國家氣候變化專家委員會名譽主任、中國工程院院士杜祥琬
“由于對能源資源稟賦認識的局限性，一些能源負荷很重的地區(qū)長期以來認為自己 ‘負荷重、資源缺’，卻沒有認識到自己身邊就有豐富的可再生能源資源可以開發(fā)，形成了對外來電、外來煤的依賴。這是一個影響能源政策和能源戰(zhàn)略的實際問題”，11月4日，國家氣候變化專家委員會名譽主任、中國工程院院士杜祥琬在 “2022清潔能源技術(shù)與雙碳” 科學(xué)論壇上指出。本次論壇由《知識分子》《賽先生》共同主辦。參加這場論壇的嘉賓還有中科院院士、中科院大連化學(xué)物理研究所研究員李燦、中科院物理研究所研究員黃學(xué)杰、國家氣候變化專家委員會委員、國家發(fā)改委能源研究所原所長周大地、能源基金會項目副總裁李潔等。中關(guān)村科學(xué)城管委會領(lǐng)導(dǎo)、海淀區(qū)委常委、副區(qū)長林劍華出席論壇并致辭。會議由中科院院士、《知識分子》總編輯周忠和主持。杜祥琬在發(fā)言中介紹，數(shù)據(jù)表明，中東部地區(qū)已經(jīng)開發(fā)的太陽能和風(fēng)能，還不到這些地方可開發(fā)資源量的十分之一，中東部地區(qū)的可再生能源還有很大的開發(fā)空間，中東部沿海還有海上風(fēng)電資源。經(jīng)濟性的角度，天津大學(xué)和華北電力大學(xué)的專家，分別計算得出同樣的結(jié)論：1KWh的電力，東部自發(fā)電的成本比西電東送的成本更低。杜祥琬強調(diào)說，可再生能源資源的利用是我國自己可以掌控的，它不依賴國際地緣政治的變幻，有利于能源體系的獨立性和安全性，低碳轉(zhuǎn)型和能源安全并行不悖。
在更多強調(diào) “煤炭的清潔利用”、要 “先立后破”，重視其 “壓艙石” 作用的當下，與會嘉賓、中國社會科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展研究中心主任潘家華發(fā)言稱，應(yīng)該說零碳能源對于化石能源的碾壓，與工業(yè)文明對農(nóng)耕文明的碾壓一樣，不可逆且不斷加速。“如果化石能源不退出，那么碳中和就只是說說而已的一句空話”，潘家華稱。2022年10月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》正式發(fā)布，要求到2025年，非化石能源消費比重達到20%左右；到2030年，非化石能源消費比重達到25%左右；到2060年，非化石能源消費比重達到80%以上。而這一數(shù)字在2021年還是非化石能源占比 15.9%，煤炭、石油、天然氣等化石能源占比84.1%。據(jù)英國石油和全球碳預(yù)算，2021年，中國能源消費總量在52.4億噸標煤，不含工業(yè)過程排放化石能源燃燒排放二氧化碳105億噸，其中，煤炭72.9%，石油19.4%，天然氣7.7%。因此，減碳，根本上在于顛覆煤電，而不是改良煤電。改進型技術(shù)可以低碳，但永遠不可能零碳。比如，煤電從亞臨界到如今超超臨界，能源效率提高、碳排放相應(yīng)減少，但這是走向低碳，絕對不可能是零碳。而顛覆型技術(shù)、零碳能源革命，才是可持續(xù)發(fā)展對目標協(xié)同共贏日益強勁的新動能。經(jīng)濟社會發(fā)展需要的是能源服務(wù)，并不是碳。如果風(fēng)、光、水以及生物質(zhì)能等零碳資源可以提供必要的基礎(chǔ)能源服務(wù)，那么高碳資源就沒有必要了。技術(shù)進步的速度遠遠超出曾經(jīng)的想象，在市場競爭力上超越煤炭。物理儲能、化學(xué)儲能、風(fēng)光互補、生物質(zhì)能的共同發(fā)展，使得零碳轉(zhuǎn)型成為可能。以中科院工程熱物理所壓縮空氣儲能為例，其山東肥城300兆瓦的項目儲能發(fā)電效率大于70%，也即1度垃圾電可以轉(zhuǎn)換為0.7度的高質(zhì)量電力。預(yù)計年發(fā)電5.94億度，通過參與電力現(xiàn)貨市場方式提供多種輔助服務(wù)獲取收益，項目資本金內(nèi)部收益率約為16.38%，投資回報周期約為7.1年。為什么不用治理的辦法，比如碳捕集、利用與埋存（CCUS）以及碳匯？潘家華的回答是，這些不可或缺，但空間有限。
圖1 中國社科院可持續(xù)發(fā)展研究中心主任潘家華所做報告的標題
