- 中国碳中和通用指引
- BCG中国气候与可持续发展中心
- 10790字
- 2021-12-21 09:35:52
第三节 中国实现碳中和的路线图
碳中和是人类如今面临的最大挑战之一,关乎着我们赖以生存的地球家园的存亡。达成碳中和目标的任务非常艰巨,需要政府和社会各界协同合作,高瞻远瞩且缜密细致地制订各种切实可行的行动计划,对于面临的挑战和需要的投入有一定程度的预测,并且清楚了解首选和备选途径的利弊,以此来做好行前准备。
一、1.5℃路径势在必行
碳中和的历程必然错综复杂、充满变数。因此,如图1-9所示,我们尝试通过测算不同情景下中国的温室气体减排趋势,从而评估各条路径的“路况”和优劣。如果延续现有计划的减排举措、政策框架以及可预见的技术路径发展(称为“基准情景”),不去做额外的减排努力,那么到2050年,中国的温室气体排放相较现状只能达到10%~20%的降幅,这与达成《巴黎协定》的升温控制以及中国承诺的碳中和目标还有巨大差距。
因此,我们认为,即刻起贯彻1.5℃路径是中国在2060年前实现碳中和目标的必由之路。按照这一路径,中国应力争在2050年前实现75%~85%的温室气体减排,从而有望在2060年前达标。在这一过程中,我们需要在当前计划的基础上推行更加积极的减碳举措,并努力突破现行技术与社会认知边界。
与此同时,我们也不能忽视对2℃路径的制定,因为在各种经济、技术和政治的不确定性因素导致1.5℃路径无法实现的情况下,2℃路径也是一套可行备用方案,同样能够促使我们推进改革,取得实质性减碳成果。
图1-9 为了实现2060年前碳中和目标,中国应即刻起贯彻1.5℃路径
资料来源:BCG分析。
二、脱碳减排举措的四大类别
随着技术的不断提升,各个行业脱碳减排的举措不胜枚举。在此,我们将中国的脱碳减排举措大致归纳为能源结构转型、模式升级、能效提升、碳捕获与储存技术四大类。
(一)能源结构转型:以可再生能源、核能等清洁能源替代煤炭、天然气、石油等化石燃料
在中国能源结构中,煤炭的使用比率高达60%。丰富的煤矿资源使得煤炭供能的成本较为低廉。正是煤炭的普遍应用和煤矿的大量兴建助力了过去几十年中国经济的腾飞,也将继续支撑接下来中国经济发展的需求。在20世纪,欧美国家的能源结构经历了由煤炭到油气再到新能源的逐步转型。由于中国石油与天然气的供应需要大量依赖进口,而且油气供能的碳排放与煤炭相比并无根本减少,中国能源结构“净化”最主要的方式还将是煤炭与非化石燃料(包括风能、太阳能、核能等清洁能源)之间的互相补充、逐步转换。在1.5℃路径下,我们需要力争在2050年使包括煤炭在内的化石燃料供能占整体能源结构比重降到25%~30%。
能源结构转型的具体举措包括大力发展海上和陆上风能技术、光伏太阳能以及大坝和川流式水力发电,挖潜海洋潮汐能和波浪能,汽车的电动化以及通过厌氧消化工农、市政、动物废弃物生成沼气等。
(二)模式升级:通过改变现有设备、工艺的运作模式,采用创新工艺流程、先进能源技术等,推动节能减排
在工业部门中,流程创新是推动1.5℃减排目标的重要抓手,比如钢铁领域的短流程炼钢与节能技术改造、化工领域的甲醇制烯烃技术作用显著。在能源部门中,储能技术的不断提升预示着能源企业优化供能模式的潜力。比如,中国电网企业与研究机构正在推动电化学储能等方面的研究和规模应用,致力于为发电侧能源转型做好充分准备。
(三)能效提升:提升能源效率,在工业、交通、建筑等领域的意义尤为明显
工业部门的具体措施包括:采取节能的压缩空气生成设备、通风设备、照明设备和压缩机等工业设备,通过数字化来实现工艺热节省和机械能节省以及低温余热和吸收式热转换器的热回收。交通部门在尚未替换燃油车的阶段,需要有效降低燃油车能耗。建筑部门可通过改造既有建筑的管网和建筑结构来减少供暖过程中的能量损耗,同时充分推广太阳能供暖。
(四)碳捕获与储存技术
