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  • 主要国家碳达峰、碳中和比较分析

    来源: 作者:admin 发布时间:2021-12-30 08:46:08 次浏览

    为将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2℃以内,并努力将温升幅度限制在1.5℃以内,2015年年底,第21届联合国气候变化大会通过了《巴黎协定》。协定指出,只有全球尽快实现温室气体排放达到峰值,本世纪下半叶实现温室气体净零排放,才能降低气候变化给地球带来的生态风险以及给人类带来的生存危机。

        欧盟率先于2019年发布了《欧洲绿色协议》,提出到2050年实现整个欧洲地区的碳中和,并于2021年6月28日通过了《欧洲气候法案》,为欧盟各国在2050年实现碳中和目标铺平了道路。2021年4月22日,美国总统拜登宣布将扩大美国政府的减排承诺,到2030年将美国的温室气体排放量较2005年减少50%~52%,到2050年实现碳中和目标。根据能源与气候情报网(Energy and Climate Intelligence Unit)的统计,截至2021年8月12日,全球共有134个国家和地区提出了零碳或碳中和的气候承诺,以低碳发展为特征的新增长路径成为全球转型的主要方向。

        然而,从经济发展水平、碳中和过渡期、排放量基数、能源转型、碳中和成本等角度对全球主要国家/地区进行比对分析可以看出,我国碳达峰、碳中和工作面临着过渡期短、经济发展水平总体不高、碳排放基数大、资源禀赋不足、成本高昂等诸多挑战和困难,实现碳中和将是一项异常艰巨的工程。

    碳排放总量和经济发展水平对比分析

        根据世界资源研究所发布的报告,截至2017年,全世界共有49个国家的碳排放在2010年前实现达峰。其中,有19个国家早在1990年以前就实现了碳排放达峰,包括德国、匈牙利、挪威、俄罗斯等。在1990-2000年实现碳排放达峰的国家有14个,包括法国、英国、荷兰等。在2000—2010年实现碳排放达峰的国家有16个,包括巴西、澳大利亚、加拿大、意大利、美国等。根据各国的达峰承诺,预计还有4个国家(日本、新西兰等)碳排放在2020年前达到峰值,另外4个国家(中国、新加坡等)预计在2030年前达到峰值,已经达到峰值或承诺在2030年前达到峰值的国家总数达到57个。

        研究一个国家的温室气体排放峰值,需要综合考虑其经济发展阶段、工业化、城镇化、能源发展、控制技术等诸多因素,分析其在能源、建筑、交通、工业、农业、废弃物处理等各个领域的温室气体排放规律与特点。

        碳排放总量和经济发展水平有较大的相关性。碳排放总量随着经济发展呈现先上升后下降的趋势,但这一变动趋势在不同国家呈现不同特征。通过对主要发达国家和发展中国家温室气体排放源和温室气体构成的初步分析,这些国家温室气体排放峰值一般是在经济增长速度较低、人均GDP较高的条件下出现的。二氧化碳排放峰值出现时间一般比甲烷和氧化亚氮晚10年左右,二氧化碳排放量比重越高温室气体峰值越难出现。

    碳达峰、碳中和及过渡期时间对比分析

        诚然,不同经济体量、发展阶段和资源禀赋的国家具有不同的碳排放变化曲线,各有自身的达峰时间,也会提出相应的碳中和目标。为使比较分析更有意义,现选取2020年全球前十大经济体及欧盟作为一个整体进行比较。

        虽然多数国家都将碳中和目标年定在2050年,但有37~66年的过渡期,平均约50年。比较起来,我国是30年的过渡期,过渡期大大缩短,意味着我国需要用30年的时间完成别的国家近50年的工作,实现碳中和目标所要面临的挑战和付出的努力远远大于其他国家。

        目前,国际上尚无成熟而系统的碳中和经验可以借鉴,通过学习欧盟的碳中和行动规划可大致了解其任务的系统性、艰巨性、复杂性。2019年12月发布的《欧洲绿色新政》制定了碳中和愿景下的长期减排战略规划,从能源、工业、建筑、交通、粮食、生态和环境7个重点领域规划了长期碳减排行动政策路径。该规划强调最大限度地部署可再生能源,并大幅提高能源效率;促进工业转型和循环经济,提出以资源可持续利用为重点的循环经济行动计划,要求对电子产品、纺织品、塑料制品等实现回收和多级循环利用,减少城市垃圾;促进建筑部门大力提高能源效率,通过翻新实现建筑节能;支持清洁、安全、互联的出行方式,并建设充足的智能网络基础设施;从生物经济中全面获益并建立基本的碳汇;充分利用碳捕获与封存技术等。此外,欧盟拟设立“气候银行”,计划拨付400亿欧元的“公平转型基金”用来补偿能源转型政策下受影响的欧盟成员国,保障能源的公平转型等。

