深度专访社科院学部委员潘家华:关于碳达峰和碳中和的一些澄清说明,我相信不仅碳达峰而且碳中和也会提前实现!
碳道小编 · 2021-06-16 10:06 · 阅读量 · 4577
摘要:潘家华:关于碳达峰和碳中和的一些澄清说明,我相信不仅碳达峰而且碳中和也会提前实现!
经济学家圈近期专访了国社科院学部委员、国家气候变化专家委员会委员潘家华。以下为采访全文:
经济学家圈:什么是碳达峰和碳中和?
潘家华:首先我们要把碳是什么弄清楚,那什么是碳?碳主要包括三类。
一类碳,由化石能源燃烧所排放的二氧化碳,也就是煤炭、石油、天然气这三种化石能源。这一类碳是属于额外的,从地底下冒出来的,它不是自然循环所产生的,是增量属性的二氧化碳。这一类二氧化碳是会改变气候的,我们现在所有的气候变化,比如升温,或者大气中二氧化碳浓度的升高,基本上都是这一类二氧化碳所起的作用,所以我把它称为气候灾难性的碳。
那么第二类,我把它叫做气候中性碳,为什么叫气候中性碳?这类碳就来源于各种绿色植物、以绿色植物为生存条件的各种动物。绿色植物通过光合作用从大气中间吸收固定二氧化碳形成的碳水化合物,比如各种树木,我们平常吃的小麦、玉米、水稻,各种水果,这些都是属于碳水化合物,它的碳是通过光合作用固定的。像小麦,我们吃了以后通过一种自然循环又回到大气,像沼气是以甲烷这样一种含碳的温室气体的形式回到大气。还有农作物秸秆燃烧释放的二氧化碳,还不是又回到大气了?所以它是一个自然循环,来源于大气又回到大气,所以它叫做气候中性碳。关于气候中性碳,现在有很多人说的养鸡、养猪、奶牛等畜牧业,它们是依靠绿色植物获取营养的,包括我们人,是杂食动物,吃肉,也吃“草”,对不对?我们每天要吃各种蔬菜,粮食,我们吃的肉,不论是来自于牛羊还是源自于鸡鸭,也是草食动物,也是吃草的。牛羊吃完草以后这些东西在胃里走一遍,然后再消化,最后排泄出来的也都是属于甲烷和二氧化碳。所以,养殖业包括养猪、养鸡,它们所形成的这样一些碳的排放,也应该是气候中性的,它不是额外的。因为它的碳还是从大气中间来,最后又回到了大气,因为它的来源是绿色植物。现在有人说要少吃肉就可以减碳,我觉得说的不完全对。因为肉中的碳水化合物和蛋白质从哪里来?也都来源于大气。动物吃植物,人吃各种蔬菜,我们吃的各种什么水稻、玉米其实也都是草。人生命所需的营养是一定的,多吃了高蛋白的肉,就必然会少吃淀粉一类的主食例如馒头米饭。人的天性就是杂食动物,不吃肉了,纯食草,除非改变人类的基因。所以它应该也是属于气候中性碳,它不是额外的碳,所有生物循环的碳原则上都是气候中性碳,它是可以保持自然平衡的一种碳。再比如说,火灾把一片森林给烧了,那就是陡然增加很多碳。森林火灾以后,再长出来的植物会长得很快,它就可以把大量的碳就很快的固定吸收下来。所以它有时候可能排的很多,有时候吸收的很多,但总体上它是平衡的,所以都属于气候中性碳。
第三类,是具有全球增温潜势的非二氧化碳。它不是二氧化碳,但也有增温的效应,所以把它换算成为二氧化碳当量,属于非二氧化碳的温室气体。非二氧化碳的温室气体有几种呢?一共有六种。
第一种是甲烷。比如煤层气、油田伴生气,甲烷也分为两种,一种是气候中性的,一种是属于气候灾性的。沼气池以及人类排泄物产生的气体,这类甲烷属于气候中性碳。煤层气即瓦斯爆炸所释放的,是气候灾性碳;而下水道的井盖爆炸,则多是因为生物质腐烂所产生的沼气,沼气中的碳,源自于绿色植物吸收大气的二氧化碳,因而是气候中性的甲烷。
第二种叫氮氧化合物。比如化肥中有氮和氧气,大气中间有78.09%的化学成分是氮,是自然界存在、自我平衡的氮氧化合物。氮氧化合物也来自于两类,除了自然循环保持平衡的氮氧化合物外,另外一部分也是煤炭、石油、天然气燃烧排放的氮氧化合物。燃煤发电脱硝,脱的就是氮氧化合物。