碳捕获与储存技术(CCS)指的是将大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放源产生的二氧化碳在排放到大气之前收集起来,并用各种方法储存的一种技术。碳捕获与储存技术包括二氧化碳捕集、运输以及封存三个环节,该技术可以使单位发电碳排放量减少85%~90%。
碳捕获与储存技术需要在利用化石能源发电的企业以及生产流程中产生碳排放的工业企业中广泛推广,以最大程度地吸收碳排放。在碳运输和储存方面,能源和化工企业可以采用化学链燃烧和氧燃料燃烧,经在岸、离岸和船舶管道运输,采用在岸、离岸和枯竭油气储层存留等措施。在利用捕获到的碳方面,传统依靠化石燃料供能的企业可直接将二氧化碳制成干冰,或当作甲醇、尿素、乙烯等化学品及海藻生物质能、液态化石燃料的原料。此外,碳纳米管、有机溶剂细菌和炭黑等新兴利用方式也在考虑之列。
以上四类举措将相辅相成,推动碳中和进程,最后达到终点。如图1-10所示,以2℃情景减排为例,能源结构转型的减碳影响最为显著,将贡献约71%的温室气体减排,主要由能源部门的清洁能源发电、交通部门的电动化转型带动。模式升级次之,约占温室气体减排贡献的16%,其中工艺流程创新、可持续农业相关举措(沼气工程、推进有机肥等)贡献主要份额。碳捕获与储存技术对减排的贡献同样不可小觑,在化石燃料无法完全清退的情况下,碳捕获与储存技术势必推行。
图1-10 技术推动的能源结构转型是达成减排目标的关键抓手
资料来源:BCG分析。
为实现1.5℃路径下的减排目标,中国还需要做好投入大量资金的准备。如图1-11所示,我们估测,截止到2050年完成各项举措所需累计投资为90万亿~100万亿元,约占2020—2050年累计GDP的2%。基于图1-11所示数据,我们可以看到交通部门所需投资最大,主要包括交通工具的电动化以及航空燃料的清洁转型。能源部门次之,主要由可再生能源、核能发电以及碳捕获与储存技术的研发与应用拓展驱动。除此以外,工业部门的工艺流程创新、建筑部门的热泵技术、农业和土地利用部门的垃圾焚烧处理也将占据较大的投资份额。
图1-11 2020—2050年达成2℃目标和1.5℃目标所需的累计投资额和主要投资领域
注:1.与德国的1.04%相比。
2.与德国的1.6%相比。
资料来源:BCG分析。
三、五大部门的碳减排策略
在碳中和目标的指引下,五大部门需要共同努力,开启低碳转型。为了实现1.5℃路径下温室气体减排目标,五大部门需要各自达成60%~105%的减排幅度,部分部门甚至接近零排放级别。如图1-12所示,我们对五大部门的减排目标、关键抓手及支柱进行了总结。
(一)能源部门
如图1-13所示,至2050年,能源部门在基准情景下碳排放量与2020年相比变化不大,仅能实现停止增长并轻微下降。为实现1.5℃的温控目标,须采取更积极的举措,力争实现65%~70%的减排。能源部门减排技术革新的首要重点便是更加积极地推动发电侧能源转型,预计2050年扩大可再生能源(包括风能、电能、生物质能)与核能的发电比例将成为减排举措中的“主力军”,可贡献约30%及23%的减排。同时,研发启用先进的能源技术(包括化石燃料淘汰、先进能源技术)也将异军突起,贡献7.4%的减排。值得指出的是,这些技术的推广应用也需要与时俱进的管理体系来做支撑:建设更灵活的电力系统,推进能源系统市场化改革,并且落实启动碳排放权交易的运作。
1.可再生能源
可再生能源的发展与利用是能源部门碳中和之路上的重要一环。中国的光伏和风力发电技术已经相当成熟,装机容量已达到了世界第一。近十年来,中国太阳能和风能发电的成本已经分别下降80%和60%,与传统能源电力相比已极具竞争力,逐步接近平价上网。
图1-12 五大部门的减排目标、关键抓手及支柱
注:所有百分比均为2050年排放量与2019年排放量的比值。
资料来源:BCG分析。
