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李政:我国实现碳中和未來的路径和政策措施

媒体:清华大学气候变化研究院  作者:李政
专业号:林森
2023/11/25 8:20:28

2023年10月31日,由清华大学中国新型城镇化研究院、清华大学国家治理与全球治理研究院主办的“中国新型城镇化理论·政策·实践论坛2023”在清华大学苏世民书院达理礼堂成功召开。清华大学教授、气候变化与可持续发展研究院院长、世界大学气候变化联盟秘书长李政,就“我国实现碳中和未來的路径和政策措施”进行了主旨报告。以下为报告的主要内容。

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01

绿色工业革命正在发生

一、极端天气频发,昭显气候变化是当前和长期的挑战

走“双碳”的道路非常非常必要,但需要认识到,双碳是解决问题的手段和途径,真正要解决的问题或者说我们人类面临的危险和挑战,实际上是气候变化。

近三年来,飓风、洪水、干旱、热浪、寒潮、暴雪等极端天气频发,让世界充分感受了气候变化程度的严重!

2021年的天灾水祸依然历历在目,德国于2021年7月18日发生了世纪洪水,当时德国总理默克尔在舒尔德镇勘察灾情后表示“超出现实想象、极其恐怖”,她甚至无法在德语中找出合适的词汇来描述灾害的程度。仅仅两天之后的7月20日,我国河南郑州也发生了特大暴雨,一个小时降雨量达到了年降雨量的三分之一,令人震惊!

本来期盼2022年的气候会好一点,但现实打破了美好幻想。从6月起,连续的高温、干旱席卷了半个中国,进入8月,四川高温干旱、汛期无水、电力紧张,“四川老百姓的空调能不能开”牵动了国人的心。实际上气候变化不分国界,例如欧洲也出现了极端的高温天气和旱情,造成易北河、莱茵河沿岸多个所谓的“饥饿之石”重见天日,其中一块著名的石头上刻着“如果你看到我,那就哭泣吧”,警醒世间不祥之兆;欧洲阿尔卑斯山很美丽,但2022年该区域同样出现严重干旱,瑞士军队甚至派直升机从地面湖中取水送到山上给牛喝;非洲也是长期干旱。8月份干旱刚告一段落,9月份巴基斯坦又出现了大洪水,三分之一国土被淹、三千多万人受灾,这个场景惊动了世界,引起了发展中国家、尤其是气候脆弱国家的广泛关注,他们对引起气候变化的原因贡献非常小,但承受的灾害却是最大的。巴基斯坦洪水让人们意识到极端天气造成的危害是巨大的、持续的,而且气候脆弱国家、贫穷国家受到的损害更大,这一事件直接促成了2022年11月份在埃及召开的联合国气候大会上通过了设立“损失与损害”基金的决议,致力于帮助最易受气候变化影响的发展中国家。

2023年我们亲历了极端天气,感受更加直接。北京发生了140年以来最大的降雨,其中最大雨量出现在昌平的王家园水库,达到了744.8毫米。什么概念呢?我查了一下《北京市水资源公报》,2021年雨水丰沛年降雨量924毫米,2022年比较干旱年降雨量是482毫米。刚才我提到郑州一个小时下了一年降雨量的三分之一已经很震惊了,但是这次北京在一天多时间里的降雨量是丰年的百分之七八十,是旱年的将近两倍。我在电视上看到汽车漂在水里,大量市政设施受到损害,简直不敢相信这发生在北京这样现代化都市里,这也强烈地警示着我们:气候变化是发生在我们身边实实在在存在的危险,决不可轻视和漠然视之。