另外的4种非二氧化碳的温室气体都是含氟的。空调制冷的那个氟利昂,发泡剂中使用的含氟产品全氟化碳、六氟化硫、三氟化氮等,像这样一类含有氟的化合物是人工合成的,这一类就有4种是含氟的气体。人工合成的含有氟化合物这样一种温室气体,不是二氧化碳,但它的升温潜势比较大,但是它的排放量又很小,微乎其微。升温的潜势较高,但是排放量并不大。
现在我们再来总结一下。碳主要包括三类,一类是属于气候灾性的,从地下冒出来的,由化石能源燃烧所排放的这样一种碳,它包括二氧化碳、甲烷,还有氮氧化合物。那么这个占温室气体的比例有多少?大概应该要占个90%。这是化石能源相关的温室气体。第二类就是气候中性碳,从大气中来又回到大气的,大概占8%左右。尽管这部分碳是气候中性的,但人类活动加剧和森林破坏、土壤碳流失,在工业革命后,也成为温室气体的排放源。第三个是含有氟的气体,大概占2%左右。
我们把碳弄清后就明确了,现在的碳达峰,从量上面讲,从来源上面讲,从效果上来讲,都应该是化石能源开采、冶炼、燃烧和相关产品的排放的二氧化碳,占90%以上。如果我们把这部分碳控制住,就相当于碳达峰了。所以现在讲的碳达峰应该是属于化石能源相关的碳排放的达峰。化石能源相关的温室气体排放包括直接燃烧和相应的这样一些化工产品,比如说煤制油、煤制气,煤制油最后也都燃烧了。我们一定要明确现在的碳达峰,应该是化石能源相关的温室气体排放的达峰,其他的可以忽略不计,或者说不是决定因素。它不是决定因素,还有一个原因是什么?从统计和测量上化石能源都有非常准确的数据,化石能源相关排放的温室气体的核算数据精度达到95%左右,气候中性碳的统计核算,相对来说,精度并不高,而且涉及温饱等基本生存问题。含氟温室气体易管控,而且量不大。所以就很容易理解,碳达峰必须是化石能源相关的温室气体的达峰。而碳中和实际上就是化石能源相关温室气体排放的归零。碳达峰和碳中和的道理就这么简单。
经济学家圈:碳达峰的途径有哪些?
潘家华:碳达峰有三种情况。
从历史上看,一种情况是自然达峰,不管采不采取行动都会自然达峰,自己净排放值达到峰值了。就像人的生长一样,人从出生会慢慢长高,最后到18岁左右身高就不长了,这就是自然达峰。所以历史上,像英国、法国,乃至于美国等发达国家都是属于自然达峰。
第二类是半自然达峰,市场力量驱动的达峰。为什么说是市场驱动的呢?因为各种国家能源的经济性不同,并没有考虑碳,但由于经济性的差异,高碳的化石能源被挤出市场了,碳排放自然的降下来了,它是一种市场驱动的这么一种达峰。比如说像法国,没有油,没有煤,也没有天然气,所以法国就搞核电,它搞核电并不是为了减排,它是出于能源安全和经济属性考虑去搞核电,用市场驱动的达峰。再比如说英国在1980年代关闭煤矿,为什么关闭?因为它北海的天然气有大量的生产,而煤炭开采成本太高,所以英国通过市场的力量用北海碳排放因子较低的天然气把高碳的煤炭给取代了。这是第二类,叫市场力量驱动的这样一种达峰。
第三类属于这样一种人为强制的达峰,也就是我们现在为了实现碳中和,那么峰值越高,对碳中和就越不利。所以我们现在通过人为的各种措施,达峰提前实现,而且是把峰值压得越低也好,所以是属于人为压缩而实现的一种峰值。现在实现碳达峰就是有这三个类别,目前中国的碳达峰显然是属于第三类,这是由中国目前的发展阶段决定的。我们的能源结构是以煤为主,所以我们现在的碳达峰,只能是人为强制的压峰降峰而达峰。
经济学家圈:有观点认为提前五六年能实现碳达峰,您怎么看?