    碳排放量基数与年均减排量对比分析

        欧盟3国、英国、日本、加拿大、巴西等国年均减排量绝对值较少,在1100万~3600万tC02当量的范围内。与中国具有可比性的美国和欧盟(27国),分别为1.81亿t和1.1亿tCO2当量。而我国2030年碳达峰至2060年碳中和的30年间,年均减排量将高达4.33亿tCO2当量,比欧盟(27国)、美国、日本、英国、巴西、加拿大年均减排量的总和(约3.99亿tCO2当量)还要高出8.52%。因此,中国实现碳中和目标所承受的压力是其他国家/地区所无法比拟的。

    能源结构对比分析

        根据《BP世界能源统计年鉴》(2021年)统计数据, 2020年中国和印度的煤炭消费占比降至60%以下,其余国家均低于30%。

        从全球来看,2020年石油继续在一次能源消费中占比最大,占比为31.2%:煤炭作为第二大燃料,占比为27.2%,比上年略有上升;天然气和可再生能源(不含水电)的占比分别升至24.7%和5.7%的历史高点,可再生能源占比已经超过了核能(4.3%);水电占比增加了0.4个百分点,达到6.9%,这是自2014年以来的首次增长。2020年全球前十大经济体一次能源消费结构见图3,除中国、印度和日本外,其余7个国家清洁能源消费占比均超过50%。

        从发达国家的经验来看,调整优化能源结构,削减甚至淘汰煤炭和石油的使用,增加碳排放强度较低的天然气能源;同时,大力发展可再生能源、水电、核电等,并最终实现以清洁能源为主导的能源体系,这些措施是实现碳达峰、碳中和目标的基本路线。

        可再生能源的全面应用是可持续发展的关键,各国“碳中和”能源减排战略普遍以降低化石能源发电占比、减少煤炭消费为主,不断提高风电、水电、光伏、生物质能等清洁能源的发电占比,加快氢能布局和应用,让传统的国际石油能源格局逐渐发生转变。

        2019年1月,德国煤炭委员会设计了退煤路线图,计划到2022年关闭1/4的煤电厂,到2038年全面退出燃煤发电。2020年7月,德国通过退煤法案,确定到2038年退出煤炭市场,就煤电退出时间表给出详细的规划,并有望在2035年提前结束煤电。同时,德国还十分重视可再生能源的利用,大力发展可再生能源发电技术,实现交通、供暖、工业等部门的广泛电气化,计划到2030年和2050年,可再生能源发电量占比分别达到65%和80%,可再生能源消费占终端能源消费的比例分别达到30%和60%。此外,欧盟作为一个整体,提出了2035年将淘汰电力行业煤的使用。2021年1月27日,美国总统拜登签署行政令,为应对气候变化提出了一揽子的行动计划。行政令明确提出“将气候危机置于美国外交政策与国家安全的中心”,并设计了一系列政策目标,包括最迟于2035年实现电力部门无碳污染,联邦、州等各级政府车辆零排放,暂停在联邦土地上进行新的石油及天然气项目,逐步取消化石燃料补贴等。2020年9月8日,法国生态部和经济部联合发布《法国国家无碳氢能发展战略》,计划到2030年投入70亿欧元(约合551.9亿元人民币)发展无碳氢能,绿色氢能在生产和使用过程中均不排放C02,以促进工业和交通等部门脱碳,助力法国打造更具竞争力的低碳经济。2020年1月,日本政府公布《革新环境技术创新战略》,通过五大创新技术来推动日本能源转型,实现“脱碳化”目标,其中包括以非化石能源技术创新为核心构建零碳电力供给体系;以能源互联网技术创新为基础构建智慧能源体系;以氢能技术创新为突破构建氢能社会体系:以碳捕获、利用与封存(CCUS)技术创新为支柱构建碳循环再利用体系;以农林水产业零碳技术为着力点构建自然生态平衡体系。2020年12月25日,日本政府公布一项“绿色增长计划”,指出电力部门的脱碳是主要措施,将以可再生能源中的海上风电产业、蓄电池产业作为发展战略。