也许有人会质疑,过去三年是不是恰巧多发生了恶劣气候事件,并不代表这是长期趋势呢?实际上,极端天气并不是一个偶然的现象,而是一个连续的不断演化和恶化的过程。《纽约时报》报道,7月初全球范围内出现惊人高温持续打破记录,7月3日至5日出现了地球有气象记录以来的最高温度,相对于正常15度的地表平均温度,连续三天出现了17.08度、17.1度、17.23度。气象科学家警告说,地球可能正进入一个由两个主要因素驱动的多年异常温暖期:主要由人类燃烧石油、天然气和煤炭导致的温室气体地持续排放;以及厄尔尼诺现象的回归,这是一种周期性的天气模式。权威的联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)《综合报告》里也有关于未来极端天气事件加剧的介绍,比如若温度上升1.5度,十年一遇的陆地极端热事件将增加4倍、五十年一遇的极端热事件将增加9倍,温度升高2度,极端天气事件的频率会增加得更多。

这意味着,我们如果不制止住引起气候变化的原因,未来这些现象的发生将不是偶然,而是必然的,且频率会越来越高;造成的不仅仅是高温、洪涝、暴风雪等直接灾害,同时还可能导致山火、传染病等间接危害的增加。传染病跟气候变化是有关系的,《自然》杂志发表的一项研究警告说,气候变化将迫使野生哺乳动物迁徙到新的栖息地,这可能会增加病毒在动物物种之间的传播,为未来的流行病创造沃土。到2070年,物种之间将会出现约12.3万次的首次接触和近4600种病原体首次共享,使得原来寄宿在宿主上相安无事的病原体,通过某种渠道传到其它物种身上,造成了瘟疫。这将对我国的南部、华南地区、东南亚地区等造成重大严重威胁。

总而言之,气候变化不光光是当前的、现实的危机,更将是深远的、深层次的危害,必须要引起我们的注意。

二、应对气候变化和碳中和已经成为全球的广泛共识

1994年生效的《联合国气候变化框架公约》,缔约方包括了全球所有国家,2015年通过的《巴黎协定》也已获得194个缔约方批准,充分说明应对气候变化已经成为全人类的共识。目前,全球已有140多个国家提出了碳中和或净零排放的目标,覆盖了全球88%的碳排放、90%的GDP和85%的人口。《巴黎协定》制定了长期温升控制目标,希望在本世纪末、2100年的时候通过我们的努力把地表平均温度的上升控制在2度以下,并争取控制在1.5度以下。因为地表平均温度上升1.5度造成的损害比上升2度要小得多,很多国家提出来要把1.5度作为单一目标,但这样对发展中国家的发展权是有影响的,如果目标定得高、又没有得到发达国家的支持和帮助,发展中国家的发展空间就会受到限制。

在指导思想上,各国的碳中和战略都不是就低碳谈低碳,而是追求经济社会的绿色低碳转型,致力于建设公平繁荣的社会、富有竞争力的绿色低碳经济;在方法选择上,各国以碳排放总量控制为抓手,推动能源体系和技术体系乃至整个社会经济体系的转型;各国的根本目的,在于竞争和占据绿色经济制高点,其中,科技创新是关键。

这是一场绿色工业革命,其意义和影响程度可与历史上历次工业革命相媲美,谁在这个过程里面占了先机,通过科技与工业创新占据优势地位,就能独领世界风骚几十年甚至上百年,为他的人民创造福祉。在这样的背景下,在2021年格拉斯哥第26届联合国气候变化大会(COP26)之后,《金融时报》上有一篇文章写得非常贴切,认为碳中和战略是一场绿色工业革命,需要集结政府政治力量、资本市场力量、科学技术力量和百姓环保理念,是国与国之间的赛跑,商业机构之间的赛跑,科学机构之间的赛跑,亦是国民意识之间的赛跑。谁跑在前面,谁就能成为全世界绿色工业革命升级转型的国家标杆,就像当初英国一样,工业革命走在前面,长期保持强国地位。

因此,大家都不是就低碳谈低碳,而是把低碳发展融入到经济社会的总体发展战略中去。比如《欧洲绿色新政》除了在能源、工业、建筑、交通、农业、生态、环境七个领域制订了详细的目标和相关的政策外,在此之上还有一个总体目标,就是要把欧盟变成“一个公平繁荣社会”、“富有竞争力的资源节约型的经济体”,实现经济领先、科技领先,“到2050年建成第一个世界上气候中和的大陆”、“实现经济增长和资源消耗的脱钩”,就是要实现可持续发展,让后代人享有跟当代人同样的发展权力。所以说,欧洲带了一个好头。