图1-13 能源:提升电网灵活性和促进能源系统改革对实现转变至关重要
注:所有数据经过四舍五入处理,且小于20的数据未展示。
资料来源:世界资源研究所,行业报告,BCG分析。
然而,可再生能源的推进不无挑战。例如,中国风能发电的弃风(指由于电网接纳能力不足等,风机的发电量低于其实际可发电的能力)情况非常严重,造成了巨大的经济和能源损失。2016年,中国的弃风电量达到了497亿千瓦时,如果这些弃风用来替换煤炭,那么中国的二氧化碳排放量将减少4200万吨,相当于2016年全国碳排放量的4.5%。另外,政府扶持政策在成功带领行业起步之后,也需要调整并引导行业进一步自主发展,逐渐减少补贴。面对这些挑战,中国的光伏和风能企业需在扩大生产规模的过程中加速运用新技术,提升效能,创新商业模式,使得清洁电力成为普惠能源。
2.核能
核能因其低污染、省燃料等优势成为绿色能源转型中另一种尚需大力开发的清洁能源。中国在核能发电上取得一定成绩,但核能发电也有其“致命的软肋”,亟须用技术手段来克服。核电生产对安全运营的高标准以及对放射性废料处理的高要求,都增加了核能发电的成本。另外,面对日益增长的核电需求,核电生产的主要燃料铀的供应也需补上缺口,因此,铀矿勘查技术的研发和大型基地的建设都将成为加速核电发展的重要支撑。
3.先进能源技术
先进能源技术也需要在这场能源绿色革命中大显身手。虽然清洁能源会部分替代化石燃料,但是即使在1.5℃路径下,2050年中国的能源结构中依然会有25%~30%为化石燃料。对于这部分燃料燃烧产生的碳排放,我们就需要用碳捕获与储存技术来进行处理。
先进能源技术尚未付诸更多应用的最主要障碍来自高昂的成本。不过,各国科研者始终在钻研寻找技术突破点以求降低成本,并且为封存起来的碳找到二次利用的机会。自2007年以来,我国科技部将碳捕获与储存技术作为控制温室气体排放的技术重点列入专项行动。2007年,中国政府与欧盟启动了“中欧碳捕获与封存合作行动”,共同钻研该项技术,并已经在部分国有能源企业开始了试点项目。
4.基础设施
基础设施更新与建设也是能源部门减排的关键。现阶段,中国电力系统的灵活性尚不足以支撑新能源电力的整合与纳入,在调节负荷峰谷差、地区间电网互联互济等方面还需更加“智能”。中国电网企业与研究机构正积极推动特高压输电技术(UHV)、电化学储能等方面的研究和规模应用,为发电侧能源转型做准备。
5.能源管理与市场机制
为了让不断发展、日益精进的能源技术得到切实的应用,能源系统也需要更加与时俱进的管理与市场机制来引导与支撑这次绿色转型。政府与企业应携手推动能源系统市场化改革,在技术开发、生产加工、引导能源消费等环节,构建公平竞争的市场环境,鼓励创新突破。在能源定价上,更进一步真实反映成本的市场化定价势在必行。政府除了在政策调控、维护安全、监督管理层面主导,也应在提高能源公共服务上发挥作用。
毋庸置疑,能源系统的改革也会面临阵痛。首先,中国能源产业“主力军”煤炭产业的“去煤化”进程势在必行。如何平衡来自经济发展需求和人员就业转型的压力,则是需要政府和社会共同应对的挑战。其次,更为市场化的能源定价也意味着交叉补贴的减少。虽然长远来看这是还原电力商品属性的必由之路,但是短期内必将对部分企业以及终端用户形成冲击。为了降低市场动荡的风险,改革的步伐也需循序渐进。最后,为了加速清洁能源对煤炭的替换,中国必须努力探索适合本国国情的碳定价机制,如碳交易与碳税。煤炭发电价低的重要原因是,煤炭污染环境造成的高昂社会和经济成本并未被计入在内。因此,基于“谁污染谁付费”的原则,需要排放温室气体的企业必须购买碳排放权。
(二)工业部门
得益于现有的产业升级与能效提升,在基准情景下,工业部门预计于2050年实现45%~50%的减排。与此同时,工业设备效率的提升(如先进熔炉、高效电机)将继续有效推动进一步的脱碳进程,承担1.5℃路径下约6%的减排。但是仅仅依靠淘汰产能、更换设备、优化燃料等现行措施,工业部门离1.5℃路径要求的80%~85%的减排目标尚有距离。
