編者按:如何解決全球變暖的
問題,世界各國一直爭論不休。聯(lián)合國氣候變化專門委員會(IPCC)曾甩出一顆重磅炸彈:到2030年,全球二氧化碳凈排放量需要再下降45%,在2050年左右達到“凈零”,才能使全球變暖幅度控制在1.5攝氏度左右。7月末,《BP世界能源統(tǒng)計年鑒(2019年)》在
北京發(fā)布。2018年的能源數(shù)據(jù)描繪了一幅令人擔憂的畫面:全球一次能源消費增長2.9%,是2010年以來的最高增速;
碳排放增長2%,達到了近7年以來的最高水平。并不樂觀的GDP增速和持續(xù)走強的能源價格并沒有阻止能源需求和碳排放以近年來最快速度增長,為什么?未來兩者的發(fā)展趨勢如何?
形勢嚴峻 碳排放增長速度快
從能源消費角度來看,能源需求中三分之二的增長來自中國、美國和印度三國。相較于近期的歷史平均水平,美國的增長令人驚嘆。2018年,美國的能源消費增長3.5%。不同于以往十年的下行趨勢,這一增速是近三十年來的最高水平。
在經(jīng)濟略微疲軟和能源價格走高的作用下,能源需求應該在2018年有些許放緩。但恰恰相反,這一增速顯著提高。
那么,這些能源需求的增長和碳排放的加速上升有什么關(guān)系?在很大程度上,碳排放的增長就是能源消費上升的直接結(jié)果。相較于過去五年的均值,2018年的能源需求增速高出1.5個百分點,碳排放增速高出14個百分點。至此,全球新產(chǎn)生的碳排放達6億噸,相當于地球上增加三分之一的乘用車所產(chǎn)生的排放。
日前,美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)莫納羅亞氣象臺的傳感器監(jiān)測到一個驚人數(shù)據(jù):大氣中的二氧化碳濃度已經(jīng)超過415ppm,即二氧化碳質(zhì)量超過整個大氣質(zhì)量的41.5%,創(chuàng)造了有史以來的最高紀錄。全球氣候系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)出了警報。與此同時,大氣中的二氧化碳濃度攀升至歷史最高,這或許會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。
具體來說,全球多個主要能源消費國遭遇大量的異常天氣,特別是美國、中國和俄羅斯。供暖或制冷等需求的增加導致了能源消費的增長。在過去,取暖時數(shù)的增長往往伴隨著制冷時數(shù)的減少,反之亦然。但在過去的一年里,美國的取暖和制冷時數(shù)總和達到1950年以來的最高位,這極大地刺激了美國的能源需求。據(jù)此,BP集團首席經(jīng)濟學家戴思攀認為,2018年能源消耗的意外增長或與天氣影響有關(guān)。
如果這些極端天氣只是隨機性事件,其影響作用會回歸正常,那么能源需求和碳排放的增長也將會回落。但是,如果這些極端天氣與大氣中不斷升高的碳含量有關(guān),那將是一種惡性循環(huán)——碳含量增加導致極端天氣出現(xiàn),家庭和企業(yè)為應對極端天氣而增加能源消費,進而導致能源和碳排放的強勢增長。
雖然在二氧化碳濃度增高引起全球氣候變暖這一點上,長期以來各方都有不同的觀點,但目前探測到二氧化碳的濃度,已經(jīng)達到人類出現(xiàn)后的最高點,這一事實已足以讓所有人警覺。即使這些天氣影響只是短暫的,能源需求和碳排放增速將在未來幾年內(nèi)重新趨緩,照當下的趨勢來看,仍和巴黎氣候大會構(gòu)想的轉(zhuǎn)型路徑有著不小的距離。因此從這個角度來說,人類需要敲響警鐘。
需求增長 脫碳不能完全依靠可再生能源
根據(jù)《統(tǒng)計年鑒》提供的數(shù)據(jù),幾乎所有能源種類增長都很強勁,超過了過去十年的平均速度。
2018年,天然氣的增速達到5.3%,是近三十年來的最快增速之一,貢獻了45%的全球能源增長。美國貢獻了全球40%的需求增長和45%的產(chǎn)量增長。其他國家需求增長主要集中在中國、俄羅斯、伊朗,這三個國家與美國一起貢獻了80%的天然氣需求增長。
煤炭消費方面,經(jīng)過三年的下降,在2017年小幅回升的基礎(chǔ)上2018年進一步上升。煤炭需求增長14%,1.4%的消費量增速和4.3%的產(chǎn)量增速均創(chuàng)近五年新高。消費和生產(chǎn)的增量主要集中在亞洲,絕大部分來自中國和印度。發(fā)電用煤仍是煤炭消費增長的主要原因。
可再生能源增長迅猛,是能源消費的第二大驅(qū)動因素,14.5%的增長相較以往有所放緩,但目前來看仍是增速最快的能源資源。中國和印度在2018年都實現(xiàn)了25%以上的可再生能源增長,占世界總增長的大約一半。但這還是無法跟上發(fā)電需求的增長步伐。因此,發(fā)電需求的增長仍需要更多的煤炭來滿足。
電力方面,去年全球電力需求增加3.7%,這是近二十年來的最高增速之一。81%的增長仍是來自發(fā)展中國家。其中,中國和印度共貢獻了三分之二,美國的電力需求在過去一年里增加3.7%。
