基于二氧化碳排放量分析碳中和對(duì)我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響

曹一婕　戴國(guó)寶

【摘 要】 文章在分析全球和我國(guó)排放二氧化碳現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，討論了二氧化碳減排對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響以及實(shí)現(xiàn)碳中和的意義，并對(duì)減排和吸收碳的技術(shù)在能源效率和生命周期方面進(jìn)行了系統(tǒng)分析和比較，同時(shí)分析了在實(shí)現(xiàn)碳中和過(guò)程中我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的調(diào)整方向，給出了未來(lái)潛在的減碳技術(shù)和投資渠道，為政策制定者和金融投資機(jī)構(gòu)提供一定的科學(xué)幫助。

【關(guān)鍵詞】 碳中和;碳減排;碳達(dá)峰;經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)

【中圖分類(lèi)號(hào)】 F206 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 2096-4102（2022）01-0057-03

為減少二氧化碳排放，我國(guó)在第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中明確指出將在2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”。在未來(lái)我國(guó)將調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，走能源多元化發(fā)展戰(zhàn)略，提升能源和資源的有效利用率，開(kāi)發(fā)可再生能源，實(shí)現(xiàn)減碳排放的目的，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的清潔、高效、綠色化。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)碳中和，需要通過(guò)技術(shù)和制度創(chuàng)新，擺脫資源環(huán)境壓力，適應(yīng)新的增長(zhǎng)點(diǎn)的需要，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。在此影響下，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)投資方向隨之發(fā)生改變，深刻分析與此關(guān)聯(lián)的發(fā)展趨勢(shì)，如提高能源利用率、發(fā)展新能源、通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展等，提前布局，為未來(lái)經(jīng)濟(jì)投資指明方向。

一、二氧化碳排放現(xiàn)狀

全球氣候變暖是大氣層中的溫室氣體濃度升高引起的，其中，溫室氣體對(duì)全球氣候變暖的貢獻(xiàn)比例分別是：CO為60%，CH為20%，NO為6%，CF、CFC等為14%。大量二氧化碳的排放引發(fā)的一系列環(huán)境問(wèn)題，如全球氣候變暖、霧霾頻發(fā)、海平面上升等愈來(lái)愈突出。

全球二氧化碳排放量如圖1所示。

從圖1看出，世界范圍內(nèi)二氧化碳排放量從2008-2018年呈現(xiàn)增長(zhǎng)，每年約增加6Gt左右，到2018年二氧化碳排放量達(dá)到34×109t，2019年開(kāi)始有下降的趨勢(shì)，二氧化碳排放量越多，說(shuō)明工業(yè)發(fā)展的速度越快。

圖2中，煤和油對(duì)二氧化碳的貢獻(xiàn)幾乎各占一半，將近40%，其次是天然氣近10%。二氧化碳的濃度幾乎呈線(xiàn)性關(guān)系增加，同1960年相比，到2020年二氧化碳濃度增加了31.8%，如圖3所示。

同樣我國(guó)典型的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是“富煤貧油少氣”，我國(guó)能源儲(chǔ)量中，煤炭占94%，石油占5.4%，天然氣占0.6%，化石燃料燃燒所排放的CO2占全球排放量的10.6%，我國(guó)歷年排放的二氧化碳量（1980-2019年）如圖4所示。

從圖4容易看出，我國(guó)近20年來(lái)二氧化碳排放量增加很快，從1980～2001年我國(guó)二氧化碳排放量?jī)粼?.014億噸，占世界同期增長(zhǎng)量的20%左右，2002年達(dá)2.26億噸，從2002年開(kāi)始，排放的二氧化碳以線(xiàn)性方式增加，增加的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于世界增加的速度，尤其在這2015年左右，二氧化碳排放量占到世界的將近三分之一。制定能源開(kāi)發(fā)與供應(yīng)戰(zhàn)略，促進(jìn)替代能源開(kāi)發(fā)減少CO2的排放具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、二氧化碳主要減排技術(shù)