如图1-14所示,要达到这个目标,首先需要更积极全面地实现工业自有发电、产热脱碳、工艺流程创新,进一步精益运营、鼓励创新,争取相较2050年基准情景下的碳排放再减少约54%。与此同时,政府对于工业部门的管理、引导和规划也需要以助力工业企业节能减排为目标,进一步完善和推动节能减排标准,提升能源综合管理服务,推动生态工业园区建设等。
图1-14 工业:工艺流程创新带来的超越更换设备和燃料转型的好处也至关重要
注:所有数据经过四舍五入处理,且小于20的数据未展示。
资料来源:世界资源研究所,行业报告,BCG分析。
1.工业自有发电、产热脱碳化
工业部门减排任务的重中之重是为工业自有发电、产热脱碳。我们预测,如果成功推动工业脱碳,中国将减少6.6亿吨的二氧化碳排放,约占现有工业部门碳排放量的17%(图1-14中2℃和1.5℃温控目标对应的室内发电、供热脱碳减排总量占2020年二氧化碳总排放量),是达到1.5℃路径中的攻坚一战。
工业脱碳的实现同样需要依靠先进能源技术的大规模应用:清洁能源发电能够减少化石燃料燃烧产生的碳排放,比如热电联产能够充分利用传统热力发电机无法转化的热能,提高能源效率高达80%或以上;碳捕捉与储存技术能够合理处理工业流程中排放的二氧化碳。这些技术成本高昂,尚未达到普遍商用的阶段。攻克这些技术障碍是工业部门减排的首要目标。
2.工艺流程创新
工业部门减排的另一个重要抓手来自工艺流程创新。我们估测,钢铁、水泥、冶金、化工制造产业在工艺流程创新上能取得的减排成绩总和,将达到约4亿吨二氧化碳。如图1-14所示,2℃和1.5℃温控目标对应的工艺流程创新减排总量约占2020年二氧化碳总排放量为10%。例如,对于水泥生产而言,需要解决水泥原料石灰岩煅烧过程中大量碳排放的问题;对于化工行业而言,需要探索氢化工在氨、乙烯、离子交换膜和氢氧化钠制造中的应用。
3.园区转型
工业低碳改革的一个值得聚焦的切入点是工业园区的绿色转型。中国已有2000多个国家级及省级工业园区,贡献了全国工业产值的50%以上。据估算,工业园区贡献了全国能源相关碳排放量的30%。与此同时,大规模的工业园区也有达到系统性节能减排得天独厚的优势,能够通过能源结构调整的相关措施(提高非化石能源占比、碳捕获与储存技术水平、生物质能回收和利用等),推动综合环境治理与生态工业园的塑造。
4.政府政策、管理法规及服务方面的引导
为保证工业领域减排措施的有力执行,政府应积极推动更完善的节能减排标准,并通过经济与税收手段促进能源密集型企业的绿色转型。日前,国家发展改革委已经针对包括钢铁、化工行业在内的重点产业出台了温室气体排放的详尽核算与上报标准,为之后的碳交易或者碳税等管理形式的推行打下基础。同时,政府加强了对于5000多家企业在能源效率提升方面的监督,尤其关注化工和造纸行业的绿色转型。
(三)交通部门
因汽车保有量与出行需求的持续上升,在基准情景下,交通部门2050年排放量将上升约30%。如果不采取积极措施,这将与1.5℃路径下减排约70%的方向“背道而驰”。如图1-15所示,对于交通部门来说,交通运载工具的电动化转型是最为本质、贡献最大的减排举措。当下已大幅启动的公共交通电动化以及迅猛发展的乘用车与商用车电动化,2050年,有望肩负交通部门减排贡献的54%。与能源、工业部门类似,交通领域的电动化转型离不开政府的支持、技术的升级与基建的扩张。同时,由于电池的续航能力有限,在解决航空、船舶、铁路等长途运输和交通方面,交通部门还需探寻电动化之外其他储能较高的清洁能源。其中最具研发潜力的是氢燃料——充分推进氢燃料的使用,可帮助交通部门减排约14%。值得注意的是,新能源汽车的推广需伴随发电领域清洁能源替代,只有这样,才能从根本上降低全国整体的碳排放。图1-15汇总了这些措施减排潜力的估算。
