從國際實踐看天然氣是實現(xiàn)碳中和的關鍵

1 概述

當前世界的主體能源是化石能源，在全球能源結構中占比83%。二次能源革命以來，化石能源的大量使用增加了全球二氧化碳的排放，嚴重影響地球生態(tài)環(huán)境，成為威脅人類生存與社會發(fā)展的首要環(huán)境問題。應對氣候變化的關鍵在于控碳，必由之路是“先達峰，后中和”。雙碳戰(zhàn)略目標之所以能夠引發(fā)全球范圍的廣泛討論和關注，其根源在于經(jīng)濟發(fā)展與二氧化碳排放密切相關，限制碳排放必然對經(jīng)濟產(chǎn)生影響。特別是發(fā)展中國家，工業(yè)生產(chǎn)正處在高速發(fā)展階段，因此不得不考慮能源供應安全與氣候等問題的矛盾性。

對于一個企業(yè)而言，學習能力是指企業(yè)處理知識的一系列能力集合，即創(chuàng)建、獲取、轉化、整合、運用知識的能力，具有較高學習能力的企業(yè)能夠通過其特殊的組織特性和管理特性而顯著影響其學習過程，進而以更有效的方式提高學習效率，增加企業(yè)知識并改變企業(yè)行為。越來越多的企業(yè)意識到應對外部環(huán)境快速變化必須不斷對自身進行調(diào)整和創(chuàng)新，學習能力是企業(yè)獲取持續(xù)競爭優(yōu)勢的關鍵能力之一。一些學者研究發(fā)現(xiàn)，學習型組織由于具有較強學習能力支持產(chǎn)生新知識解決問題而明顯具有較好的財務績效。

2 歐盟碳減排經(jīng)驗

實現(xiàn)雙碳目標必然要經(jīng)歷清潔化、低碳化、中和化的過程。作為雙碳實踐的先行者，歐盟碳排放已經(jīng)達峰，并成功地從清潔化階段過渡到低碳化階段，因此歐盟的經(jīng)驗和教訓可以為中國制定碳減排路徑提供一定的理論依據(jù)。

2.1 雙碳本質是能源結構的清潔化

在應對全球氣候變化、實現(xiàn)碳中和目標上，歐盟一直表現(xiàn)積極，試圖通過一系列的承諾和改革舉措，在該領域保持其領導地位。根據(jù)歐盟經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，碳達峰、碳中和的本質為一次能源消費結構清潔化。在1979年碳達峰到2006年能源消費量達峰期間，通過減煤、穩(wěn)油、增氣的手段促使碳排放量逐漸減少。尤其在減煤、增氣方面，歐盟(不含馬耳他)煤炭消費量占比從1979年的28.98%降低至2019年的11.21%，而天然氣作為最清潔的化石能源，消費量占比由1979年的14.51%增長到2019年的24.6%。在德國通過《減少和終止煤炭發(fā)電法》,捷克共和國等國家提出“退煤”承諾后，歐盟天然氣消費量呈現(xiàn)上升趨勢，可以看出減碳與發(fā)展天然氣并不矛盾。歐盟能源消費量與碳排放量見表1。

n個工件J={J1，J2，，Jn}在m臺機器M={M1，M2，，Mm}上加工，工件Ji由具有順序約束的工序組成，每道工序可能對應多臺加工機器，約束條件包括：

在創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新要素對接機制方面，眾創(chuàng)空間可以將信息、資本、設備、技術等各種要素與創(chuàng)客團隊的資源稟賦進行有效銜接，提升創(chuàng)客的創(chuàng)新勢能。眾創(chuàng)空間能夠通過社會信用、激勵懲罰等對接機制使各類創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新要素有效互動，使其在銜接過程中的成本降低。在各種創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新要素的有效對接和匹配過程中，完善了眾創(chuàng)空間內(nèi)外部的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)，提高了創(chuàng)客團隊運用資源的效率和能力，實現(xiàn)了創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新價值鏈的優(yōu)化和創(chuàng)業(yè)者的高效賦能，從而通過快速的技術迭代打磨出更多創(chuàng)新產(chǎn)品。這種面向創(chuàng)業(yè)項目的要素對接機制，不僅可以形成創(chuàng)客團隊的核心競爭能力，也為眾創(chuàng)空間的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎。

2.2 天然氣與可再生能源的融合發(fā)展是保障能源安全的主要途徑

電力是國家發(fā)展的基石，其可靠供應受到各國政府高度關注，尤其在支付網(wǎng)絡化、辦公無紙化、交通電氣化的今天，停電對正常生產(chǎn)生活造成的影響愈發(fā)嚴重。2020年8月14—15日，美國加州電網(wǎng)發(fā)生停電事故，共約81×10