美国在拜登执政之后,发布了美国的碳中和目标:2030年要比2005年下降50%-52%碳排放,2050年实现碳中和。拜登竞选时就将气候变化视为国家安全的核心优先事项,对内以2050年碳中和为目标推进国内低碳经济转型,提出了5个零,即零碳的电力、交通、汽车、建筑和制造,最早要在2035年实现电力部门的脱碳,推动新能源、储能、建筑、电动汽车、核能等技术创新;对外就是以气候外交为抓手,重新聚合、强化其在全球的领导力和影响力。

尽管政策推动过程里面有一些波折,但拜登政府还是一板一眼地在实施他竞选时候提出的策略,除了通过《芯片法案》外,还以能源安全的名义通过了气候变化领域最重要的法案《2022年通胀削减法案》,以推动可再生能源的使用、新能源的制造以及电动汽车的使用。普林斯顿大学等机构研究显示,之前的气候政策只能使碳排放降低到24%-35%,而法案实施后,降幅可至40%左右,显著缩小了与减排目标的差距;同时会大幅度引起制造业回流美国,清洁能源项目回报率可以提高一倍左右。美国白宫气候变化办公室主任吉娜·肯锡(Gina McCarthy)推动法案成功之后就离职了,她在《纽约时报》署名文章中提到,在过去20个月里,她见证了一种范式转变:私营部门不再将气候行动视为失业的根源,而是将其视为创造就业和振兴经济的机会,在特朗普政府执政四年后,这是一个惊人的转变,特朗普政府把科学抛到了窗外,退出了巴黎气候协定,但今天,美国各州和公司都在朝着清洁能源的未来迈进。所以她很乐观,她认为美国正在成为清洁能源创新和投资的磁石,美国将领导未来的十年。这就是美国要达到的目标。

《2022年通胀削减法案》在全世界引起了巨大的影响,对各个国家包括欧洲、日本、韩国、中国等都有很大的影响。最近的一篇文章介绍了这个法案的效果,指出自从通过这个法案后,美国准备在未来十年内提供3690亿美金的税收抵免、贷款和补贴。实际上到今年8月,美国多家清洁技术和半导体开发商已经宣布了价值超过2200亿美元的项目和10万个就业岗位。新的制造中心正在形成,美国的铁锈地带(Rust Belt)正在复活,美国以气候变化为抓手,通过一个法案极大推动了美国的经济发展。

所以,绿色工业革命我们不能落后。我们能动系的一个英国籍华人教授说,近代史上中国从来未曾有过跟发达国家同台竞争的机会,现在,我们头一次有机会和发达国家在同一个跑道上竞争。由于我国奉行低碳发展的战略,使得我们在清洁能源技术和产业上有一定优势,所以我们应当抓住这个机会,在这场占据经济制高点的竞赛拼搏。不夸张地讲,这是我国实现第二个百年目标、实现中华民族伟大复兴的唯一机会,一定要去做。

02

我国的碳达峰、碳中和路径

2021年9月,习近平主席在联合国大会上宣示了我国“2030前碳达峰、2060前碳中和”的目标,在世界上引起巨大反响和赞誉。实现“双碳”目标最重要途径就是能源系统转型,但如何以及多快速度实现能源系统转型,众说不一,我个人的体会是:能源转型的目标和节奏不是全由能源本身决定的,而主要是由社会的价值、目标和挑战来决定的。在气候变化成为威胁人类社会可持续发展的重大危险之际,能源转型主要是由全球应对气候变化的目标决定的,也就是到本世纪末,将地表平均温度上升控制在不超过2度并争取控制在1.5度内。因此,我国实现碳达峰、碳中和,就是要努力以《巴黎协定》长期目标为导向,走一条长期深度脱碳的转型路径。

