贺克斌：为实现碳中和，中国某些技术比西方国家更有优势
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12月17日-18日，在2021网易未来大会期间中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长、环境学院教授、国家生态环境保护专家委员会副主任贺克斌，发表了《“双碳”的机遇与挑战》主题讲话，就现阶段我国实现碳达峰、碳中和的挑战、必要性，以及未来存在的挑战与机遇，进行了详细分享。贺克斌谈到，现阶段全球已有130多个国家全面提出碳中和目标，这些国家GDP占比高达全球的73%。中国作为其中代表，为实现碳中和，面临“三高一短”巨大挑战，但在当今世界经济正从资源依赖型走向技术依赖型的大趋势中，中国积极推进“双碳”工作势在必行。事实上，中国为实现碳中和，一些技术相较西方国家具有综合优势。更重要的是，实现碳达峰、碳中和对中国有多层面的战略意义。其中，对生态环境的改善，将成为中国生态文明建设的重要推手。
为此，贺克斌指出为实现双碳目标最关键的工作，在于推动能源结构的转型。资源增效减碳 、能源结构降碳、地质空间存碳、生态系统固碳、市场机制融碳等手段，将成为中国实现碳中和的重要推手。值得关注的是，贺克斌表示，保障全球实现碳中和目标的技术支撑尚不够成熟。
贺克斌指出，实现碳中和的关键是科技创新，聚焦人才培养。如果说过去四十年支撑中国快速发展的关键词是改革开放，那未来四十年推动中国持续发展的关键词很可能就是双碳行动。展望未来，机遇与挑战同在，值得期待，但人们更需要艰苦的努力。
以下为贺克斌演讲实录：
为了应对全球气候变化，全球，包括中国作为一个负责任的大国，在积极地采取行动。“双碳”行动，这是一个名副其实的全球性的行动。截止到去年年底，全球130多个国家承诺提出了碳中和的目标，这些国家加到一起占全球二氧化碳排放量的73%，占全球GDP的70%。
我们国家，将其提到非常重要的国家发展战略的高度，从去年9月22号习主席宣誓3060目标之后，到现在14个月，习主席在重大的国际场合谈“双碳”问题，平均每个月一次，这是非常少见的情况。
中国要全面实现3060目标面临巨大的挑战，可以归纳为三高一短：第一，现在的能源结构在全球看是典型的高碳能源结构，总能源里的化石能源比例和化石能源里的煤炭比例，在世界耗能大国里最高。第二，高碳的产业结构，由于我国社会经济发展所处阶段和在全球产业链的位置，公认的高碳产业占全球比例非常高。第三，我们还处在中高速的工业化、城镇化阶段，增量因素很大程度上存在。第四，从达峰到中和只有30年时间，相比欧洲70年和美国45-50年明显更短，这是一个非常巨大的挑战。
这么大的挑战为什么我们下决心要做？
包括最近格拉斯哥缔约国大会，气候履约是一个重要因素，后面还有两个非常重要的因素，第一，新一轮的世界范围的产业竞争，“双碳”行动，将推动世界经济从过去的资源依赖型逐渐走向技术依赖型，这是对未来影响非常大的重要因素。
国际能源署做过分析，未来实现全球“双碳”目标，从化石能源转向风光为主体的能源结构时，全球可提供的风光为主体的能源资源总量是足够的。我们过去经常讲到的挑战，化石能源不充足的资源约束，将逐渐解除。
第二，新能源分布的均匀性比传统化石能源大大提升。全球储量前五位的国家占全球煤炭储量的75%，石油的62%，天然气的67%，空间分布极不均匀。全球风光能源资源分布也分不均匀，但是绝对找不出五个国家占三分之二甚至四分之三的情况，各个国家都有机会不同程度地利用风光资源，而利用程度的高低将更多取决于技术发展的水平。资源依赖型向技术依赖型的转型对未来世界经济是非常重要的因素。
全世界都看到这一点，从气候履约切入，通过双碳行动布局新一轮的产业竞争。欧盟的绿色新政，从工交能建减碳的角度和农业生态环境碳汇的角度，全面布局下一轮产业竞争的技术研发重要领域。
美国提出了五个零，零碳电力，零碳交通，零排放车、零废物制造，零碳建筑，通过六个方面技术领域的布局，支撑这“五个零”目标的全面实现。
产业竞争技术的焦点在零碳的能源技术。比如，我们国家通过多年的积累，在风光资源的利用当中，现阶段占据某些综合优势，我们光伏发电成本现阶段比美国低20%，比欧盟低27%。美国能源部提出，未来十年美国光伏成本综合降低60%，这是作为竞争焦点的因素之一。
