专访中国工程院院士、国家气候变化专家委员会名誉主任杜祥琬:碳达峰不是冲高峰,国内可再生能源利用率不足1/10

21世纪经济报道 21财经APP 夏旭田,缴翼飞
2021-06-02

中国提出的“双碳”目标拉开了一场广泛而深刻的经济社会变革的大幕。

近日,中国碳中和50人论坛成员、中国工程院院士、国家气候变化专家委员会名誉主任杜祥琬接受21世纪经济报道专访时指出,“双碳”目标的提出,是中国对全球应对气候变化的庄严承诺,也是中国推动经济转型升级的内在需要。

杜祥琬认为,中国碳达峰的基本路径是,通过降低碳排放强度来实现碳排放总量达峰,这一方面要降低能源强度,另一方面要调整产业结构与能源结构。

防止地方发展高耗能产业冲动

《21世纪》:如何看待中国提出的“双碳”目标,其实现难度如何?

杜祥琬:“双碳”目标的提出,是中国对全球应对气候变化的庄严承诺,也是中国推动经济转型升级的内在需要。

从全球看,发达国家大都承诺了2050年甚至更早的碳中和时间表。根据“共同但有区别”的原则,我们确定了2060年碳中和的目标,但实现这一目标需要付出非凡的努力。

首先,从发展阶段上看,发达国家大都完成了工业化,中国仍是发展中国家,尚未完成工业化。其次,发达国家从碳达峰到碳中和,短的有45年,长的有70年,而中国只有30年时间。再次,当前中国经济产业偏重、能源偏煤、效率偏低,多年来形成的高碳路径依赖存在较大的惯性。

事实上,调整经济、能源结构,提升效率与整个中国经济转型升级的方向是高度一致的。十八大以来,中国提出绿色发展、循环发展、低碳发展,生态文明建设上升为国家战略,2014年中国提出能源革命,这与2020年提出的“双碳”目标都是一脉相承的。

《21世纪》:不同于很多发达国家的自然达峰,中国先行提出了碳达峰的目标,在中国碳达峰过程中会有哪些不同?

杜祥琬:中国碳达峰的基本路径是,通过降低碳排放强度来实现碳排放总量达峰,这一方面要降低能源强度,另一方面要调整产业结构与能源结构。

能源强度上,近十年来,中国生产同一单位GDP所使用的能源从世界平均水平的2倍缩小到1.3倍左右,如果进一步缩小到1倍,中国生产同等规模GDP付出的能源就可以再减少30%。现在全国一年能源消费总量约为50亿吨标准煤,达到世界平均水平就意味着同等GDP可以少用十几亿吨标准煤。

产业结构上,当前最大的问题是高耗能产业比重过高,中国的钢铁水泥产能占了全球一半以上,前些年开始,这些行业大都出现了产能过剩的迹象。如果这些高耗能行业不再新增产能,单位产能能耗也逐步下降,实现碳达峰是可行的。比如,最近宝武钢铁提出要到2023年实现碳达峰,实际上中国已提出今年的粗钢产量要实现同比下降,而吨钢煤耗哪怕只下降一点,就可以实现碳达峰了。

能源结构上,现在非化石能源占一次能源的比重为15.9%,2025年大约能到20%,2030年的目标是达到25%,随着能源结构的持续优化,实现碳达峰也是可行的。

《21世纪》:你最近提出碳达峰不是冲高峰,能否介绍下为何会有这种顾虑?

杜祥琬:我们绝不能把碳达峰理解成为“现在尽量用得高一点”,尤其要防止一些地方借碳达峰来攀高峰、冲高峰,关键是要防止地方发展高耗能产业的冲动。

解决这一问题,要把2030碳达峰目标与其他目标结合起来。中国提出,到2030年二氧化碳排放强度比2005年要下降65%,将两者统一起来理解可以发现,中国碳达峰的峰值范围大约在105-110亿吨二氧化碳,而绝不是在2030年前通过冲高峰“争取更大的空间”。

同时,碳达峰也不是要通过压减中国的发展空间来实现,这一点也很重要。

《21世纪》:中国是全球第一大制造大国,也是能源消费大国,“双碳”目标是否会影响中国经济的增长?如何平衡减排与经济发展之间的关系?减排是否会影响能源安全?