CCUS規(guī)模很小，目前捕集能力多為一年10噸，最大也不過百萬噸級。且不說利用或封存，與百億噸級的排放相比，相差4個數(shù)量級，且應(yīng)用1/4個世紀以來，成本居高不下。捕集的碳，直接或間接使用價值有限或為零，缺乏天然的可利用存儲的地質(zhì)封存空間；一方面效率低，捕集比例低，不可能100%捕集；還存在高風(fēng)險，埋存后不能確保不會逸出。碳匯也是如此，根據(jù)國家林草局的數(shù)據(jù)，全國森林每年的固碳量在4.34億噸，這和化石能源排放碳存在數(shù)量級的差異。總體上，這些工業(yè)文明的末端技術(shù)解決方案受自然的剛性約束，只能用于能源系統(tǒng)的應(yīng)急、備用，以及非化石能源排放的非二氧化碳溫室氣體，而非應(yīng)該聚焦的重點。經(jīng)濟革命，也是經(jīng)濟學(xué)革命碳中和通常被認為有關(guān)科學(xué)和技術(shù)，北京大學(xué)光華管理學(xué)院院長劉俏在會上解釋說，它本身也是經(jīng)濟學(xué)和管理學(xué)。技術(shù)的巨大變革帶來新的復(fù)雜變化，背后對應(yīng)經(jīng)濟的巨大影響，體現(xiàn)為經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和增長動能的巨大變遷。研究生產(chǎn)函數(shù)的變化對經(jīng)濟的影響是經(jīng)濟學(xué)問題。人均碳排與人均GDP緊密相關(guān)，中國是在人均GDP只是歐美國家五分之一左右水平的時候開始推進碳中和目標，意味著在很長一段時間要先立后破，在經(jīng)濟繼續(xù)高質(zhì)量發(fā)展與實現(xiàn)碳中和之間尋找均衡。碳中和意味著排向大氣的二氧化碳需要減下來或是吸收掉，在此前提下碳排放權(quán)作為稀缺資源就有配置的問題，在什么行業(yè)、什么地區(qū)、以什么樣的比例配置？包括未來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變遷，所以本身包含經(jīng)濟學(xué)的第一性問題，即稀缺資源如何有效配置。如何激勵碳節(jié)點企業(yè)技術(shù)和模式創(chuàng)新是管理學(xué)問題。碳中和不僅涉及電力、鋼鐵、建材、交通運輸、化工等高碳排放行業(yè)，各個行業(yè)通過投入產(chǎn)出關(guān)系互為上下游，某一個行業(yè)的政策變化或是技術(shù)變革會在生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)層次傳遞、疊加，產(chǎn)生 “乘數(shù)效應(yīng)”。碳節(jié)點行業(yè)，即在碳中和里處于關(guān)鍵位置、能夠牽動上下游大量其他行業(yè)的行業(yè)，識別它們能夠產(chǎn)生事半功倍的效果，而它們與傳統(tǒng)的重碳排放行業(yè)并非完全重疊，這里需要做更仔細的分析，因為識別決定了未來碳中和的實施路徑。同時，在推進碳中和的過程中，技術(shù)本身的內(nèi)生沖擊會改變生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，碳節(jié)點行業(yè)會不斷變化。不僅在生產(chǎn)型行業(yè)，推進碳中和過程中，消費偏好會發(fā)生變化，需求端變化會倒逼供給端。Hertwich and Peters 的研究估計，家庭消費的排放量占全球總排放量的72％，而消費方式的轉(zhuǎn)變在緩解氣候變化中將起著重要作用，個人消費中出行、住宅能源使用和食品構(gòu)成了家庭消費中碳排放的關(guān)鍵領(lǐng)域，其占比大約分別為17%、19%和20%。中國的消費結(jié)構(gòu)與發(fā)達國家差異很大，所以需要根據(jù)具體國情，估算出國內(nèi)消費的重點碳排放行業(yè)和品類。從經(jīng)濟學(xué)理論來講，根據(jù)索洛模型，一個國家的經(jīng)濟增長可以由資本、勞動力要素增長和全要素生產(chǎn)率的增長來解釋，放在工業(yè)文明時代，認為勞動力和資本是最重要的生產(chǎn)要素。但在碳中和的愿景下，圍繞碳排放和碳匯的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)政策將改變生產(chǎn)函數(shù)，改變經(jīng)濟運行的方式。碳成為一個重要的生產(chǎn)要素，碳中和也改變消費者效應(yīng)函數(shù)，這對于經(jīng)濟學(xué)也是范式?jīng)_擊和巨大變革。從這個角度，碳中和不僅是經(jīng)濟革命，也是經(jīng)濟學(xué)革命。
圖2 北京大學(xué)光華管理學(xué)院院長劉俏