1.陆地出行交通工具电动化
随着城市化生活方式的推进,中国人均出行需求正快速增长。私家车及商用车的电动化,无疑是平衡需求增长和节能减排这一矛盾的主要解决途径。如果电动车能够在2050年整体汽车保有量中占比70%~90%,那么其有望贡献40%的节能减排。
图1-15 交通:新能源汽车在公共交通领域的渗透和航空公司转型将是关键杠杆
注:所有数据经过四舍五入处理,且小于20的数据未展示。
资料来源:世界资源研究所,行业报告,BCG分析。
在中国已大幅度启动的公共交通电动化将进一步得到推进,有望在2050年达到交通部门整体减排目标的14%。例如,深圳市交通运输局的信息显示,在2017年,深圳已率先实现公交车100%纯电动化,连续五年成为全球新能源电动货车保有量最大的城市。公共交通电动化的实现依赖于城市总体交通规划部署的完善与周全:集中式管理提高了汽车的使用率,平衡了电动化汽车的总拥有成本;大量退役动力电池得到了梯次利用,进一步降低了新能源车的成本。
基于这些公共政策的成果,中国工业和信息化部制订了规划:至2035年,中国公共领域用车将全面实现电动化。推进公共领域用车的电动化(包括公交车、城市物流车、环卫清扫车等)将是一个契机,有利于政府全面布局和完善当地充电设施建设,也为逐步带动私家车和商用车的电动化铺设道路。
除了国家政策支持外,推动新能源汽车普及的另一大重要支撑来自电池技术的发展。电池成本高、续航里程短等问题仍需进一步攻克,以使新能源汽车最大程度地替代燃油车。在新能源汽车需求与电池产能高速发展的同时,中国亟须解决的另一个问题是退役电池的妥善处置,应建设并规范回收利用体系,避免退役电池数量大规模增长带来的“大规模污染”。
2.其他交通工具脱碳
其他如船舶、航空、铁路因为化石燃料燃烧而产生的二氧化碳排放大约占交通部门排放的17%。因此在交通工具电动化转型之外,交通部门还需加快推进其他交通工具燃料的脱碳化。例如,中国已启动氢燃料飞机的研发,但现阶段仍以研究机构为主导。中国还需更快加速氢燃料飞机的商用研发,力争在2040年前后实现大规模商业化。只有这样,才可能实现交通领域的“最后一公里”减排。
(四)建筑部门
中国城镇化的步伐不断加快,从建筑部门减排的角度来看减排前景不容乐观。在基准情景下,建筑部门2050年的排放量非但不会下降,反而会增长10%~15%。若要达到1.5℃情景下的减排目标,建筑部门需实现零排放。
在建筑部门的减排举措中,推进较快且立竿见影的当属建筑节能改造(如热力管网改造、加强墙体隔热)和取暖的脱碳化(如推进电能、工业低品位余热代替燃煤供暖)。这两项举措在中国已经开始推行,但要实现1.5℃路径,则需进一步加强执行的力度与广度,并提升相关企业和规划单位节能改造、清洁取暖顶层设计的硬实力。同时,热泵技术的突破与应用、太阳能热水器和炊具电气化的普及也同样至关重要。如图1-16所示,我们展示了建筑部门达成1.5℃温控目标的路径。
图1-16 建筑:完成节能改造和供热脱碳,随后实现新技术应用和电器电气化
注:所有数据经过四舍五入处理,且部分小于20的数据未展示。
资料来源:世界资源研究所,行业报告,BCG分析。
1.建筑节能改造
自从2009年推行“绿色建筑”评价标准以来,中国不仅实现了新建绿色建筑的跨越式发展,也大力推动了既有建筑的节能改造。在新建建筑方面,全国省会以上城市对于政府出资建设的楼房与大型公众建筑已全面执行绿色建筑标准,不少城市也已开展对绿色建筑的立法实践。目前绿色建筑占全国城镇新建民用建筑比例达到50%,仍有提升空间。
既有建筑的节能改造主要针对中国北方采暖地区的建筑,包括外墙门窗等房屋维护结构的保温改造、供热管网的节能改造等。然而,此类建筑节能改造在实际推进中遇到了不少具体的疑难问题。以北方城市不可或缺的供暖系统为例,由于建造年代较早、标准参差不齐等,许多省市都面临供热管网大面积老旧的问题,这在供热过程中将严重浪费能源,也造成了一定程度的安全隐患。对管网进行节能整改,资金投入巨大,需要政府与供热企业共同负担。同时,由于管网供热到户,部分改造工程需要在居民户内进行,因此提升公众对于节能供暖的理解和支持也是建筑节能改造的关键。