又如，现阶段我们绿氢的综合成本也具有全球优势，比美国低30%，比欧洲低50%，美国的目标未来十年降低80%，到一美元的量级，这也是零碳技术竞争的焦点。
此外，英国、韩国、南非、日本，都在布局新一轮的技术创新行动计划，去突破资源依赖型走向技术依赖型，抢先占领技术创新高地。特别是日本，今年上半年公布了到2030年的14个领域产业创新布局，同时讲到2030年到2050年周期，这14个领域会进一步调整。跟能源相关的产业，交通运输、制造业、建筑业，海上风电、氨燃烧、氢能，以及小汽车电动化，大型运载工具，包括船舶，电动船舶，航空业里的的混合动力飞机和氢动力飞机都在进一步推进。
以中国为代表的世界上的发展中国家，他们的发展阶段不仅仅是“双碳”行动，还有很多生态环境问题没有完全解决，碳污双重挑战，是世界未来发展中，所有发展中国家需要共同面对的。“双碳”行动还有一个很重要的、对中国这样的发展中国家很重要的作用，即全面带动或者促进生态文明建设和美丽中国目标的实现。
习总书记在多次国内的会中讲到把“双碳”纳入生态文明建设的整体布局，特别指出我们国家的生态文明建设已经进入了以降碳为重点战略方向，减污降碳协同增效，促进生态环境质量从量变到质变的关键时期。
温室气体减排，特别是二氧化碳减排，跟我们治雾霾涉及的常规污染物减排同根同源，我们的气候政策和清洁空气政策有很多可以协同增效的。蓝天保卫战八年的奋斗，大家感觉到像北京这样的城市雾霾污染在逐渐好转，其实推动减碳的效果也非常明显。
我们做过一个未来路径分析，如果按照“双碳”行动往前推进，对空气质量是什么样的含义？2020年全国337个城市，平均PM2.5浓度33微克/立方米，如按照老的路径治污，没有“双碳”行动，干到2060年，全国337个城市PM2.5浓度平均最多可达25微克/立方；在双碳路径下，如果2030年达峰，到2060年我们的平均值会降到20微克/立方，如提前两年达峰，2028年达峰，到2060年全国平均是18微克/立方；如果2060年全面实现碳中和，我们的PM2.5全国平均值会降到8微克/立方的水平，是美国现阶段全国的城市平均值，这有什么含义？这里有非常明确的含义，美丽中国促进健康中国，大家知道世卫组织在今年8月份公布了新一轮空气质量准则，最低推荐值从10微克/立方调到5微克/立方，这是有16年新的环境健康研究成果依据来支撑的。
中国正在进入人口老龄化，未来对污染的耐受程度更差，健康反应会更强。健康经济学家算过帐，今天多花一块钱治污，未来会少花十块钱治病，就算以后社会福利进一步提高，这十块钱全部报销，你的幸福感、获得感将大打折扣。“双碳”行动推进生态环境的改善，美丽中国促进健康中国，这个值得我们加倍努力。
最关键的问题，上述空气质量改善75%到80%的贡献来自能源结构转型，中国国情决定了这是难度非常大的工作。中国在未来，从达峰到中和需要100亿吨左右二氧化碳减排，怎么实现这一减碳的目标，我们大致可以通过五个方面的技术途径和政策途径组合来实现这个目标。
首先是资源增效减碳，有了双碳的行动，在达到同样经济目标的情况下，将通过节能与资源高效利用，减少能源资源使用实现减碳；第二是能源结构降碳，通过非化石能源利用从相对低的比例走到相对高的比例，实现降碳；第三是地质空间存碳，通过碳捕集、利用和封存实现减碳；第四是生态系统固碳，通过各类生态系统修复与建设，实现碳吸收能力的提升巩固；这四类的技术措施，要通过有序的政策引导，特别是市场引导，让其在未来几十年逐步合理地发生，这就是市场机制融碳。资源增效减碳。首先，我们有几十年节能增效的努力，和自己比取得了很大的进步，但是和世界水平和发达国家比还有很大的发展空间，在当下水平下，综合节能1%可以减一亿多吨的二氧化碳，这是我们未来一定会做的。
第二，推进无废城市建设，大力推进废物资源化，现在更多做的是固废，像垃圾分类这样的工作，未来可能是固废、废水、废气、废热，不仅仅是垃圾或者工业废物，四废的打通和废碳打通构成物质循环利用，迈向无废社会，获得碳的减排。
能源结构降碳，是未来最大的减排空间。国家气候中心分析给出，全世界也是这样的路径，即大幅度增加风光资源的利用。到2050年，我们国家的风光发电量可以达到60亿千瓦，相当于2020年的11倍，这个结果是把不太经济利用的低速风和低密度的光伏全部扣去获得的，风光利用上占地并不多，未来可以达到这样的目标。