杜祥琬:中国提出“双碳”目标的出发点是为了高质量发展,而不是压发展。中国推动低碳转型和高质量发展、保障能源安全是并行不悖的,而且其方向是一致的。

能源方面,中国的碳中和进程充分考虑了满足一定幅度增长的需要,“十四五”时期,中国能源消费总量年均复合增速可能会达到2%。不过从发达国家经历看,发展到一定程度后,能源增长率趋于减缓是一个普遍现象。

同时,中国提出,“十四五”时期要严格控制化石能源消耗量,“十五五”时期逐步推动化石能源的替代,这个提法是很有分寸的。

相较传统的油气能源,中国的可再生能源是可以自己掌控的,它不受制于国际地缘政治的变化,随着后者比重的上升,中国的能源安全和独立是在不断加强的。

可再生能源利用率不足1/10

《21世纪》:中国的能源供给结构存在“多煤、缺油、少气”的问题,双碳目标意味着这种结构将发生怎样的改变?

杜祥琬:这个说法本身是有问题的,它只看到了化石能源,我们还有丰富的可再生能源,后者不仅储量巨大,而且成本正在快速下降,现在必须重新认识我国的能源禀赋情况。

目前,中国已经开发的风能、太阳能均不到技术可开发量的1/10,还有9/10的巨大潜力,技术可开发资源量已经除去了各种地理的、社会的不便开发的那部分资源。如果再加上可观的生物质能、地热能、海洋能、固废能源化等,我国可再生能源的资源量是非常丰富的。

《21世纪》:目前可再生能源的利用率不到技术可开发量的1/10,其原因是什么?

杜祥琬:应当说,技术和成本并不是最主要的问题,最重要的是观念、政策与执行上的问题。

我接触东部的一些地方经常说,当地没有能源,电力负荷很重,但事实上当地海上风电、分布式光伏的资源是非常丰富的,对他们而言,最关键的是要扭转资源禀赋的观念。

一个积极的现象是,观念的改变与政策的推动正在加速。“风往高处走,光往屋顶走”,可再生能源开发技术正在逐渐成熟,并得到市场的认可。

我最近在浙江看到一个公司一家就装了40万户屋顶光伏。中国的建筑面积大概是650亿平方米,其中可以用的大概是200多亿平方米,哪怕一半能装上光伏,就能带来15亿千瓦的电力,而现在风光加在一起才5亿千瓦。

不光是房顶,还有高速公路、铁路、桥梁等,它们的面积可能数倍于屋顶,现在都没有利用起来,如果有国家政策的推动,比如搞一个BIPV(光伏建筑一体化)工程,其开发潜力是巨大的。

《21世纪》:相对于传统煤电,这类可再生能源发电的成本与经济性如何?

杜祥琬:前些年成本高一点,只要成本高市场接受度就不高。但是,近年来可再生能源的成本快速下降,现在已经基本实现平价,而且成本还在进一步下降。

目前主要是海上风电贵一点,这是因为其工程量较大,难度与成本较高,但是海上风电的年运行小时数可达4000以上,可以提供稳定输出。

《21世纪》:在过去十年间,可再生能源的发电成本出现了明显下降,而煤电等传统能源的成本却并未下降,其原因是什么?

杜祥琬:主要因素是技术进步,比如说太阳能电池的成本主要来自硅等材料,生产高纯度硅需要成本,但随着材料科学和工艺的不断进步,出现了薄膜电池,需要的硅不断减少,成本就降下来了。另一个因素就是规模化,随着可再生能源产业的形成,规模越大成本越低。

可再生能源在本质上并非只是一种自然资源——当然,自然资源禀赋是前提——更是一种技术进步支撑的开发能力。可再生能源开发量值的大小,与技术开发能力密切相关。

《21世纪》:此前出现过光伏泡沫等问题,未来是否会再度出现这种情况?如何看待补贴问题?