一是2030年前“碳排放达峰期”,城镇化将继续较快推进,二氧化碳排放实现达峰后稳中有降;二是2030-2050年“碳排放深度减排期”,城镇化进程放慢并趋于稳定,低排放和零排放技术进入大规模应用阶段,全经济尺度全温室气体范围减排将加速;三是2050-2060年前“碳排放中和期”,剩余温室气体排放量需要负排放技术和陆地生态系统碳汇发挥重要的抵消作用,到2060年前实现全部温室气体中和。

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我国的温室气体排放包括能源使用导致的二氧化碳排放,工业二氧化碳排放,以及非二氧化碳温室气体排放。到2060年,我国的第二个百年目标已经实现十年了,已进入了发达国家行列,需要实现温室气体中和。这样,碳中和的大平衡是,一方面,大力减少非二氧化碳温室气体的排放,使得最终剩余的非二氧化碳温室气体排放与届时我国拥有的自然碳汇基本抵消;另一方面,能源二氧化碳排放及工业二氧化碳排放就需要做到净零,可采取的措施包括CCUS或者负碳排放技术。

尽管疫情几年导致我们社会经济发展出现了一定的困难,但我国2030年前碳达峰目标还是坚定不移的;预计2050年,我国人均排放量将跟届时世界平均水平持平,由目前约8吨/人削减到1-1.5吨/人。这个目标难度还是很大的,意味着在2030年前碳达峰之后到2050年,每年需要减少约5亿吨二氧化碳。为此,我国不仅要做好碳达峰技术研发和行动,同时也要布置突破性、颠覆性技术研发,为碳达峰之后碳排放快速下降准备好技术;2050年之后,剩余温室气体排放量将主要来自工业生产过程、道路货运、航空、农业以及非二氧化碳排放等难减排部门,还需要大量应用负排放技术。

实现能源系统转型要从能源的供应和使用两方面同时着手。其中,能源供应侧就是要发展非化石能源尤其是可再生能源,改善能源结构我国目前的目标是:到2030年非化石能源比重要提升到25%左右,2060年要提升到80%以上。能源使用侧可以采取三方面措施,一是循环经济,减少加工需求;二是改进工艺流程和提高能源效率,减少能源使用,从而减少碳排放;三是实施能源替代,通过电能、生物质能与氢能的替代使用,推动电力、工业、建筑、交通等部门实现转型。

03

基于自然的解决方案是零碳新型城镇路径的有益探索

城镇低碳发展是实现双碳目标的主战场。预计到2050年,全球70%人口生活在城市中,由于主要的经济活动、能源消费都发生在城市中,因此城市也是碳排放的最主要载体。面对包括气候变化在内的诸多可持续发展挑战,无节制地从自然索取资源、无节制地向环境排放污染的工业文明即将走入尽头,人类必须进入“人与自然和谐相处”的生态文明时代。为适应这一大势,新型城镇化需要建立社会、经济、自然协调发展的新型社会关系,建成生产、生活、生态空间相宜的城市形态,实现资源节约、环境保护和气候友好的可持续发展,其中,低碳发展是重要抓手和必由之路。

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基于自然的解决方案,是实现城市发展和应对气候变化协同的重要理念和可行手段。在这方面,成都市做出了有益的实践。

以成都天府新区为例,通过扩大生态空间、压缩生产空间、调优生活空间,实现了人口与经济社会活动在地理空间上的均衡分布;建设理念从产、城、人转化为以人为本的人、城、产,从城市中建公园,变成在公园中建城市,从空间营造到场景营造,实现了人口与经济社会活动在地理空间上的均衡和和谐;结合基于自然的解决方案,在构建清洁高效的绿色能源体系、循环集约的绿色产业体系、绿色交通体系、零碳建筑以及智慧城市大脑等方面开展了很好的实践。

