕大多數(shù)領(lǐng)域中，實現(xiàn)電力、氫能、地?zé)帷⑻柲艿确翘寄茉磳茉聪M的替代；
 
第三端是人為固碳端，通過生態(tài)建設(shè)、土壤固碳、碳捕集封存等組合工程去除不得不排放的二氧化碳。
 
簡言之，就是選擇合適的技術(shù)手段實現(xiàn)“減碳、固碳”，逐步達到碳中和。

























我國有規(guī)模龐大的的涉氫產(chǎn)業(yè)體系——石化化工產(chǎn)業(yè)，這是氫的最主要利用領(lǐng)域，現(xiàn)在是，將來也是！我們?nèi)绻軐⒕G氫恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用于石化化工產(chǎn)業(yè)，才能更好地體現(xiàn)綠氫價值??！真正解決工業(yè)脫碳的大難題！


 





















碳中和國家戰(zhàn)略目標(biāo)和中科院碳專項的已有成果，丁仲禮院士提出了五方面的初步看法：
 

 
1、“碳中和”過程既是挑戰(zhàn)又是機遇，將會是經(jīng)濟社會的大轉(zhuǎn)型、一場涉及廣泛領(lǐng)域的大變革。“技術(shù)為王”將在此進程中得到充分體現(xiàn)，即誰在技術(shù)上走在前面，誰將在未來國際競爭中取得優(yōu)勢。國家需要積極研究與謀劃、謀定而動、系統(tǒng)布局、組織力量、特殊支持，力爭以技術(shù)上的先進性獲得產(chǎn)業(yè)上的主導(dǎo)權(quán)，使之成為民族復(fù)興的重要推動力。
 
 
2、這輪“大轉(zhuǎn)型”需要在能源結(jié)構(gòu)、能源消費、人為固碳“三端發(fā)力”，所需資金將會是天文數(shù)字，決不可能依靠政府財政補貼得以滿足，必須堅持市場導(dǎo)向，鼓勵競爭，穩(wěn)步推進。政府的財政資金應(yīng)主要投入在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)示范上，力爭使我國技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的迭代進步快于他國。在此過程中，特別要防止能源價格明顯上漲，影響居民生活和產(chǎn)品出口。
 


 
3、本學(xué)部咨詢項目只能先給出一個框架性建議，以供科技界討論、修正、完善。期望匯聚眾智后，學(xué)部的建議對我國如何推動此大轉(zhuǎn)型，如何在未來國家創(chuàng)新體系中形成布局完善、責(zé)任明確的研發(fā)體系等重大問題，有實質(zhì)性的指導(dǎo)意義。項目組認(rèn)為，我國學(xué)術(shù)界應(yīng)該秉持開放的態(tài)度，廣泛參與，發(fā)揮出想象力和創(chuàng)造力；國家有關(guān)部門在確定路線圖的問題上可考慮先經(jīng)歷一段“百家爭鳴”時期，不要急于“收口”。
 

 
4、“大轉(zhuǎn)型”中，行業(yè)的協(xié)調(diào)共進極其重要。“減碳、固碳”“電力替代”“氫能替代”均需要增加企業(yè)的額外成本，如果某一行業(yè)不同企業(yè)間不能協(xié)調(diào)共進，勢必會使“不作為企業(yè)”節(jié)約了成本，從而出現(xiàn)“劣幣驅(qū)逐良幣”現(xiàn)象。由此，分行業(yè)設(shè)計“碳中和”路線圖及有效的激勵/約束制度需盡早提上日程。
 

 
5、評價國家、區(qū)域、行業(yè)、企業(yè)甚至家庭的碳中和程度，需從收、支兩端計量。從能源消費角度論，“支”（即排放）相對容易計量；“收”（即固碳）由于類型多樣，過程復(fù)雜，很難精確計量，尤其是“人為努力”下的固碳增量不易確定。由此，國家應(yīng)盡早建立系統(tǒng)的監(jiān)測、計算、報告、檢核的標(biāo)準(zhǔn)體系，以期針對我國的碳收支狀況，保證話語權(quán)在我。
 

 
丁仲禮院士建議對未來排放權(quán)的分配、碳排放的報告核查等問題進行深入研究。在科技支撐方面，還有很多基礎(chǔ)性的科學(xué)問題比如二氧化碳對增溫的敏感性等需要深入研究。在碳中和問題上，科技界依然任重而道遠。



來源：能源化工新征途、北京能源與環(huán)境學(xué)會。