我国如何在本世纪中叶实现碳中和?
1.可再生能源驱动
根据清华大学张希良的气候模型,认为中国要实现这一目标,电力生产需要增加一倍以上,到2060年达到15,034TWh,且其中大部分来自清洁能源。需要未来40年内可再生能源发电的大规模增加,太阳能发电增加16倍,风电增加9倍。为了取代燃煤发电,核电需要增加6倍,水电需要增加一倍。包括煤炭、石油和天然气在内的化石燃料仍将占能源消耗的16%,因此需要配合
CCS或植树造林,直接从大气中吸收二氧化碳。
张希良的模型是与剑桥、麻省理工学院合作开发的,是清华大学气候变化与可持续发展研究院牵头的低碳未来国家重大项目的一部分。根据其规划,碳排放量将继续增加,从2020年的9.8千兆吨二氧化碳增加到2025年的10.3千兆吨左右。然后在5到10年内趋于平稳,2035年后急剧下降,到2060年达到净零排放。
但是,在如此短的时间内让中国经济摆脱对化石燃料的依赖代价高昂,马克·莱文说。燃煤发电占中国发电量的近65%,计划或正在建设的新燃煤电站超过200座。他说,来自化石燃料的依赖“将会形成巨大的反对声音”。
2.大力发展核电
发改委能源研究所姜克隽团队建立的模型,预计到2022年,二氧化碳排放量将达到峰值,约为10千兆吨,然后到2050年急剧下降到净零。
为了实现这一目标,到2050年,发电量将翻一番,达到14,800TWh。这一产量与张希良的模型类似,但主要由核电(28%)、风电(21%)、太阳能(17%)、水电(14%)和生物质能(8%)组成。煤炭和天然气将占发电量的12%。这意味着中国的核电装机容量由目前约50座核电站49千兆瓦,增加到2050年的554千兆瓦,增幅达到5倍。根据姜克隽的分析,相对于太阳能和风能,核电可以提供更稳定的电力基荷。他补充说,新型核电站是安全、低放射性的。
但许多研究人员对核能的潜力持怀疑态度。张希良说,建造核电站所需的经济成本和时间成本都很高。2011年日本福岛第一核电站发生的熔毁事故,使许多公众无法接受在内陆建设核电站。
姜克隽的模型为政府政策提供了参考,该模型还假设中国主要能源行业(如钢铁、建筑和化工等)已经达到峰值或即将达到峰值,目前这一假设还有待检验。此外,该研究还基于另外一个条件,即排放量的快速下降将伴随着可再生能源成本的下降,这一点在过去十年的太阳能发电方面已经得到了证实。
3.削减煤炭使用
姜克隽的分析还指出了另一个关键点——CCS的作用。该模型提出,大约850千兆瓦的煤炭、天然气和生物燃料发电可以使用CCS技术。
中科院大学气候经济学家段洪波表示,“严格的实现碳中和目标需要大量部署CCS”,他开发的模型也需要大量使用该技术。这需要大量的投资,因为中国目前只有一个位于油田中的大型CCS设施在运行。另外,还有7个设施正在规划或建设中。CCS将允许中国长期使用部分燃煤发电,但一些研究人员表示,这项技术仍然非常昂贵,这也限制了其应用。
许多研究人员认为,中国应该停止建设新的燃煤电厂。位于哥本哈根的国家发改委中国可再生能源中心的卡雷·桑霍特说,现有的电厂将在40年后的碳中和最后期限之前达到寿命。但是,在实现这一转变的过程中,中国还需要考虑到约350万煤炭开采和电力行业工人的安置问题,以及许多依赖廉价电力采暖的人。
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