丁仲礼院士：碳中和的战略逻辑和技术需求

 

实现碳中和，是一个长期过程，需要有一个指导全局性工作的规划，并根据形势的发展、技术的进步，能形成不断完善规划的工作机制。我国的目标是2060年前实现碳中和，显然在目前的认知水平下，要做一个能覆盖近40年时间长度的规划是不太现实的，但有一点我们是必须一开始就要做到心中有数的，那就是我国到时候还可以排放多少二氧化碳，或者说从目前约100亿吨的二氧化碳排放减少到多少才可以宣布完成了碳中和目标。

这个问题不易确切回答，但寻找答案的思路是具备的，那就是“排放量=海洋吸收量+生态系统固碳量+人为固碳量+其他地表过程固碳量”这个公式。对此，我们可以逐项做出分析。

过去几十年，海洋对人为排放二氧化碳的吸收比例为23%，这个过程还是比较稳定的，尽管我们很难预测未来是否会产生重大改变，但假定海洋将保持这个吸收比例不变，应该是有依据的。

我国陆地生态系统固碳能力非常强。根据相关研究，2010—2020年间我国陆地生态系统每年的固碳量为10亿—13亿吨二氧化碳；一些专家根据这套数据并采用多种模型综合分析后，预测2060年我国陆地生态系统固碳能力为10.72亿吨二氧化碳/年，如果增强生态系统管理，还可新增固碳量2.46亿吨二氧化碳/年，即2060年我国陆地生态系统固碳潜力总量为13.18亿吨二氧化碳/年。此外，我国近海的生态系统固碳工程还没启动，这块儿也应该有较大潜力。

至于把碳捕集后作工业化利用及封存的量有多大，这要取决于技术水平与经济效益，目前要对此作出估计是有难度的。但我们也可以作出这样的假定：如果届时实现碳中和有“缺口”，政府将对人为工业化固碳予以补贴，争取每年达到3亿—5亿吨二氧化碳的工业化固碳与地质封存。以中国的工业技术发展速度，这个假定还是相对“保守”的。

其他地表过程固碳是指地下水系统把有机碳转化成石灰石沉淀、水土侵蚀作用把有机碳埋藏于河流—湖泊系统之中等地表过程，它一年能固定的碳总量目前没有系统研究数据，但粗略估计中位数在1亿吨二氧化碳左右。

为此，我们可以做出这样的分析，假如我国2060年前后二氧化碳年排放量在25亿吨左右，那么海洋可吸收25×23%=5.75亿吨二氧化碳，陆地和近海生态系统固碳14亿吨二氧化碳，工业化固碳和地质封存4亿吨二氧化碳左右，基本上可以做到“净零排放”。

当然，要从100亿吨的二氧化碳排放量降到25亿吨，难度亦是非常之大的，这需要我们先有一个宏观的粗线条规划。

根据我国五年规划的惯例，可考虑以两个五年规划为一个阶段，分四个阶段，四十年时间实现碳中和目标：

第一步为“控碳阶段”，争取到2030年把碳排放总量控制在100亿吨之内，即“十四五”期间可比目前增一点，“十五五”期间再减回来。在这第一个十年中，交通部门争取大幅度增加电动汽车和氢能运输占比，建筑部门的低碳化改造争取完成半数左右，工业部门利用煤+氢+电取代煤炭的工艺过程大部分完成研发和示范。这十年间电力需求的增长应尽量少用火电满足，而应以风、光为主，内陆核电完成应用示范，制氢和用氢的体系完成示范并有所推广。

第二步为“减碳阶段”，争取到2040年把二氧化碳排放总量控制在85亿吨之内。在这个阶段，争取基本完成交通部门和建筑部门的低碳化改造，工业部门全面推广用煤/石油/天然气+氢+电取代煤炭的工艺过程，并在技术成熟领域推广无碳新工艺。这十年火电装机总量争取淘汰15%落后产能，用风、光资源制氢和用氢的体系完备及大幅度扩大产能。

第三步为“低碳阶段”，争取到2050年把二氧化碳排放总量控制在60亿吨之内。在此阶段，建筑部门和交通部门达到近无碳化，工业部门的低碳化改造基本完成。这十年火电装机总量再削减25%，风、光发电及制氢作为能源主力，经济适用的储能技术基本成熟。据估计，我国对核废料的再生资源化利用技术在这个阶段将基本成熟，核电上网电价将有所下降，故用核电代替火电作为“稳定电源”的条件将基本具备。

第四步为“中和阶段”，力争到2060年把二氧化碳排放总量控制在25亿—30亿吨。在此阶段，智能化、低碳化的电力供应系统得以建立，火电装机只占目前总量的30%左右，并且一部分火电用天然气替代煤炭，火电排放二氧化碳力争控制在每年10亿吨，火电只作为应急电力和一部分地区的“基础负荷”，电力供应主力为光、风、核、水。除交通和建筑部门外，工业部门也全面实现低碳化。尚有15亿吨的二氧化碳排放空间主要分配给水泥生产、化工、某些原材料生产和工业过程、边远地区的生活用能等“不得不排放”领域。其余5亿吨二氧化碳排放空间机动分配。

“四阶段”路线图只是一个粗略表述，由于技术的进步具有非线性，所谓十年一时期也只是为表达方便而定。