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                      作者:杜祥琬 來源: 發布時間:2022-1-25 2:9:45
                      加快能源轉型 促進減污降碳協同

                         減污降碳雖是兩個概念,但基本同源。

                         一個是大氣治污,是污染物減排;一個是碳減排,即溫室氣體減排。雖然這是兩件事,但在工作方向上卻是高度一致的,因為二氧化碳、溫室氣體排放和大部分大氣污染物是同根同源的,主要來自于煤炭、石油等化石燃料的燃燒。

                         從減污降碳協同來說,無論是減污以打贏“藍天保衛戰”,還是降碳以應對氣候變化,我們都必須從根本上進行能源轉型。

                       

                      減排形勢不容樂觀

                       

                         從2020年的數據來看,我國能源消費49.8億噸標準煤,其中煤炭占56.8%,能源消費排放出大量二氧化碳。目前,我國單位國內生產總值(GDP)能耗和單位GDP碳排放都高于世界平均水平,也高于世界經合組織(OECD)國家。

                         污染物排放的一個代表性指標就是PM2.5。關于PM2.5的來源問題,不少研究組都發表過相關的研究結果。雖然各研究組的研究結果有所差別,但他們有一個共識——PM2.5源于煤炭和石油燃燒的顆粒物,包括一次和二次顆粒物,這些顆粒物占PM2.5成分的2/3以上。PM2.5的來源還可以表現為移動源、工業源和生活源。

                         如果再換一種研究方法,可以看一下地理分布、單位國土面積的排放情況,這也是中國的一個特點。

                         “胡煥庸線”東邊占了國土面積的近一半,但人口占比達96%。我們在東部這塊國土面積上每年消耗了全球煤炭的50%左右。單位國土面積上消耗的煤炭叫“煤耗空間密度”,我國東部煤耗空間密度是全球平均值的15倍。當前,我國每千人擁有汽車量比美國少好幾倍,但我國東部的汽車空間密度已經超過了美國,而二氧化碳排放的空間密度是全球平均值的8倍。

                         上述分析顯示,應對氣候變化是我們自己要做的,而不是別人要我們做的。全球需要應對氣候變化,中國尤其需要認真對待氣候變化,至少這些數據可以讓我們加強這個認識。

                         總體來說,我國碳排放形勢嚴峻是由四個因素疊加造成的。一是人口密度高,尤其是東部地區人口密度高;二是單位GDP能耗高;三是一次能源結構中煤炭占比高,這也是我國的一個顯著特點;四是在煤炭使用中非發電燃煤比例高,比如散燒煤、工業用煤等等。幾個原因疊加,造成我國煤耗空間密度很高。

                       

                      末端治理和源頭治理并舉

                       

                         大氣減污和碳減排這兩件事情的根本之道都是在于源頭治理,要實現能源轉型。但是在實際工作中,又有末端治理和源頭治理兩類工作,在治理技術和思路上有共同點也有差異點。

                         大氣減污和碳排放控制有不同的末端治理手段。

                         這幾年,通過末端治理,大氣減污取得了很大的成績。末端治理包括各種煙氣、尾氣、污染廠排放的氣體治理。一個很典型的例子就是我們的燃煤電站。國家相關部門對燃煤電站的除塵、脫硫、脫硝制定了相關標準,為了落實這些標準,我們花了很大力氣,但也取得了不錯的效果。

                         碳排放的源頭治理,就是要讓二氧化碳不排放、少排放。碳排放的減少也有一些措施可以被稱作末端治理。比如通過植樹造林形成森林碳匯,利用碳捕獲、利用與封存(CCUS)等碳移除技術,對于已經排放出來的二氧化碳進行捕獲、存儲和治理。

                         通過源頭治理減排后,剩余排放量如果能夠通過碳匯及碳吸收、利用、移除技術對沖掉,這就被稱為“碳中和”。目前,全球和中國的情況都是溫室氣體排放量大于碳匯和碳移除可對沖的量,所以目前治理的著力點還應該在源頭,即減少排放。

                         從大氣減污和碳減排的源頭治理來說,減污和降碳是高度一致的、協同性很強。首先是節能提效,不僅減污,而且降碳,在化石能源為主的階段更是如此。節能主要靠什么?現在最大的潛力是依靠產業結構調整,所以政府一直強調要遏制“雙高”項目上馬的沖動,改變產業偏重的狀況,這樣可以顯著減少工業用煤。

                         技術進步也會帶來顯著的節能效果,比如改變工業的流程,一部分工業環節采取煤改電或氫;制造業采用低碳技術生產裝備和產品;通過數字技術提高生產和管理效率,從而實現節能。

                         固體廢棄物的資源化利用對減污降碳很有幫助。固體廢棄物包括垃圾,而中國的垃圾處理主要是填埋。填埋會產生如甲烷等溫室氣體,而真正從填埋場把甲烷提出來利用的情況很少,所以減少填埋就能減少因此產生的溫室氣體。

                         固體廢棄物中的一些可再生資源如金屬等,對于它們的利用可以大幅度降低冶金業的煤炭消耗,把長流程變成短流程。再比如,現在能源轉型當中需要大量發展風能、太陽能,但若干年后,風力發電機和太陽能電池到了使用周期就要報廢,如何循環利用這些組件也是一個新的課題。解決好這個課題,也可以為國家的碳中和作貢獻。

                       

                      不斷優化能源結構

                       

                         除了源頭治理、節能增效外,還應該大力推進能源的清潔化、低碳化,優化能源結構。

                         在散燒煤治理方面,我國已經做了非常大的努力,產生了一些成效。要積極發展非化石能源和天然氣,同時發展儲能技術和靈活性資源,構建以新能源為主體的新型電力系統、清潔電力為主的能源互聯網,F階段,可以對一部分煤電進行靈活性改造,比如用來調峰,以此體現煤電的供電價值和靈活性價值。

                         我國中東部地區是能源電力負荷區,這些地區發展的思路應該將“身邊取”和“遠方來”相結合、分布式與集中式相結合,又特別強調“身邊取”和分布式,提高中東部地區的能源自給率。有了一定程度的自給,剩下不夠的再靠“遠方來”。

                         西部不僅有化石能源,還有豐富的太陽能、風能等資源?梢园岩恍┖哪艿漠a業如大數據產業等放到西部,既能促進西部經濟發展,又能充分利用西部的能源。

                         碳達峰應該是在高質量發展過程中,通過降低碳強度實現的達峰。在這樣的驅動下,再加上末端治理的努力,到2030年,全國PM2.5平均濃度應該可以降到30微克/立方米以下。最近,世界衛生組織(WHO)已經把大氣質量標準調到5微克/立方米,我們要朝這個方向努力,到2060年左右實現大氣指標,同時實現碳中和!

                      (作者系中國工程院院士,鄭金武根據2021綠色能源轉型國際研討會上的報告整理)

                       

                      《科學新聞》 (科學新聞2021年12月刊 封面)
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