陈新华：为什么要重视“碳中和”理论研究

二战期间，著名的德裔美籍社会心理学家Kurt Lewin有句名言：“没有任何东西能够比一个好的理论更加实用“（Nothing is more practical than a good theory），意思是指一个好的理论不仅是对实践的总结提升，更可为解决实践中遇到的问题提供更多启迪。作为美国社会心理学（Social Psychology）之父，Kurt Lewin分别创立了力场分析（force field analysis，分析某一社会现象的推进力和阻力）、行动研究（action research）、行为公式(behavior equation)、领导力氛围(leadership climates)、变革流程(change process)、团体动力学（group dynamics）等社会心理分析框架。

 

作为一个研究人员，我从博士论文研究“能量与信息”的关系开始，就一直注重理论层面的思考与探索。我深知只有做扎实理论基础，分析和看待问题才能在“知其然”的基础上“知其所以然”。进一步讲，还能“知其所必然”。

 

我国领导人在2020年9月11日召开的科学家座谈会上指出：“我国面临的很多‘卡脖子’技术问题，根子是基础理论研究跟不上，源头和底层的东西没有搞清楚”。对于科研工作来说，这一判断可谓一针见血。我认为这一论述同样非常适用于“碳达峰、‘碳中和’”的路径研究。

 

纵览全球，当下，已有欧盟、中国、美国、日本、韩国、新加坡等50多个国家相继宣布了“在本世纪中叶实现‘碳中和’”的目标，同时还有近100个国家正在研究制定各自目标。可以说，“碳中和”已经掀起一场全球性的大规模运动，这场运动势必涉及人类的共同命运。伴随着欧美及中国各大研究机构纷纷开启了“碳中和”路径研究，截至目前，我读过的相关研究报告可谓之“汗牛充栋”。然而我认为，整体而言，当前这场伟大的运动仍然缺乏一个明确的理论基础。

 

比如在认识碳和二氧化碳的关系问题上，大多数人都明白问题的焦点是二氧化碳而不是碳，但在具体实践过程中，却存在“逢碳必反”的倾向。欧洲许多研究机构设想的未来社会是完全零碳和100%电气化的社会，即能源系统的低碳转型路径要以零碳电力代替化石能源，一些难以减排的领域（如重卡、船舶、石化、水泥和钢铁）所使用的传统化石能源则应以零碳电力制取的绿氢来代替等。基于这一考虑，一些大型跨国油气公司作出了激进的低碳转型方案，大幅减少油气产量并投巨资到可再生能源发电领域。挪威与荷兰欧洲这两大天然气生产大国，已在讨论禁用天然气；欧洲投资银行也决定从今年起，不再给不加CCS或生物质制气的天然气项目贷款。

 

我认为，这些观点与做法均没有正确认识到碳及碳基材料对于人类生产与发展所起到的不可或缺作用，也忽略了能源系统不仅提供能量还提供碳基化工原材料这一事实。

 

“碳中和”的核心内容是要把人类CO2的排放量减到最低限度，实在无法减少的则通过对冲手段来中和，使得人类活动往大气中排放的CO2总量为零。其前提是要满足人类不断增长的能量和碳素需求，同时保持经济的竞争力。

 

如同能源消费，碳排放既是一个物理现象，也是一项经济活动，涉及人类社会的方方面面，这就需要我们立足于物理化学的基础知识、能源各子系统的关联性、市场经济的商业模式、靠减碳而不是卖碳产生价值的“碳中和’时代经济学逻辑，可再生能源与数字技术零边际成本时代的定价理论、具有强大外部约束条件的帕累托最优路径，以及转型过程中的社会公平等诸多理论问题展开探索。

 

可以说，没有明确的理论基础，就无法建立系统性的分析框架，对某些能源技术，如电动汽车、氢能、储能、生物质能等在未来能源系统中的角色定位就难免陷于片面；没有明确的理论基础，无论在探索“碳中和”技术路径方面，还在宏观政策措施设计方面，也难免有失偏颇。

 

如果说没有实践基础的理论是空洞的理论，没有理论指导的实践则就是盲目的实践，而“盲人骑瞎马，夜半临深池”的盲目实践必将面临走弯路，甚至失败的风险。

 

在梳理能源工作理论与实践关系的过程中，我对自己经历的一件事非常深刻。2006年，国家“十一五”规划开始将单位GDP能耗作为约束性指标，要求在5年内降低20％，并将该目标分解到各省市，作为地方政府综合评价和绩效考核的内容之一。同年3月，我应上海市能源研究会的邀请，做了一场题为“节能工作的理论基础与最佳实践”的演讲。演讲中我提到，随着单位GDP能耗作为约束性指标的制定和分解落实，一场全国性的大规模节能工作即将开始，而在我国这样一个地大物博、拥有14亿人口的国家开展如此规模的节能工作，当务之急需要明确理论基础。

 

在如何降低单位GDP能耗上，彼时主流观点强调的是两条路径，通过产业结构调整和技术进步来落实。我在演讲中提出，这里存在理论误区。因为，产业结构调整也好，技术进步也好，均会让老百姓觉得节能工作只是政府宏观调控的事，与他们毫无关联。但实际上，决定节能工作成败的关键，还在于与能否调动14亿人来共同努力。

 

我因此重新构建了单位GDP能耗的分解等式，引入了人的因素，并以此提出，节能工作不仅要对产业结构进行调整，还要对消费结构进行调整，要注重以人为本，动员人人参与。在此基础上，2006年7月，我在《中国能源》杂志发表了一篇题为“节能工作要明确理论基础，避免战略误区”的文章，对能源消耗所涉及的物理学与经济学理论基础进行了探索，对后来的国家节能工作起到了一定推动作用。

 

今天中国和世界主要国家正掀起一场“碳中和”的热潮，在这一“碳中和”运动刚刚起步的关键时刻，我想提醒大家，我们需要回归问题的本质，就相关的基础理论问题开展一些理性思辩，旨在建立基于科学、符合国情、且具有东方智慧和中国特色的理论体系，以此来指导“碳中和”的技术路径与政策设计。只有理论基础明确了，才能在实践中少走弯路，以最低的社会成本和最快的速度，达成“碳中和”目标。

 

当然，“碳中和”基础理论涉及自然科学和社会科学等多门学科，本人知识水平有限，不可能一下子就提出一个十全十美的理论框架，只希望近期围绕“碳中和”这一主题在《财经》和《能源高质量发展》上发表的一系列观点能够发挥“抛砖引玉”之功效，激发更多同行开展进一步研究，为中国“碳中和”这场事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体的伟大实践，提供具有指导意义的理论基础。