杜祥琬:现在这些补贴已经慢慢退坡了。在可再生能源发展的一定阶段,补贴是有积极意义的,但最终这些企业还是要靠自己走路,随着市场接受度的提升,产业化、规模化的形成,以及成本的下降,补贴应该逐步退出。

至于泡沫问题,这是新技术成熟曲线上的普遍现象,历史上的光伏泡沫问题主要出在核心技术和市场上,那个时候中国的太阳能产业“两头在外”,源头技术在外,市场也在外,一旦外部市场出现问题,整个产业都会受到很大的冲击。

但是,现在情况已经发生了改变,历经大浪淘沙,如今我们已经掌握了核心技术,形成了完备的制造体系与产业链,随着国内绿色转型的推进,中国本身的市场需求不断扩大,国内市场正在成为主体。

能源结构调整重塑区域经济

《21世纪》:在“双碳”目标推进过程中,可再生能源将扮演怎样的角色?

杜祥琬:在本世纪初,它们的角色是“微不足道”,如今是“举足轻重”,而在不久后将变为“担当大任”。

此前召开的中央财经委员会第九次会议上明确提出,构建以新能源为主体的新型电力系统。这意味着中国的电力系统正从化石能源为主全面转向新能源为主。

目前新能源发电在电力体系中的比重不足30%,其中风能和光能大概是5亿千瓦的装机量,其发电总量占比大约只有10%。中国距离以新能源为主体的新型电力系统还有一段距离,但新能源比重的持续提升是非常明确的方向。

《21世纪》:目前国内可再生能源弃风、弃光问题现状如何?在提升可再生能源比重过程中,将如何解决这一问题?

杜祥琬:近年来弃风、弃光问题已经得到明显的改善,事实上整个风能、太阳能发电规模并不大,进一步提升消纳能力是完全可以做到的。

但是,风电和光电100%的消纳并不是我们追求的目标,我们的目标是逐步扩大风、光等发电规模,提高可再生能源发电的比重,在此过程中尽可能地减少弃风、弃光现象。

这一方面需要在电源侧大力发展储能技术,将多余的电力储存起来,减少对电网的冲击;另一方面,需要推动智能电网改造,增加电网的灵活消纳能力。

《21世纪》:可再生能源如何解决能源生产与消费在时间上不匹配的问题?

杜祥琬:可再生能源的生产具有间歇性,不光有日夜间的差别,还有季度性的差别。解决这一问题需要将可再生能源发电和储能、智能电网相结合。

储能是解决供需时间不平衡的主要手段,目前已经形成多条技术路线,在物理储能上,已出现抽水、压缩空气等方式;在化学储能上,通过各类新能源电池可以解决日间的供需不平衡问题;而制氢储能可以调节更长周期的供需波动。

在供给端,我们需要多能源互补协调,现在国内电力占比最大的是煤电,可以推动一部分煤电厂的灵活性改造,实现可再生能源发电的削峰填谷,由于煤电生产是可以自主调控的,可以根据新能源发电的多少进行互补调节,你多我少,保证电力的稳定输出。

同时,我们也需要做好需求侧管理,比如一些机器的充电,可以利用数字化管理和市场化手段进行需求端调控。

这件事在技术上问题并不大,在很大程度上是一个政策问题和管理问题 ,需要一个顶层设计,协调各方行动与利益,同时也需要数字化的管理手段。

《21世纪》:在碳中和进程中,能源结构的调整将对中国区域经济带来怎样的影响?

杜祥琬:从地域上看,东部是能源电力的主要负荷区,我们不能完全依赖西电东送,要推动电从“远方来”和“身边来”相结合,这需要发展分布式的太阳能、风能,配上一些小的储能,形成可以独立运行也可以与电网互动的微网,在本地达到平衡,尽可能减少对电网的压力。

部分中西部地区在能源结构调整中可能面临一定挑战。比如,在内蒙古、陕西、宁夏能源“金三角”,富余的煤电面临转型,这些地方除了煤炭丰富之外,也有非常丰富的风能、太阳能,完全可以做一个比现有装机量多出数倍的可再生能源电力体系,通过“风光氢储”相结合来替代煤电。

中西部丰富的可再生能源如何用?我觉得有两个出路,第一是东部确实有需要的时候,通过供需协调,继续推进西电东送;第二是将一些必要的高耗能产业放在西部,通过产业的转移,加快中西部经济的发展,这一方面可以实现中西部可再生能源的自发自用,另一方面也有利于解决中国区域经济发展不平衡的问题。

(编辑:李博)