人次受到停電影響

，而加州激進的可再生能源政策及可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性成為該次事故的主要原因。

我國建設科技強國的戰(zhàn)略已經(jīng)部署，提高全民科學素養(yǎng)進程會加快推進?？茖W素養(yǎng)不僅僅是對科研人員的基本要求，也是衡量一國國民素質的重要方面，作為系統(tǒng)工程研究的組織和人員必然要有更高要求和標準。

在美國前總統(tǒng)特朗普宣布退出《巴黎協(xié)定》后，加州州長杰里·布朗與其他州州長成立美國氣候聯(lián)盟，共同對抗特朗普決定，并簽署SB100法案，該法案提出加州計劃于2045年實現(xiàn)100%可再生能源供給。同時，加州還提前停運或報廢了一些核電和燃氣機組。激進的可再生能源政策和不合理的能源配比影響了加州電網(wǎng)的可靠性。

本文分析了沙盤類課程傳統(tǒng)評價方法存在的問題，提出了針對SPOC模式下的ERP沙盤模擬的診斷性評價、形成性評價、總結性評價三位一體的混合式評價方法，并通過實驗驗證了其對于該課程的積極作用。這樣的評價方法不僅可以用于ERP沙盤模擬一門課程中，還可以推廣到類似的SPOC模式下的沙盤類或其他實踐類教學過程中，具有一定的實踐推廣價值。但由于實踐操作的可行性限制，對該問題的研究還不夠深入，例如，形成性評價指標難以將經(jīng)營相關指標全部納入，且診斷式評價指標略顯單薄，因此，還需展開深入的研究和探索。

2006年，中國成為世界CO

第一排放大國。2019年中國碳排放量達到9 826 Mt，約占世界總排放量的28.8%，比碳排放量第2～4位的美國、印度、俄羅斯總和還多

。能源消費結構嚴重依賴煤炭是碳排放量攀升的根本原因。中國煤炭消費量占一次能源消費量的58%，是主要的二氧化碳排放源。中國各類型能源碳排放量見圖1。根據(jù)圖1，2018年煤炭所產(chǎn)生的碳排放量達到7 637 Mt，約占總排放量的80%，減少煤炭消費量是中國減碳路徑中的主要手段。

此外，根據(jù)歐盟碳排放量變化趨勢可以看出，減碳最有效的解決方法就是供熱、發(fā)電領域的煤炭替代。經(jīng)過近30 a的能源結構調(diào)整，2019年歐盟發(fā)電、供熱領域的碳排放量比1990年減少了610 Mt，占此時間段內(nèi)總碳減排量的59%。這主要歸功于發(fā)電、供熱領域的去煤、增氣。根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù)，歐盟天然氣發(fā)電裝機容量占比由1990年的7.7%增長到2019年的21%，天然氣供熱占比由1990年的24.6%增長至2019年的36.7%。歐盟部分行業(yè)碳排放量見表2。

煤炭主要應用領域是發(fā)電和供熱。2018年中國各行業(yè)碳排放量見表3。發(fā)電、供熱行業(yè)的碳排放量在總碳排放量中占比最高。實現(xiàn)中國碳達峰、碳中和的目標，必須在發(fā)電、供熱行業(yè)實行有效改革。

3 中國能源結構及碳排放現(xiàn)狀

加州電力的生產(chǎn)和傳輸以及電力市場的正常運行主要由非營利組織CAISO負責，CAISO管理著加州80%的電力。CAISO管理的裝機容量中水能、風能、太陽能等可再生能源發(fā)電裝機容量占比約為36.8%。高比例的可再生能源發(fā)電裝機容量占比與其不穩(wěn)定性是本次停電的主要原因。2020年8月13日，加州風電自13:00開始，功率從413 MW不斷提升，并在18:15達到功率峰值3 357 MW，之后緩慢降低到24:00的2 253 MW。而2020年8月14日18：36，風電功率為1 031 MW，比2020年8月13日同時刻減少2 194 MW，僅為其32%，無法滿足用電需求，迫使電網(wǎng)實施了輪流停電