2.建筑供热脱碳
建筑部门的碳排放主要来自人们对于室内温控的需求,因此取暖脱碳化的推进刻不容缓。近年来,在中国北方农村地区大规模开展以燃气代替燃煤的取暖改造,虽然告别了冬日煤炉取暖烟雾缭绕的情况,但是由于天然气资源紧缺且减碳程度有限,取暖脱碳化仍然需要寻求电能、生物质能、工业余热、核能等更加清洁的能源。其中,由于中国工业余热资源丰富,所以对该资源再利用的探索潜力巨大。然而现阶段,工业余热供暖的实现在中国面临着较大的体制障碍。一个具体项目的实施涉及地方政府、工业企业等多个主体,经常会出现“利益冲突”的情况,需要做很多的协调工作。另外,由于工业余热供暖需要铺设从工业园区到城市中心较长距离的管网,项目的初期投资成本很高;而在技术上,尽量减少远距离运暖对热量的损耗至关重要。因此,中国需要更灵活的体制与创新的商业模式,从而让此类减碳理念得到实际拓展,而非停留在规划中。
3.热泵技术的突破与应用、太阳能热水器和炊具电气化
在房屋供暖制冷领域另一个必须积极推进的技术是热泵技术的应用扩展。被誉为“大自然能量搬运工”的热泵技术,从空气、水或地表下获取的、在原本情况下较难得以利用的热能,通过压缩机运转,将热量在需要得到利用的情景下释放。在冬天,热泵可以将从室外取得的热源用于室内取暖;在夏天,热泵可以以相反的流程将室内热量运输到室外。这一受到广泛关注的清洁能源技术有着安全、低能耗、低成本、温控效果好等多重优势。如果该技术得到广泛应用,那么,预计至2030年,其在中国的市场规模将达到400亿元。这个愿景的达成需要政策的有效推动、公众认知边界的拓展以及热泵技术本身在低温性能和除霜技术等方面的改善。
太阳能热水器的扩大应用是建筑绿色供能转型中另一个不可忽略的潜在机会。太阳能热水器因其价格低廉、使用方便等优势,可谓是对可再生能源的有效应用,但是太阳能热水器的进一步普及尤其是在城市中高层建筑上的应用却止步不前。太阳能热水器需要攻克不少技术难点,例如:如何克服太阳光照时间的限制,使得夜晚和阴雨天气都能稳定提供热水;如何革新产品设计,使其在城市高层建筑上的安装“因地制宜”,突破瓶颈,获得更高市场渗透率。
炊具电气化将是对建筑部门节能减排贡献最大、实施较为困难的举措。在城市中,政府及建筑部门需提升公众对电炊具的接受度,使其了解到电炊具除节能环保之外,同时具有加热速度快、易清洁、安全性能高等优势。而对于偏远农村地区,炊具电气化的难度更高,因为居民的煮饭依然在很大程度上依靠柴草与散煤燃烧,其成本相较电炉来说极其低廉。另外,电网要足够强大才能有效转变千家万户的“炊烟袅袅”,农村炊具电气化的实现,首先要扩大居民建筑电网容量。
(五)农业和土地利用部门
农业和土地利用部门减排与其他部门相比起步稍晚。在基准情景下,2050年的碳排放量预期比2020年增长约12%;而在1.5℃路径下,减排幅度须略微超过100%,达到负排放,才能达到减排目标。如图1-17所示,在1.5℃路径中,农业和土地利用部门需“各尽其能”:通过农村沼气池建设与化肥改革达到约48%的减排量;在废物处置方面,分担约37%的减排量;通过造林工程发掘地球“天然绿肺”的碳汇潜力。
图1-17 农业和土地利用:沼气池建设、化肥改革与废物处置对于达成减排目标作用很大
注:所有数据经过四舍五入处理,且部分小于20的数据未展示。
资料来源:世界资源研究所,行业报告,BCG分析。
1.农村沼气池建设
农村沼气工程运用厌氧工程技术处理禽畜粪便、农作物秸秆等农村废弃物,从中获得清洁可再生能源和农业生产所需有机肥料,并能改善农村环境污染,促进循环生态的农业发展。中国从20世纪80年代开始就致力于农村沼气池的研究与建设,21世纪之后加快了发展。得益于政策与补贴的支持,截至2020年,中国已建立200亿立方米的生物沼气池,大幅降低了甲烷与二氧化碳等温室气体的排放。