同时，我们可以看到，光伏发电成本快速降低，支撑了设计未来目标非常重要的价格或者是经济基础。大家可以看到，1990年，一度光伏电的发电成本100美元，随后每十年降一个数量级，2000年是10美元，2010年是1美元，2020年则降至一点几美分，到今天太阳能发电和煤电比，在发电部分成本略低于煤电。过去我们讲国家的能源资源特征是富煤、缺油少气，现在丰富的可再生能源已经成为我们不可缺少的能源资源禀赋，未来风光水核互补的能源体系，特别是以风光为主，将支撑我们实现3060的“双碳”目标。
这里会带来一系列未来产业的重构，比如我们在过去老的电网系统， 是典型的“以需定供”，比如北京市7月份，大家都开空调，持续高温，用电达到高峰，一定会加大发电负荷，加大山西运煤，从供给端解决；以后风光为主的时候，供给端会有很大的波动，将形成新的“以供调需”系统，“以供调需”不是拉闸限电，会做到未来更高精度的风光发电出力资源预报，在精确资源预报的情况下，通过市场信号给电价做出反应，引导广大电动车车主，通过智能充电桩的充放电，获得电价降升间的收益，同时发挥了分布式储能装置的作用。根据国家电网在北京人济大厦做的试验，一辆电动车，通过上述过程能够收入四千块钱。全国目前有600万辆新能源车，根据相关规划，到十四五末将达到两千万，2030年达到八千万，2040年将到三个亿左右，如果形成这样的体系，充电量基本上与全社会用电量相当。
在工业生产环节和生活用电环节都可以实现柔性用电，这就是所谓的虚拟电厂。这已经不是未来长期的构想了，一些起步公司已经在做虚拟电厂这方面的工作。但是可再生能源从低比例到高比例，对电网稳定性和反应速率的要求不断提高：低于10%时可通过现有电网调节完成，达到百分之十几的时候要用抽水蓄能加电网调节，到30%的时候要建立“源网荷储”一体化系统，如果达到50%以上，像今天丹麦这样的水平，要有更新一轮的信息技术、大数据数字技术的支撑。新一代电网的建成，是能不能形成新格局的技术关键。
第三，地质空间存碳，把未来确保供电稳定而使用化石能源托底的那部分产生的二氧化碳捕集下来，加以利用后，不能利用的在合适的地质空间如废弃的矿井里封存。
生态系统固碳，核心是增加碳汇。生态文明建设里的山河林田湖草沙都跟增汇有关，包括林业农业的增汇，自然碳汇的管护，城市绿地建设、交通系统如铁路和公路两旁的绿化带建设，都是增加碳汇，加在一起增量非常可观，通过增汇减少能源系统减碳的压力，给新技术腾出更多研发和投入市场的时间。
最后，用市场机制调动新技术逐渐准入工业化的应用。今年7月16号中国全面启动了碳市场，目前中国的碳价约50元人民币/吨，欧盟是50-60欧元/吨，这意味着中国的碳价以后可能会从50元人民币逐步涨到到400多人民币，会很大程度上撬动不同的技术有序进入市场。
要实现这样的目标，我们描绘了这么多的路径。但现阶段的科技支撑，还有明显的短板。这是国际能源署今年发布的，全球实现碳中和六大板块的技术，蓝色部分是已经成熟的，黄色部分是不成熟的，以减碳的总量统计，约50%的技术还不成熟，未来几十年里大家要攻关。中国科技部，通过21世纪中心组织做的分析，支撑中国未来实现双碳目标的6大类技术和18个子类，66个亚类技术做了全面梳理，基本结论是，如果以减碳的量来算，三分之一是已经商业化的，三分之一在中试与示范工程阶段，还有三分之一在概念和基础研发阶段，说明还有将近三分之二的技术，需要在未来几十年逐渐研发成熟。
在未来，投资方面，绿色刺激和“十四五”规划里，将近45万亿的投资里，其中信息基础设施，可再生能源，绿色低碳城镇化和现代城市，这些加在一起20多万亿的投资，这些投资将来在未来的“双碳”行动里发挥越来越重要的作用，这仅仅是“十四五”期间的工作；创新技术的研发，碳市场的启动和绿色金融投资三位一体的发力，是我们未来值得关注的。
有人讲，过去40年影响中国发展最重要的四个字是改革开放，而未来40年影响中国发展最重要的四个字很可能是双碳行动。未来我们要支撑碳中和目标的实现，在自然科学、工程科学、社会科学方面，不仅存在技术短板，而且还有人才短板，双碳行动的目标值得期待，但是我们要经过艰苦的努力，谢谢大家！
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