。

加州停電事故表明，在實現(xiàn)高比例可再生能源供給過程中，應確保傳統(tǒng)能源、可再生能源的協(xié)調(diào)發(fā)展。雖然可再生能源發(fā)電量不斷提高為加州碳減排作出了巨大貢獻，但這也為該地區(qū)電力供應埋下了安全隱患。因此，在能源轉型過程中不能大幅削減化石能源占比，而應該在保證國家、地區(qū)能源安全的前提下，有計劃地保留天然氣發(fā)電機組用于調(diào)峰、應急，通過天然氣與可再生能源的耦合保障電力供應穩(wěn)定。

4 發(fā)達國家、地區(qū)碳減排經(jīng)驗對中國的啟示

4.1 大力發(fā)展天然氣是中國減碳的關鍵

能源轉型必須牢牢守住安全保供這一底線，減碳與保供必須兼顧。因此可再生能源與天然氣融合發(fā)展是最有效的轉型手段。目前可再生能源發(fā)展仍然存在瓶頸：一是存在不穩(wěn)定、不連續(xù)的問題，在可再生能源發(fā)電大比例上網(wǎng)的情況下，由于太陽能、風能等可再生能源具有明顯的間歇性、隨機性和波動性，導致其在直接并入電網(wǎng)會影響電力供應質量和系統(tǒng)安全運行。二是儲能技術難突破、成本較高。

4.2 天然氣與可再生能源耦合

在碳中和過程中，我們將經(jīng)歷清潔化、低碳化、中和化3個階段，這3個階段不是完全分割的，在清潔化、低碳化的同時，也要同步進行中和化。自然界的森林碳匯等碳中和資源是有限的，只有把碳排放量峰值降下來，才能更好地實現(xiàn)碳中和。2030年碳達峰以前的主要任務是實現(xiàn)清潔化、低碳化，碳排放量峰值取決于未來10 a的能源結構。雖然可再生能源發(fā)展很快，但根據(jù)國務院《2030年前碳達峰行動方案》，到2030年非化石能源消費量比重僅占25%左右，決定碳排放量峰值的主要因素還是化石能源。天然氣是碳排放量最少的化石能源，因此，大力發(fā)展天然氣對于降低碳排放量峰值，實現(xiàn)清潔化、低碳化，促進中和化有著重要意義。

天然氣具有供應安全穩(wěn)定、可及性強、經(jīng)濟可承受等優(yōu)勢，因此天然氣與可再生能源的協(xié)同發(fā)展可以彌補可再生能源的不足，天然氣與可再生能源的耦合可以增強電網(wǎng)穩(wěn)定性、提高能源系統(tǒng)效率，而且，天然氣分布式能源與可再生能源并不是互相競爭的關系，它們的互補性及協(xié)同效應能夠顯著提升二者在能源結構中的競爭力。

4.3 通過碳捕集、碳循環(huán)實現(xiàn)天然氣的零排放

解決氣候問題的本質在于解決二氧化碳的問題。從現(xiàn)有技術來看，二氧化碳經(jīng)過捕集之后的主要去向有2個：一是碳封存，包括以廢棄油氣藏和鹽水層等為主的地質儲存或者海洋封存；二是碳循環(huán)，也可以叫作碳利用，其主要利用方式包括直接利用和化學轉化，最典型的直接利用方式是用于油田提高采收率，而目前應用最廣的化學轉化是用于合成尿素。除此之外，一些新型碳利用技術也在逐步涌現(xiàn)，比如合成建筑用混凝土，合成甲烷、甲醇、汽油等燃料，合成化學品等。未來，中國可以大力發(fā)展碳捕集、碳循環(huán)技術，發(fā)展碳循環(huán)經(jīng)濟。

5 結論

① 根據(jù)歐洲碳減排經(jīng)驗，天然氣在碳達峰、碳中和過程中仍然發(fā)揮著重要作用。

② 中國在制定碳中和路徑時應借鑒國外經(jīng)驗與教訓，在保障能源安全的基本前提下，發(fā)展可再生能源。

③ 建議中國在清潔化、低碳化階段大力發(fā)展天然氣，通過天然氣替代煤炭，實現(xiàn)碳排放的降低。在碳中和路徑發(fā)展的后期，通過天然氣與可再生能源的耦合及碳捕集、碳循環(huán)，在保證中國供能安全的前提下，實現(xiàn)碳中和目標。

[1] 趙靜波，張思聰，廖詩武. 美國加州2020年8月中旬停電事故分析及思考[J]. 電力工程技術，2020(6):52-57.

[2] 劉曉龍，崔磊磊，李彬,等. 碳中和目標下中國能源高質量發(fā)展路徑研究[J]. 北京理工大學學報(社會科學版),2021(3):1-8.