潘家华:我感觉还可以更早,我跟你讲为什么可以更早的理由。
第一,从发展的阶段上看,我们已经是趋近于自然达峰了,很多产能已经过剩。从2017年开始,中国每年生产都超过20亿部手机,我们的汽车的产能都是有3000万辆,我们的钢铁产能有12亿吨,我们的水泥生产最高可以超过26亿吨。要那么多吗?这不都是产能过剩嘛,所以,产能要减下来。产能减下来,那是不是化石能源的消费就减少了?化石能源的消费就减少了就等于峰值降下来了。
第二,目前我们这样的环境污染的情况,改善大气环境质量客观上要求我们把碳排放最高的煤炭降下来。因为煤炭是大气主要污染物的主要来源,也是二氧化碳排放的最主要的来源。所以把煤炭通过其他的清洁能源来替代,不仅仅控制了常规大气污染物的排放,而且也是对二氧化碳最有效做控制。
第三,现在零碳能源的竞争性是突飞猛进。水电显然是比煤电及油电要便宜,风电也便宜,光伏发电在20年前简直不敢想象,太贵了,10年前光伏发电还是煤炭价格的5倍,现在太阳光伏发电的成本只有煤炭的1/3还不到。所以这样一来,使得煤炭的竞争力和煤炭的地位就没有那么重要了。自然而然会加速化石能源的市场退出。
第四,碳达峰属于全球要协力推进落实的巴黎协定目标。我们作为负责任的国家,国际共识也形成一种外在的倒逼动因,对我国实现碳达峰目标有推动作用。
所以这样一来说我们碳达峰是不是应该提前呢?而且我认为还可以提得更前。
经济学家圈:实现双碳目标对经济有什么影响?
潘家华:对经济的影响,应该说从几个方面看。
一个方面,根据第七次全国人口普查数据,中国目前仍是全球第一人口大国,有14.11亿人口,中国目前至少是有6亿人口人均一个月的可支配收入不到1000块钱。那么这一部分人他们需要发展。这部分人要吃饭,要住房,这一部分人的能源需求要保障,必然会影响我们现在的化石能源的消费,因为在其他能源他不能满足刚性需求的情况下,如果严加控制的话,对这部分人应该说是有比较不利的影响。
第二点,对于原材料行业例如钢铁水泥、建材这样一些高耗能的产业,由于它们的耗能量非常大,暂时还难以找到巨量而且稳定的能源替代煤炭、石油和天然气,像炼钢的焦炭就是煤炭。所以对于这高耗能的原材料行业影响是非常大的。
第三类,我们化石能源的生产和销售的地区,像山西、内蒙、陕西,这些地区是以化石能源的生产和销售作为地区国民经济的支柱,支柱一倒问题就大了。
这几个大的领域,低收入人群、高耗能产业、化石能源生产地,会有不利影响。
有利影响首先在于可以大量零碳能源的布局,投资和生产。而且现在风、光、水、生物质能,这些都已经具有市场竞争属性,可以推动非化石能源的大规模的投资和生产。我们要把风和光的装机在2030年达到12亿千瓦以上。大家想想这要多大的量,要多大的投资啊!
第二个,双碳目标对于能源需求行业有极大的推动作用。原来汽车都是燃油的汽车,现在纯电动汽车正在或将要成为主流。2020年11月国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035》)中,明确要求在2025年也就是十四五末期新能源汽车在市场消费销售要占20%左右。20%是什么概念呢?我们现在新车销售应该在2500到2800万辆之间,20%就会超过500万辆。在2035年新能源汽车成为新车市场的主流。而且许多国家,例如欧洲的一些国家,明确在2035年前禁止燃油汽车上市。对于整个投资,将来燃煤的锅炉不用了,是不是要用这样的电锅炉为我们供暖,对终端需求的产品发展是非常有利的。
第三,现在的零碳能源的生产和消费,跟化石能源不一样,化石能源只是在石油化石能源储量的地方,地下有油有煤才可以开采。零碳能源哪都有风,哪儿都有光,而且每家每户都可以有自己的光。像在农村,在学校,在医院,它们所占的位置那都是阳光普照的地方。阳光普照也就是说可以光伏发电。跟化石能源相对垄断的地位不一样,光是普照大地的谁都可以有光。所以每家每户都可以利用太阳光伏自己生产,自己消费,成为一个零碳单元或零碳经济体。
