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    他山之石|中國100億噸碳排放來自哪里?如何實現碳中和
      發布時間:2022-10-09 09:20   來源:城市怎么辦

    以下文章來源于環球零碳 ,作者更多干貨點關注

    “3060雙碳”轉型目標的設定,帶火了新能源行業以及跟碳中和相關的賽道?;鸨潭?,既可以從資本市場感受到,也可以從火熱的就業招聘市場感受到。

    但火熱的背后,更應該直面的是,我國到底有多少碳排放,它們來自哪些行業?哪些地方?這是最基本的問題。這些基礎問題沒搞清楚,碳中和的實現路徑和技術路線就無從談起。

    自從2019年6月,我國向聯合國提交了《中華人民共和國氣候變化第三次國家信息通報》和《中華人民共和國氣候變化第二次兩年更新報告》,其中透露我國2010年和2014年的全國溫室氣體排放量分別為105.44億噸和123.01億噸二氧化碳當量后,此后就沒看到官方公布的最新數據。

    但經??吹揭恍W者和民間研究機構的估算數據,有說103億噸的,也有說130億噸的,缺乏統一口徑,更沒有看到關于各行業碳排放的權威數據。

    直到最近幾天,看到中宣部主管的《黨委中心學習》雜志刊登了全國人大副委員長、中科院院士丁仲禮的《深入理解碳中和的基本邏輯和技術需求》文章,才有個相對權威的說法。這篇文章說,中國二氧化碳碳排放大概是100億噸左右。文章還大致介紹了這100億噸碳排放的來源。

    有了碳排放數據和來源,只要緊扣“碳排放”這個核心,就容易對碳達峰碳中和有個提綱挈領的了解:哪里碳排放多,哪里就可以著重發力;哪些技術能控制或減少碳排放,這些技術就值得關注;哪些領域和產品可以吸收或固定碳排放,這些產品和領域就值得探索和投資。

    01

    工業排放占總排放量的68%

    根據中科院院士丁仲禮以及清華大學關大博教授團隊做的中國碳核算數據庫(CEADs)的估算,我國當前二氧化碳年排放量大約在100億噸左右,約為全球總排放量的四分之一。

    丁仲禮認為,在這約100億噸二氧化碳的年總排放中,發電和供熱約占45億噸,工業排放約占39億噸,交通排放約占10億噸,建筑物建成后的運行(主要是用煤和用氣)約占5億噸,剩下的還有農業和其他一些廢棄物的排放等。

    丁仲禮院士這種分類,主要從行業來看,比較直觀和容易為普通人理解,但有一個缺陷,很容易重復。比如工業排放的39億噸,是否包括電力和熱力使用?從他的語境來看,是不包括的。

    他指出,電力熱力生產過程產生的二氧化碳排放,其“賬”應該記到電力消費領域頭上。比如電力熱力這45億噸二氧化碳中,約29億噸最終也應記入工業領域排放,約12.6億噸應記入建筑物建成后的運行排放。如果這樣計算,我國工業排放約為69億噸,占總排放量的68%。

    如果這樣計算,就把能源活動的碳排放消解了,因為所有的能源消耗和碳排放,包括發電,都是為了工業活動和居民消費,都可以算到其他行業頭上,這樣容易忽視能源活動作為碳排放源頭的重要性。

    從地域看,根據中國碳排放數據庫(CEADs)2018年數據,全國31個?。ㄊ?、自治區)具有差異顯著的碳排放空間分布。

    碳排放總量差異比較明顯:河北、山東、江蘇、內蒙古、廣東排名前五,排放總量全部超過5億噸,5省總排放量超全國13 (36.65%);而碳排放總量最小的后五、后十個省份的合計碳排放總量則分別僅貢獻了全國碳排放總量的4.58%和13.10%。

    從人均碳排量來看,2015-2019年,30省中有10省人均碳排放量已開始波動下降,而內蒙、寧夏、新疆、山西等省人均排放量仍呈明顯上升趨勢(增速大于20%)。

    02

    能源活動和工業活動占碳排90%以上

    其實,對于一個國家的碳排放計算,我們不能用行業的碳排放簡單相加,更不能用所有企業的相加,這樣很容易重復計算。國際上,有更科學的計算方法,有形成共識的溫室氣體排放清單標準。

    目前,國際上溫室氣體排放清單標準主要有:ISO14064、GHG protocol、IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)等。其中,IPCC的技術報告和方法指南相對比較權威。

    2019年6月,我國就按照《聯合國氣候變化框架公約》相關要求,并根據IPCC國家溫室氣體清單指南,向《公約》秘書處提交了《中華人民共和國氣候變化第三次國家信息通報》和《中華人民共和國氣候變化第二次兩年更新報告》,向國際社會報告了我國應對氣候變化的各項政策與行動信息。

    這兩份報告,應該是目前最權威的關于中國溫室氣體排放情況的報告。

    根據這些報告,2010年和2014年中國溫室氣體排放總量(不包括土地利用、土地利用變化和林業)分別為105.44億噸和123.01億噸二氧化碳當量,比2005年增長了31.6%和53.5%。

    2010年和2014年土地利用、土地利用變化和林業的溫室氣體吸收匯分別為 9.93和11.15億噸二氧化碳當量,考慮溫室氣體吸收匯后,溫室氣體凈排放總量分別為 95.51和111.86億噸二氧化碳當量。