04

面向碳达峰碳中和的政策体系

中共中央、国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》是我国“双碳”工作的顶层文件,这个意见针对2025、2030、2060三个时间节点制订了五个维度的目标。其中,后面四个维度都是基础性和数量化的,包括能源利用效率、非化石能源消费比重、二氧化碳排放水平以及森林碳汇,而第一个指标为绿色低碳循环发展经济体系,特别有意思的是,这实际上就是我刚才指出的,我国追求的是整个经济社会的绿色低碳转型,这也是世界主要经济体不约而同采取的办法,说明由于气候变化和其他人类面临的可持续发展的挑战,世界范围内经济社会发展的方向变了、价值变了、竞争的形式也变了,采取整个经济社会绿色低碳循环发展的思路是自然而然的共同选择。

另一个重要文件是《2030年前碳达峰行动方案》,明确了实施重点领域、任务及措施。到目前为止,中央层面的碳达峰、碳中和的政策体系已经建立完成了。

需要指出的是,经济社会绿色低碳转型的目标很美好,但过程还是很难的。与发达国家相比,我国从碳达峰到碳中和的时间长度远远短于发达国家,按照2050年碳中和的目标,欧洲从碳达峰到碳中和有70年周期、美国有40多年,而我国从2030年前达峰到2060年前碳中和,满打满算只有30年左右时间。转型窗口偏短、能源效率偏底、能源结构偏煤、产业结构偏重、区域发展不平衡,决定了我国实现碳中和要付出巨大的努力。

党的二十大报告中强调,要“坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动”。作为能源人,我想给大家汇报几个思考。

我们走低碳道路的确需要发展可再生能源、减少化石能源的使用,但并不是简单地谁消灭谁的问题,而是互相依托、互相支撑、逐渐演变的关系和过程。可再生能源不仅有间歇性问题,也有不确定性问题,比如两个星期没太阳或者较长时间不刮风,就没有可再生能源可用了,所以需要化石能源来保驾护航。因此两者是角色互补关系,一个是出能量,一个是出功率。与此同时,化石能源不仅需要转变角色,也要采取诸如生物质掺烧、碳捕集利用和埋存等措施,以适应未来对碳减排的要求。

能源安全是发展新能源的目的,同时也是不可逾越的底线。这意味着在“双碳”行动实施过程中,不光要实现最终的安全目标,过程中也要保障能源安全。这就需要坚持不立不破的原则,建立起“既保障经济社会发展、又促进可再生能源快速增长和大规模应用”的新型能源体系,一方面,在保证长期发展过程中能源供需基本面平衡的基础上,强化运行安全和应急安全保障机制和措施,确保能源供应安全;另一方面,要承认保障能源安全的价值和贡献,建立合理、责权利明确、有吸引力的机制和政策,促进地方政府和企业承担能源安全责任和义务的积极性。

实现碳中和,既需要渐进性创新,也需要颠覆性创新。应该瞄准近期碳达峰和远期碳中和对创新技术的不同需求,在未来的十余年时间里,一方面通过工程迭代实现渐进性创新,完成碳达峰目标;同时布局基础研究和应用研究,实现突破性乃至颠覆性创新,为碳达峰后我国工业、交通、能源、建筑、非二排放部门实现快速脱碳做好技术准备。这也是我国提高竞争力、引领世界低碳潮流的必备功课。

有人说,追求碳中和我们会吃亏,因为发达国家条件比我们优越得多。应该说,碳中和这件事在全世界范围内都是新事物,有些国家走得远一点,但是也就是五十步和百步的差别,我们要坚定信心。同时,我们要注意到未来还是有较多的不确定性。技术突破到底在哪些地方出现尚不确定,常规技术有新型电力系统、氢能、CCUS技术、燃料电池等,变革型技术有核聚变、电动飞机、植物基因技术等。所以我们要认认真真地去做科研,把试验田做好,为未来做准备,还要有开放的心胸,去迎接科技创新。

这是我想今天为大家分享的。谢谢大家!

清华新型城镇化研究院.

清华大学中国新型城镇化研究院官方账号,定期发布专家观点、智库研究报告、解读国内外新型城镇化政策、介绍优秀案例、发布研究院举办的论坛、讲座信息等

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