还有一个机遇是要发展储能产业。像我们以前化石能源它本来就是可以储存,可以运输的。但是我们现在的光风甚至水,因为水有季节性,有昼夜之分,有阴晴之别,它并不稳定,在有的时候不能够储存。有光就有电,没光就没有电,有风就有电,没风就没有电,所以它发的电不能够储存,那么也正是因为这样,那就需要发展储能产业,我们现在的各种抽水蓄能,各种化学储能,还有机械储能,电热储能,全都可以储能,还包括把风和光间歇性的能通过制氢储能,而不是用煤炭制氢,也不是用天然气来制氢,而是用风和光发的电,用不了的电通过电解水制氢所以这就叫做这个储能产业的发展。
综上所述,实现碳达峰碳中和有不利影响,也有收益,我们就看看究竟是收益大,还是成本大。我们看看成本是不是可以化解,收益是不是可以放大,我们就来比较一下。原来说,环境是奢侈品。低碳零碳,是富人的事。由于光伏发电成本比燃煤的电网电更便宜,是不是对穷人更有利?一个简单的例子:太阳能热水器,在农村是不是很普及?现在化石能源的生产都是资本的巨额投资,搞一个煤化工基地,动辄几百个亿的投资,石油冶炼也都是几百个亿的投资,现在又全部机械化,不需要劳动力。所以化石能源是跟资本搅合在一起的,而这个资本的回报是不会给劳动力的,对普普通的劳动者是没有收益的。它没有增加就业机会,没有给劳动力多少工资,所有的回报都给了资本家,跟劳动者没关系,没有就业,资本是逐利的,它不会用来消费。所以对整个经济的拉动实际上是很有限的。而我们的风光、水储能有很长的产业链,资本累积率相对很低,有大量的就业,这样大量的就业是惠及普通的老百姓的。老百姓获得劳动工资报酬后是会用于消费的,会拉动经济的,会促进经济的增长和社会的进步的。从资本角度来说,我们这样一些巨额的资金投到化石能源利用的资金闸口给堵住了,不让投资煤化工和石油冶炼的,那么这些钱往哪去?显然这些钱会找出路。显然这些钱只能走向零碳的可再生能源。原来的路走不通了,肯定会找别的路。如果说世界都在2035年,禁止燃油汽车的上市的话,这些企业资本还会投资燃油汽车生产线吗?资本家不会这么傻。
这样一看的话,我们就非常明确的,碳达峰碳中和是有一定成本,但是我们的收益更多,对社会的进步和经济发展更为有力。
经济学家圈:全球气候发生了怎样的显著变化?
潘家华:根据现在科学的分析表明,全球的地表温度升高了1.1度。大气中间二氧化碳的浓度也从工业革命前的280个ppm,增加到现在的415个 ppm(百万分之415),这些都是属于科学观察的数据,科学记录的数据,这是不容置疑的。而且我们现在所感受到的温度升高也是无处不在的,海平面升高应该是有18个厘米,这个也是事实。如果我们相信这样一些事实的话,自然环境是被人类的活动改变了,这个是不容争议的事实,这是一点。
第二点,我们现在说要人与自然和谐。领导人提出我们要构建人与自然的生命共同体。如果说我们要与自然和谐、与自然和解,我们要与自然成为一个生命共同体的话,那么人是不是应该尊重自然,适应自然,保护自然,而不应该去破坏自然,危害自然?我们是不是应该减少我们对自然的干扰和破坏。如果说我们要减少对自然的干扰和破坏的话,我们减少温室气体的排放是不是跟我们尊重自然,顺应自然,减少对自然的干扰和破坏是完全一致的。从这个意义上来讲是我们应该做的。
第三点,我们地下的化石能源经过工业革命以来的开采,有些地方已经是没有了枯竭了。比如甘肃的玉门油田是没有了,大庆油田每年的开采量也在逐年下降。我们地球就这么大。地下的化石能源这个是有限的。地球的生命如果是以40亿年计的话,我们人类在地球上至少要生存繁衍1亿年,如果1亿年没有的话,也要有1000万年。地球上的化石能源,如果按照我们现在这样一种方式能够支撑1万年吗?更不用说1000万年了。如果这样的话,我们现在转向可再生的能源。对于我们人类的未来,难道不是一件好事?所以从这三方面看,我们不谈气候变化,我们应该怎么做就很清楚了。
经济学家圈:与发达国家相比,中国实现碳中和更难吗?