面向未来,农村沼气工程如要在减碳事业中“崭露锋芒”,则需要由户用和中小型沼气池向更大规模的沼气生物池发展。这需要对农村沼气工程建设有更全面的规划:首先,沼气产品的利用水平有待提升,比如大型沼气池可发电并且并入电网,沼渣、沼液可以制成有机肥;其次,除了政府布局与扶植,还需要社会多元化的参与,如非政府资本还需大量注入沼气产业,科研机构需继续专注于技术攻关,市场营运与维护的服务也需进一步成熟。
2.化肥改革
化肥的过度利用是农业温室气体(如一氧化二氮)排放的“元凶”,而肥料产业革新将有效推动肥料结构的优化,并加速科学施肥方法的普及。中国是世界上最大的氮肥使用国,其耕地面积不到世界各国总和的1/10,但是氮肥的使用量却占世界总量的1/3,每亩氮肥用量达到了22千克,是欧盟国家和美国的2~3倍。氮肥在生产和施用过程中排放的大量一氧化二氮,产生温室效应的强度比二氧化碳产生的要大300倍。经过多年对化肥施用策略的研究和在中国农村的普及教育,化肥利用率在2015年至2017年提升了3%,这相当于减少了6亿吨的一氧化二氮排放,同时在制造化肥过程中也节省了130万吨的煤炭;化肥消耗量在2020年首次实现了零增长。
若要继续减少化肥产生的碳排放,必须让有机肥成为更多耕种人的首选,回归绿色农业。目前,有机肥的普及尚需解决成本高、产品标准不统一等问题,这需要政府与市场共同寻求解决方案。而前文提到的农村沼气工程在推进有机肥方面也同样意义重大——沼肥可以就近就地生产并施用,将大幅降低有机肥的制造和运输成本,形成农业的绿色低碳循环。
3.废物处置
中国目前的垃圾处理主要依靠填埋(占比约78%)。在填埋过程中,垃圾中的有机物会发生分解,产生大量的二氧化碳与甲烷。多项研究表明,相对来说,垃圾焚烧处理的低碳优势较为明显,为公认的垃圾处理未来发展方向之一。目前,我国政府已经开始针对垃圾分类与处理进行了管理试点和资金补助。若要加快垃圾处理的减排力度,则需推进垃圾焚烧处理的研发,破解现有技术与成本方面的难题,大幅提升垃圾焚烧处理的渗透率——在城市生活垃圾处理中达到80%的水平。
4.造林工程
要达到农业和土地利用部门的负排放,我们必须珍惜、呵护且充分利用碳汇资源——森林。中国需进一步推进造林工程与林业资源管理,增强温室气体吸收能力,为负排放贡献源源不断的绿色动力。
从改革开放初期倡导植树造林以来,中国的森林净增长面积在过去的30多年都位列世界第一;中国实现了再造林7900万公顷,是世界上再造林面积最大的国家。与此同时,政府、企业与环保机构也在摸索、创新商业模式,让森林碳汇发挥更大的减排作用。例如:蚂蚁金服与中国绿化基金会合作运行了“蚂蚁森林”项目,种植了1.2亿棵树,使其用户“亲自”参与减少碳足迹的行动。另外,如今已经正式开启的全国碳交易市场对林业发展而言无疑是一个前所未有的机会。之前已经有一些企业购买森林碳汇的初步尝试,例如,青海省林业和草原局在2020年向壳牌能源交付了第一笔基于核证碳标准的林业碳汇——二氧化碳减排量25.46万吨。森林碳汇有机会在碳交易平台上“崭露头角”,体现其珍稀的生态价值,助力碳中和的进程。
切实有效的减排措施不胜枚举,我们在此主要对五大部门减碳路径上的“关键节点”和“必由之路”进行了解析。虽然不少举措都有其不完美或未成熟之处,但是我们也可以看到,如果积少成多、步步为营地去实现这些举措,那么从碳达峰到碳中和的目标并非无法企及。五大部门的减碳事业其实渗透到社会的方方面面,从政府到企业再到个人,都需要更积极参与其中。正如原美国副总统、诺贝尔和平奖获得者艾伯特·戈尔的观点:解决气候危机的方案已经存在,但是要真正将这些方案付诸实践,我们需要社会各界刻不容缓地采取行动。