發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，必需從源頭上控制碳、過(guò)程中減排碳、到末端除去碳，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的努力方向。按照2060年碳排放中和的目標(biāo)，意味著在未來(lái)30年將需投入至少100多萬(wàn)億元資金去抵消對(duì)等排放的二氧化碳量。我國(guó)能源消耗與世界能源消耗相比如圖5所示。

從圖5看出，我國(guó)能源消耗率平均比世界高0.4～0.5，因而需要通過(guò)節(jié)能技術(shù)的途徑提升減碳的效率。

發(fā)展多元化能源減排技術(shù)、提高能源利用和轉(zhuǎn)化效率是未來(lái)科研和生產(chǎn)企業(yè)重點(diǎn)投資的方向。各種減碳發(fā)電技術(shù)，如風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等發(fā)電;碳捕集與封存;儲(chǔ)能技術(shù)如電化學(xué)、氫儲(chǔ)能、蓄水等;新型用電方式如電采暖、電制氫及燃料等;先進(jìn)輸電技術(shù)如1000 kV的特高壓交流技術(shù)、特高壓直流技術(shù)，柔性直流輸電技術(shù)既能提高輸電能力，又可以大幅降低輸電系統(tǒng)運(yùn)行損耗，特別是遠(yuǎn)距離、高負(fù)載率條件下，具有顯著優(yōu)勢(shì)，也是減排二氧化碳的重要途徑。

潔凈能源發(fā)電如核能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等，都是有利于減排二氧化碳的方式。預(yù)計(jì)2050年達(dá)到10億kW并可滿(mǎn)足17%的電力需求。表1給出了不同發(fā)電方式單位產(chǎn)電量排放的二氧化碳。

單位產(chǎn)電量排放的二氧化碳由小到大的順序依次為：水電<核電<風(fēng)電<光伏發(fā)電<生物質(zhì)發(fā)電<天然氣發(fā)電<火力發(fā)電。因此，未來(lái)能源經(jīng)濟(jì)和低碳能源工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向之一是水電。

儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用為碳中和提供了技術(shù)支撐。儲(chǔ)能既可將多余不用的電量暫時(shí)“存放”起來(lái)，又可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻、黑啟動(dòng)、需求響應(yīng)等服務(wù)，以保障其平穩(wěn)運(yùn)行，提升電網(wǎng)的靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性，同時(shí)可使水、光、風(fēng)等可再生能源利用效率得到提高，進(jìn)而能有效降低碳排放。

三、碳中和與產(chǎn)品生命周期關(guān)系

生命周期評(píng)價(jià)是以能量流和物質(zhì)流守恒為基礎(chǔ)的一種理論，是評(píng)價(jià)與生產(chǎn)過(guò)程相關(guān)和對(duì)環(huán)境影響的技術(shù)，產(chǎn)品涉及的加工、運(yùn)輸、分配、消費(fèi)等環(huán)節(jié)均對(duì)二氧化碳排放產(chǎn)生貢獻(xiàn)，如電力結(jié)構(gòu)的單位發(fā)電量二氧化碳排放因子是592gCO（kW?h），光伏產(chǎn)品碳排放因子是35.68gCO（kW?h），其中在生產(chǎn)環(huán)節(jié)和使用環(huán)節(jié)碳排放分別是160.86kg CO/m 和4.93kg CO /m。風(fēng)電全生命周期排放強(qiáng)度為17.8g/（kW·h），其中，生產(chǎn)制造階段占比最大67.8%，其次為建設(shè)施工階段19.2%。與其他能源發(fā)電方式對(duì)比表明，風(fēng)電溫室氣體排放強(qiáng)度明顯高于水電（以CO2當(dāng)量計(jì)）約3.5g/（kW·h），但與光伏發(fā)電（以CO當(dāng)量計(jì)）約50g/（kW·h）相比，減排效果更佳顯著。生物質(zhì)（以CO當(dāng)量計(jì)）約200g/（kW·h），火力（以CO當(dāng)量計(jì)）約800g/（kW·h），與傳統(tǒng)能源利用方式相比，減排效益顯著。范明煬等研究表明，水電站與火電站生產(chǎn)1kW·h電力對(duì)環(huán)境綜合影響值分別為1.52×10和2.63×10，火力發(fā)電的綜合指標(biāo)為水力發(fā)電的172.76倍。采用全生命周期能源投入來(lái)評(píng)價(jià)能源利用回報(bào)，其中以壓縮空氣儲(chǔ)能和抽水儲(chǔ)能為代表的物理儲(chǔ)能技術(shù)的全生命周期能源投入存儲(chǔ)回報(bào)遠(yuǎn)大于電化學(xué)儲(chǔ)能，常用的鉛酸電池全生命周期能源投入最小，僅為2。顯然，用生命周期評(píng)價(jià)二氧化碳排放及成本分析，更有利于全面評(píng)價(jià)對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響。