    這里的國家溫室氣體清單范圍,包括能源活動,工業生產過程,農業活動,土地利用、土地利用變化和林業,廢棄物處理五個領域。

    其中能源活動溫室氣體清單報告內容包括燃料燃燒和逃逸排放。燃料燃燒覆蓋能源工業、制造業和建筑業、交通運輸、其他部門及其他,其中,其他部門細分為服務業、農林牧漁和居民生活,“其他”報告生物質燃料燃燒的甲烷和氧化亞氮排放以及非能源利用的二氧化碳排放。逃逸排放覆蓋固體燃料和油氣系統的甲烷排放。

    而工業生產過程溫室氣體清單報告內容包括非金屬礦物制品生產、化工生產、金屬制品生產、鹵烴和六氟化硫生產以及鹵和六氟化硫消費的溫室氣體排放。

    這樣就比較清晰,所有涉及能源活動和能源消耗的,不管是能源行業,還是制造業、建筑業、運輸業,只要有使用包括煤炭、石油、天然氣等能源消耗所排放的二氧化碳,都列入這個范圍。

    根據這個劃分,以2014年123億噸碳排放為例,能源活動是中國溫室氣體的主要排放源。2014 年中國能源活動排放量是95.6億噸二氧化碳當量,占溫室氣體總排放量的 77.7%,工業生產過程排放是17.2億噸當量,所占比重為14.0%,農業活動排放是8.3億噸當量,所占比重為6.7%。

    從以上碳排放來源可以看出,能源活動和工業活動,占據了整個碳排放的90%以上,只要抓住這兩個關鍵點,碳中和目標就基本可以得到解決。

    03

    能源替代和工業重建是關鍵

    解決思路簡單一點說,其實就兩方面,一個是能源替代,用非化石能源和可再生能源替代煤炭、石油和天然氣等化石能源,另一個是工業結構的再造和重建,一系列工藝過程需要重新建立。

    中國每年的能源消耗大概在50億噸標煤左右,其中煤炭占比接近70%。

    所以丁仲禮認為,最大的替代就是電力和熱力供應端,要以煤為主改造發展為以風、光、水、核、地熱等可再生能源和非碳能源為主;工業活動方面,即建材、鋼鐵、化工、有色等原材料生產過程中的用能以綠電、綠氫等替代煤、油、氣;交通用能、建筑用能以綠電、綠氫、地熱等替代煤、油、氣。

    能源消費端要實現這樣的替代,一個重要的前提是全國綠電供應能力幾乎處在“有求必應”的狀態。要達此目標,我國電力裝機容量要成倍擴大。目前的發電裝機容量在24億千瓦左右,丁仲禮預測,到 2060年前,電力裝機容量至少需要60億到80億千瓦。

    這必將促進我國在發電技術、儲能技術和輸電技術這三方面的“革命性”進步。

    考慮到我國風、光、水等資源主要集中在西北和西南地區,而大量的人口(近10億人)生活在東部沿海平原地帶,所以需要大量電力輸送。

    根據中金公司原總裁兼首席執行官朱云來的測算,現在全國一年8萬億度用電,做一個簡單的輸電測算,以現在最新的典型特高壓線路準皖線為例,該線路長度3000公里,總投資400億元,一天可以輸2億度,一年輸700億度電。如果全國8萬億度電都需要用這樣的線路來輸送,大概需要110多條線路,投資約4.6萬億元。

    一公里的高壓線路投資差不多1000萬多些,而高速公路一公里一個億。朱云來認為,我們修十條這樣的線路相當于修一條高速公路,這樣看用特高壓輸電替代公路運煤有可能是更劃算的。

    其實,除了特高壓輸電之外,還有一個更經濟的辦法,那就是產業轉移。把很多高能耗制造業轉移到西部地區,在風光資源密集地區建零碳產業園,就地消納當地的綠電。這樣既解決了當地就業問題,也可以發展當地產業和經濟,有利于共同富裕。

    工業領域,除了能源替代,還需要引入新的節能減排生產工藝技術,包括鋼材、水泥、化工、玻璃制造等領域。比如鋼材,傳統工藝是用焦炭煉鋼,主要是把三氧化二鐵的氧氣置換出來,碳氧結合變成二氧化碳,剩下來的就是提純后的鐵。但這樣會形成太多的二氧化碳,不利于雙碳目標。

    現在歐洲國家流行綠鋼,就是用氫氣替代焦炭煉鋼。利用氫氣去置換出三氧化二鐵中的氧氣,最后生成水,而且氫氣燃燒值更高,氫置換的活性比碳還要強,可以煉出純度更好的鐵,同時又產生大量的二氧化碳。

    中國的寶武鋼鐵,也在做這方面的嘗試。煉鋼過程中以綠氫作還原劑取代焦炭,未來將成為一種趨勢。

    總而言之,通過以風電、光伏、水電、核電等代煤電,以綠電綠氫代替石油,同時工業上引入新的節能減排生產工藝技術,這就抓住了雙碳目標的關鍵。此外,配之以CCUS,以及森林、土壤和海洋等碳匯,雙碳目標實現并非難事。

    【本文轉載自公眾號環球零碳,作者維小尼,版權歸原作者所有,僅供學習交流?!?/p>

    參考資料:

    [1]丁仲禮:《深入理解碳中和的基本邏輯和技術需求》

    [2]朱云來:2022年服貿會首屆氣候經濟高峰論壇演講,“氣候變化和雙碳經濟”

    [3]生態環境部:中華人民共和國氣候變化第二次兩年更新報告

    [4]中國碳核算數據庫(CEADs):2014-2019年中國及各省排放、能源清單

    [5]電瓦特能源管理 :各省碳排放總量是多少?碳排放強度又是如何計算呢?

    編輯:邱浩鈞

    審核:蔡峻

      作者:  編輯:陳俊男
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