潘家华:碳中和是发展的机遇所在,是高质量增长的动力源泉。碳中和很可能提前实现。
我告诉你为什么这样认为?那就要给你讲讲20多年来我在国际气候变化谈判中间提供学术支持的经历。
在2005年以前,我所有的理论所有的方法都讲碳公平。也就是说你发达国家你们排了这么多碳,我们也要排那么多,我们有跟你们排一样多的碳的权利。这是我们的权利,你不能剥夺我们的,在2005年以前,我们讲的基本上是碳公平。
但是到了2005年,突然发现我们的人均排放已经超过了世界平均水平。人均不能谈了,我们讲人均的历史累积排放,也就是说尽管我们现在每个人的排放在全世界是已经超过了全世界的平均水平,但是在历史上我们排的很少,所以我们要把历史上的亏空补起来。所以这叫人均历史累积排放的碳公平。
结果到了2006年,中国的二氧化碳的排放总量超过美国,成为全球温室气体排放的第一大国。这个时候,再讲碳公平好像就站不住脚了。这个时候我们所做的理论支撑是什么呢?第一个方面,就是说我们中国是排放了这么多,但是排这么多,记在我们的头上,然后我们这些产品都让你们给消费了,中国是世界工厂,碳排放记在我们头上,但是碳的消费在你们那。所以这是不对的。碳排放地与因此而生产的消费品,空间不匹配,需要从消费侧核算,而不应该简单的从生产侧定责。我们提供的第二个理论是发展权。那么这个时候我就说我们要的不是碳,碳没有任何用,我们要的是发展。我们要资金,要技术,我们可以零碳发展,我们可以低碳发展,但是我们缺乏资金,技术水平低。所以,我们还只能高碳发展,这个时候讲的是发展权。发展权和排放权、二氧化碳的排放权,这是不同的概念。我们要发展,我们不要碳!咱们煤炭比发达国家占比高,高碳排放,不是主观故意,而是一种无奈,我们需要国际合作。
到了哥本哈根的时候,2009年我们发现发展权似乎也说不过去了。因为中国人已经是世界第二大经济体,中国已经进入中上水平的发展中国家。这个时候应该怎么办?我们就发现从战略上讲,零碳发展是机遇,零碳发展是对气候风险的化解。那么这个时候我们就讲,零碳发展是机遇所在。我们谈判支撑的理论演化就这样的。
你要知道光伏发电在20年前还不知道是什么。上个世纪50年代,美国贝尔实验室发明效率为6%的单晶硅太阳能电池,只是有一个技术在那,没有任何利用。许多绿色植物光合作用对太阳辐射能的利用,也在4%左右呢。到2000年,美国欧洲开始布局,但是成本非常高。中国是到2005年,我们才开始引入光伏发电。光伏发电2005年我们每一度电补贴的钱是4元人民币。相当于煤电价格的10多倍。但是过了5年2010年光伏发电每度电的成本降到1.91元一度电。然后又过了5年,在2015年,每度电的成本降到9毛1分钱1度电。又过了三年,在2018年,国家能源局,发改委和财政部发文,风和光的发电要平价上网,就是跟煤炭价格要差不多。现在光伏发电成本是多少吗?每度电也就一毛钱。而煤炭价格都在4毛钱左右的。而且光伏发电的效率,也提升到26%,也就是说,太阳辐射能的1/4,可以转换为电能。这也就是为什么我们敢说非化石能源占比在2030年到25%左右,为什么敢说在2030年我们的风和光的发电装机要超过12亿千瓦。这些都是投资,这些都是就业,怎么能说对经济有不利影响呢,当然对于一些特定的行业不利影响是有的,但对全社会来讲是收益。
如果我们现在把所有的风、光利用起来的话,像新疆是160万平方公里的土地啊,内蒙是118万平方公里的土地啊,是多么广阔的空间!只圈上几千、上万平方公里来搞光伏发电能有多少电!西部大开发搞了这么多年结果没有开发起来,但是如果我们现在比如经济发达的江浙,长三角、珠三角,在新疆,甘肃,内蒙圈一个3000-2万平方公里的地方定向生产供电,给内蒙,甘肃用了它们的地方给些租金,实际上也增加了当地的就业和财政收入,又可以保证了东部地区的零碳能源的生产和供给。
为什么我对碳汇作为碳中和的主要抓手这个说法不是特别认同?因为碳汇是气候中性碳,而且它不可能无限的增大,我们不可能在没有水的戈壁上种树,也不能毁田栽树。但是生物质能就是森林或者农作物秸秆这样一些生物质,它更重要的功能在于气候中性的能源,生物质可以变成生物柴油,可以通过生物质气化,变成天然气。生物质可以直接发电,也可以做成就是碳跟煤球一样的东西,固态的生物型碳,例如传统上的炭。这些都是能源,风和光不可以调节,但这些生物质能什么时候想用就能什么时候用。
经济学家圈:氢能技术还需要如何突破?
潘家华:我自己的看法都应该是这样的,氢能已经存在超过半个世纪,但氢能的规模一直不大,就在于它的成本相对来讲高,它的技术相对来讲不成熟,即使是氢能也主要是化石能源,煤制氢、天然气制氢,如果是化石能源制氢,那么还是燃烧的化石能源照样排放碳,对碳中和依然没有任何帮助。现在要有所帮助的话,那么就是电解水。电解水这个电可以是零碳的,那么把水电解以后成为氢,现在氢能够发展多快,能够有多好的未来还要看技术的发展,因为现在有很大的不确定性成本,能不能够降下来,所以从这个意义上讲,我们不要妖魔化氢,也不要去过高的期望,我们且行去观察。