另外，為什么在這個時候提碳中和，大家會覺得意義重大、接受度很高？很大程度上是因為中國經(jīng)濟已經(jīng)完成工業(yè)化進程，全要素生產(chǎn)率在2010年以后降到2%左右。一般來講，一個國家全要素生產(chǎn)率增速占GDP增速的50%，那這個國家經(jīng)濟增長是比較健康的。如果未來長期中國全要素生產(chǎn)率增速是2%，意味著長期增長是4%左右。未來，高質(zhì)量發(fā)展和中國式現(xiàn)代化怎么推動全要素生產(chǎn)率繼續(xù)保持高速增長的動力？涉及到再工業(yè)化、新基建、大國工業(yè)、更徹底的改革開放帶來的資源配置效率的提升，還有就是碳中和，碳中和是其中很重要的動能。這是一場深刻的社會系統(tǒng)變革，會帶來巨大的、對社會結(jié)構(gòu)改變的可能性，背后是大量投資在做支撐。研究中國經(jīng)濟發(fā)展模式，會發(fā)現(xiàn)投資率與全要素生產(chǎn)率保持高度相關(guān)，美國跨州在時間和地區(qū)上的比較也是相似的規(guī)律。碳中和是未來可能會拉動百萬億級以上投資的一個巨大課題，可以很好地契合未來發(fā)展的路徑。國家氣候戰(zhàn)略中心戰(zhàn)略規(guī)劃部主任柴麒敏在論壇發(fā)言中認為，目前來看，技術(shù)創(chuàng)新幾乎是大家就實現(xiàn)碳達峰、碳中和唯一可能形成的共識。截至目前，他感到，氣候變化并沒有在全球形成堅固的 “故事”，往往是走幾步前面就會有阻礙，在困難和挑戰(zhàn)后，各國又有一些新的思考、調(diào)整和再平衡。這個過程中，技術(shù)進步本身非常重要。技術(shù)進步需要注重兩方面：一方面是一些單一的重大技術(shù)突破，比如核聚變，但一個說法是 “永遠都有三十年”，也即重大技術(shù)突破往往具有非常大的不確定性；另一方面是能夠把控的一些系統(tǒng)性集成創(chuàng)新，比如材料科學(xué)和能源技術(shù)的耦合，再比如低碳化和數(shù)字化技術(shù)的耦合，在新型電力系統(tǒng)的建設(shè)中，傳統(tǒng)上供給側(cè)、需求側(cè)在跨時空、復(fù)雜性的電力電量平衡上的問題有可能通過新一代數(shù)字技術(shù)得到解決。
圖3 國家氣候中心戰(zhàn)略規(guī)劃部主任柴麒敏
但他提到，在看到低碳國際合作的同時，還要看到當前國際秩序之下存在的技術(shù)競爭。特別是過去兩年，歐美出臺了大量關(guān)于綠色壟斷、綠色產(chǎn)業(yè)鏈/供應(yīng)鏈競爭等等一系列的政策，比如歐盟的碳邊境調(diào)節(jié)機制、針對動力電池、儲能產(chǎn)品碳足跡的限制，美國的清潔競爭法案，等等。中國占據(jù)全球70-80%的光伏裝備制造產(chǎn)能，70%的風(fēng)電裝備制造產(chǎn)能，40%-60%的新能源產(chǎn)業(yè)鏈的制造產(chǎn)能，因此也有人提出，認為未來如果轉(zhuǎn)向綠色、低碳技術(shù)，中國可能構(gòu)成對歐美的威脅。所以我們要清醒地看到技術(shù)合作背后的競爭性因素。未來若以硬幣比喻，一方面是不確定性，誰也不會想到2020年 “雙碳” 等等目標提出之后，國際局勢發(fā)生了這么大的變化，國內(nèi)也是，能源供需形勢出現(xiàn)了很多新的苗頭，未來勢必會出現(xiàn)很多短期的攔路虎。同樣，硬幣的另外一面就是可能性，以2020年為原點，往后看40年，也不能以線性的觀點看待未來發(fā)展。針對能源危機以來針對能源轉(zhuǎn)型的不同認識，國家氣候變化專家委員會委員、國家發(fā)改委能源研究所原所長周大地認為，抓住風(fēng)光電力的發(fā)展，就是抓住了主要矛盾。
圖4 國家氣候變化專家委員會委員周大地
具體比較而言，化石能源+碳捕集與封存和可再生能源，光伏發(fā)電成本還有繼續(xù)下降的巨大空間，有望下降到0.1元/千瓦時，在儲電成本0.1元/千瓦時的基礎(chǔ)上依然有競爭力；風(fēng)電也有如此。此外，光伏發(fā)電效率提高、用材減少，還有突破性技術(shù)正在進入。碳捕集與封存增加了能源生產(chǎn)轉(zhuǎn)換過程環(huán)節(jié)，成本必然比現(xiàn)在的化石能源系統(tǒng)更高、效率下降。周大地總結(jié)說，中國目前在硅片、光伏電池和光伏組件產(chǎn)量上都有占全球支配性地位。2022年上半年，光伏產(chǎn)品出口額近260億美元，2021年風(fēng)電出口額達72億美元，是賺錢的買賣。新能源已經(jīng)具備加快發(fā)展的條件，也是新的增長動力，“我們看準了就要做?！?周大地最后說。