        然而,我国是能源缺乏、严重依赖进口的国家,并且能源消费结构中,煤的消耗占比较大。2019年和2020年,我国煤炭消费占近60%,不仅大于印度,并远远大于除印度之外的其他国家/地区,由此,我国实现碳中和必经的退煤之路任重道远。

        可再生能源和清洁能源方面,我国已提出“到2030年非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿kW以上”。2060年,可再生能源发展情况将取决于碳中和远景,受经济、社会发展等宏观因素影响较大,决定能源结构和可再生能源需求量的边界条件(节能、碳捕集、碳汇、新技术突破等)变化范围广,预测可能有一定偏差。考虑能源领域碳排放总量控制、核电发展的必要性等,预计2050年我国可再生能源发电装机容量将达50亿kW以上,其中风电、太阳能发电装机容量将达45亿kW左右。

        根据中国气象局的研究成果,以年平均风功率密度≥l50W/m2为判别标准,我国陆地距地面70m和100m高度层的风能资源技术开发量分别为75.5亿kW和98.7亿kW;我国水平面年辐射总量≥lOOOkWh/m2的区域,光伏技术开发量约为1362亿kW;我国水平面年辐射总量≥l400kWh/m2的区域,光伏技术开发量约为1287亿kW。

        然而,可再生能源的开发受到用地的约束,需要考虑风电、光伏项目建设与国土空间利用的协同,主要体现在项目选址与“城镇空间、农业空间、生态空间”规划的布局上,以及项目建设用地与“城镇开发边界、永久基本农田保护红线、生态保护红线”3条控制线的关系中。以内蒙古自治区为例,100m高度层的风能资源技术开发量约29.1亿kW,约占我国风电技术可开发量的30%。实际上,根据公开信息,2016年内蒙古自治区完成了基本草原划定工作,共在63个旗县划定基本草原8.77亿亩(合5846.67万公顷),约占全区国土面积的49%; 2018年内蒙古生态保护红线方案划定红线面积59.69万km2,约占全区国土面积的50.46%。考虑基本草原和生态红线部分重叠,估算内蒙古自治区风能资源实际可开发量可能不足其技术可开发量的10%。

    碳中和成本高,发展中国家需要资金支持

        《巴黎协定》确定了2020年后的全球气候治理模式,但仅仅提出了国际社会合作应对气候变化的总体设想和框架,并未明确落实1000亿美元/a的长期资金目标路线图,而现有资金机制的资金规模严重不足,资金量太小,气候资金的供给和需求之间存在巨大的缺口,难以满足广大发展中国家应对气候变化的需要。早在2009年的《哥本哈根协议》就要求发达国家在2010-2012年为发展中国家提供300亿美元新的额外资金,到2020年每年筹集1000亿美元,以帮助发展中国家采取应对行动,减缓排放,但一直未能完全兑现。资金问题是发展中国家最核心的关切,发达国家应当按照《巴黎协定》的规定,为发展中国家应对气候变化提供资金支持,并保证资金的可预见性和持续性。发展中国家只有得到了资金支持,才能提高应对气候变化的能力,才能促进可持续发展和绿色转型。

        然而,即使发达国家切实兑现2020年后1000亿美元/a的承诺,对众多发展中国家缔约方来说也是杯水车薪。巴西环境部长里卡多·萨列斯2020年12月8日表示,巴西将在气候变化《巴黎协定》框架内力争于2060年实现碳中和。如果富国能每年提供100亿美元援助,这一目标有可能提前实现。

        我国履行《巴黎协定》的资金需求尚难以准确估算,但据有关专家估算,从现在到2060年,中国每年将有相当于GDP总量1.5%~2%的资金投入新能源、能源基础设施,以及碳中和科技创新和技术改造转型之中,预计2021年的投入将超过1.5万亿元人民币,以后还会逐渐增加,这是一个巨大的投资,也会引起全面的经济变化。

        作为全球排放量最大且在发展中的国家,需要克服上述重重困难,在承担相应的减排义务的同时,还要带头创新推动绿色低碳发展,深度参与全球应对气候变化,为其他发展中国家做出表率。为此,我们希望中国的努力和贡献能得到国际社会的充分理解和支持,并呼吁一些国家能切实履行共同但有区别的责任,切实兑现资金支持义务,共同营造良好的国际环境,为呵护我们共同的地球家园做出应有的贡献。

    摘自:《环境保护》2021年第17-18期

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