在供給方,發(fā)電量的增長中的14.5%主要來自可再生能源,約三分之一的增長來自可再生能源,其次是占比3%的煤炭和占比3.9%的天然氣。中國繼續(xù)領(lǐng)跑可再生能源增長,占全球可再生能源增長的45%,超過經(jīng)合組織所有成員的總和。
盡管可再生能源的滲透率越來越高,2018年非化石燃料占比36%,煤炭占比38%,和二十年前相比發(fā)電燃料結(jié)構(gòu)卻幾乎沒有發(fā)生變化。發(fā)電燃料結(jié)構(gòu)的僵局體現(xiàn)了國際能源署(IEA)等機構(gòu)近期提出的觀點:如果電力環(huán)節(jié)不能實現(xiàn)脫碳,通過高度電氣化來實現(xiàn)低碳能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的路徑無法奏效。也就是說,電氣化只有在發(fā)電側(cè)脫碳的前提下對能源系統(tǒng)低碳化轉(zhuǎn)型才有意義。
這說明了一個顯而易見卻尤為重要的問題:盡管可再生能源增速喜人,電力產(chǎn)業(yè)在世界向低碳轉(zhuǎn)型的過程中也起著舉足輕重的作用,但電力需求的增長使得電力行業(yè)難以短期實現(xiàn)“脫碳”,這一點在發(fā)展中國家尤為突出。
電力需求的強勢增長,尤其是發(fā)展中國家的需求。我們需要非??焖俚男袆硬趴梢员3脂F(xiàn)有的碳排放水平。這凸顯了采用一系列技術(shù)和燃料的重要性,不能完全依賴可再生能源。
有效措施 提高能源效率與發(fā)展技術(shù)
低碳并不是一個抽象的概念,而是在一個具體的社會經(jīng)濟背景下,基于特定的社會經(jīng)濟發(fā)展階段、特定的能源資源稟賦、特定的科技發(fā)展水平和創(chuàng)新能力,以及特定的社會意識基礎(chǔ)與價值判斷和體制能力等因素,而最大限度提高碳生產(chǎn)率的一種發(fā)展模式。
除了發(fā)展可再生能源,目前還有提高能源利用效率及運用利用與封存技術(shù)(CCUS)是減碳之路的有效措施。提高能源利用效率方面,能源基金會總裁鄒驥提出了自己的建議:實現(xiàn)低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略重點是提高制造業(yè)能源效率、隨著收入水平的提高而動態(tài)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);應依序削減或去除散煤、工業(yè)過程用煤、低效機組發(fā)電用煤,迅速推進
交通工具電氣化以降低油耗,以此提升能源結(jié)構(gòu)低碳化程度;應有前瞻性地完善城鎮(zhèn)化、基礎(chǔ)設(shè)施、交通、建筑等領(lǐng)域的低碳規(guī)劃目標,避免鎖定效應。
伍德·麥肯茲則表示:“供暖和制冷、建筑、
航空等行業(yè)的脫碳腳步較為緩慢,甚至很多仍沒有采用低碳或零碳技術(shù)。”對于如何帶動這些行業(yè)的加速脫碳,伍德·麥肯茲給出了兩個建議:一是強制向排放收費,即全面啟動碳稅機制,二是大幅降低甚至取消化石燃料補貼,并將這筆龐大金額直接轉(zhuǎn)給可再生能源和環(huán)保低碳領(lǐng)域。
我們需要采用更多的燃料和技術(shù)去贏得這場實現(xiàn)巴黎氣候協(xié)定的遠征。在2020年前,工業(yè)、建筑、交通和火電部門的能效技術(shù)將對碳排放控制發(fā)揮重要作用。低碳技術(shù)方面,推廣應用重點包括超臨界發(fā)電、陸上風力發(fā)電、大型合成氨、綠色照明等。同時加大電力和工業(yè)碳捕集利用與封存、第四代核電、大規(guī)模儲能技術(shù)、海洋地熱能發(fā)電等關(guān)鍵低碳技術(shù)的研發(fā)力度,并加快整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)、海上風電、高效集成熱泵系統(tǒng)、低成本高效太陽能建筑、純電動汽車等技術(shù)的示范。
國際能源署發(fā)布消息稱:“要實現(xiàn)本世紀末溫升不超過2℃(2DS)和1.75℃(B2DS)的目標,全球封存(CCS)累積
減排貢獻分別可達到14%和32%?!眹H能源署同樣認為CCUS是唯一能夠大幅減排燃煤電廠二氧化碳排放的技術(shù),也是煤炭密集型產(chǎn)業(yè)(如煤
化工、
鋼鐵、
水泥等)減排二氧化碳的主要選擇。
與CCS相比,CCUS技術(shù)更強調(diào)利用。據(jù)此判斷,CCUS作為一項有望實現(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳利用的新興技術(shù),是未來減少二氧化碳排放、保障能源安全和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。以前,為實現(xiàn)環(huán)保效益,措施是將捕捉的二氧化碳封存至海底或地下。那么接下來需要研究的就是如何將二氧化碳資源化,兼具環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。碳排放由增到減目前看還是道阻且長,生產(chǎn)、
運輸上減排,倡導和堅持綠色生活,已經(jīng)刻不容緩。