四、碳中和對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)影響

碳中和目標(biāo)的確立必然使產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)向提高能源利用效率、提高節(jié)能效果、不同能源類(lèi)型優(yōu)劣互補(bǔ)以及可再生綠色能源和先進(jìn)的儲(chǔ)能技術(shù)方面傾斜;與此相關(guān)的低碳產(chǎn)業(yè)，如電子信息、新能源汽車(chē)、生物技術(shù)、循環(huán)利用、文化旅游、金融、咨詢(xún)等協(xié)同碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn);開(kāi)發(fā)低碳新技術(shù)和低碳產(chǎn)品，以技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)碳達(dá)峰和碳中和，保障經(jīng)濟(jì)水平的同步發(fā)展和雙贏目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

國(guó)家也不斷通過(guò)推進(jìn)碳期貨、碳期權(quán)、碳租賃、碳債券、碳資產(chǎn)證券化、碳基金等碳衍生金融產(chǎn)品，利用能權(quán)、碳排放權(quán)交易市場(chǎng)、碳稅等手段完善能源消費(fèi)市場(chǎng)，堅(jiān)定走新型工業(yè)化道路。建立發(fā)展低碳技術(shù)的投融資機(jī)制，助力低碳技術(shù)和低碳經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，提升我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力;積極開(kāi)展國(guó)際間合作，支持國(guó)際金融組織和跨國(guó)公司在境內(nèi)開(kāi)展低碳技術(shù)方面的投資。我國(guó)的高耗能產(chǎn)業(yè)主要包括鋼鐵、建材和化學(xué)工業(yè)等，其次家電、私家車(chē)等民用能耗大幅度增長(zhǎng)。我國(guó)二氧化碳排放最高的部門(mén)是電力與熱力工業(yè)，占總排放量50%;制造業(yè)和建筑業(yè)占總排放量31.2%的比例，我國(guó)要達(dá)到減排目標(biāo)，需要調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，要求我國(guó)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展。

在激勵(lì)實(shí)施低碳技術(shù)政策的基礎(chǔ)上，加大對(duì)低碳項(xiàng)目貸款機(jī)制的支持。金融機(jī)構(gòu)根據(jù)不同類(lèi)型低碳融資項(xiàng)目需求，完善綠色金融產(chǎn)品體系，完善綠色信貸和綠色債券等綠色金融產(chǎn)品體系，降低低碳項(xiàng)目融資成本，強(qiáng)化金融機(jī)構(gòu)以及社會(huì)資本投資低碳領(lǐng)域。

五、結(jié)論

通過(guò)溫室效應(yīng)對(duì)全球氣候影響、能源特點(diǎn)以及生命周期全方位分析得出：我國(guó)應(yīng)發(fā)展多元化發(fā)電和儲(chǔ)存能源結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)，提前做好為實(shí)現(xiàn)碳中和需要的技術(shù)支撐;從生命周期評(píng)價(jià)不同類(lèi)型的能源更有利于揭示其對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的長(zhǎng)遠(yuǎn)效應(yīng)，進(jìn)而為技術(shù)改進(jìn)和投資提供方向和決策幫助;實(shí)現(xiàn)碳中和過(guò)程帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及構(gòu)建與碳有關(guān)的金融產(chǎn)品都是未來(lái)融投資重點(diǎn)努力的方向。

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