通往低碳未来之路 - 中外对话
气候

通往低碳未来之路

中国具有诸多潜在的可持续发展之路,但无一能轻松实现。这是王韬和吉姆•沃森最近发表的一份报告所得出的结论,该报告详述了走向2100年的一系列低碳情景。
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过去30年来,中国经济持续增长,很多人的生活水平得到了显著提高。中国政府声称,在1980年到2000年期间,有4亿人口摆脱了贫困,人均GDP自1981年以来增长了5倍。除了经济增长之外,中国还经历了能源需求的大幅上升,尤其是在本世纪初中国经济进入了大规模工业化和城市化的阶段之后。

能源需求的剧烈增长,以及煤炭在其中所占的巨大比重,使得中国在2006年成为世界上最大的二氧化碳排放国。中国最近对能源需求的增加,还导致了有关能源供应、本地及地区环境污染和社会稳定的担忧。中国的参与是2012年之后国际气候框架协议取得成功的关键。然而,这种框架协议必须与中国和其他发展中国家的发展需求结合起来。这带出来一个根本性的问题:目前气候科学认为,必须进行严格的全球碳排放限制,中国能在此情形下获得发展吗?

廷道尔中心最近对中国低碳发展道路的问题展开了研究,在一份新出炉的名为《中国的能源转型》的报告中发表了总结性的结论。报告研究了中国为实现全球气候变化的既定目标,可能会经历的碳排放轨迹。报告详细探讨了如何通过改变中国的社会经济,以及影响中国能源体系的政策和技术,从而实现这些排放轨迹。

报告中为中国设定的目标,是一个21世纪累计碳排放预算。这一目标是根据把大气二氧化碳浓度维持在450ppm的全球目标而设定的。根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的最新评估,这一目标的实现意味着世界避免最恶劣的气候变化影响的可能性很大。这份报告分析了基于两种不同的全球排放分配方法的四种情景,即同等的人均排放和同等的GDP排放强度。全球在21世纪的累计碳排放总预算为4900亿吨碳,其中中国在21世纪的累计排放预算按第一种分配方法计算为700亿吨碳,按第二种方法计算为1110亿吨碳。这些分配方法为中国在既定的全球目标之下的累计排放提供了具有说明性的范围。把这些预算与不同的中期碳排放路径结合起来,意味着中国将在2020年至2030年间达到碳排放峰值,然后开始下降。中国具有不同排放轨迹的四种情景如图1所示(分别标记为S1,S2,S3和S4)。 

 
 
图1:中国碳排放:历史数据、预测和廷道尔情景

 
报告中分析的四种情景互不相同,但总体而言是根据其在两个关键问题上的相对位置划分的:促进创新及处理社会不平等的方法。该报告不在于规定中国应该遵循哪一种碳预算或路径选择。情景的设计是为了说明某些可能性,以及如果遵照执行,对投资、经济结构和政策可能造成什么样的影响。至于哪一种情景最可取,这项研究没有就此得出一个强有力的结论。

情景分析显示,2050年的中国经济比当前高出8至13倍(参见图2)。在每一情景中,和当前大多数工业化国家一样,经济都是以服务业为主。其他产业的结构因情景不同而异。在情景S1和S2中,高科技和高附加值产业将成为工业最大的从属行业,而其他两种情景将看到更多的来自传统行业和重工业的贡献。2050年一次能源的总需求也是因情景不同而异,从只比2005年高出15%到2005年需求水平的两倍不等。

因此,中国经济的能源强度到2050年比当前减少76%至87%,而碳强度则进一步减少,仅仅是2005年水平的4%至7%。到2020年,中国的碳排放比2005年高24%至72%,并随后下降,在2050年降至比2005年低15%至70%。在情景分析中,交通部门是中国经济所有部门中增长最快的部门。而居民和工业部门的变革是未来几十年内向低碳发展成功转型的关键。

 

 
图2:在每种情景下中国经济总增加值的增长
 
根据廷道尔中心的情景分析,可再生能源将使能源结构更加多样化,并在2050年的中国能源体系中发挥更大的作用。在一次能源总需求中,煤炭的比例将从2005年的60%多降至30%左右,而油气在能源组合中继续稳定增长。从在S2中的无足轻重,到在S3中超过12%,核能最具多样化色彩。这说明在低碳能源供应中,先进的可再生能源——如风能、太阳能光伏(PV)以及核能——之间不同的优先度。即使在这些情景中可再生能源的水平相同,在可再生能源的选择及其部署方式上(例如,集中式发电还是小规模微发电),技术选择依然存在很大的差异。

可再生能源发电在2050年占37%至61%,而且在每一情景中不同的可再生能源存在差异。例如,在S2中2050年的装机容量超过3万亿瓦,是当前的四倍。其中,四分之一以上来自太阳能,另外22%来自风能(图3)。这意味着从2010年到2050年,风能每年增长10%左右,太阳能每年增长16%。可再生能源的多元组合可以在某些方面显著改善中国的能源安全,例如,减少化石燃料价格波动的影响。能源系统中可再生能源的比重大,稳定性就会成为一个严重的问题,但是可以通过更加智能的电网技术加以应对。 

 

 图3:2050年装机容量和各种能源所占的百分比(S2

即使可再生能源大规模扩张,煤炭和天然气发电在这种情景下依然占34%。因此,碳捕获和储存(CCS)成了帮助中国在碳预算范围内谋发展的关键技术。据认为,2030年之前,CCS将不会获得大规模应用,而且必须快速普及,电力系统的脱碳才能在这些情景中得以实现。在S3和S4中,到2050年CCS必须在80%至90%的化石燃料发电厂中安装,其中燃煤发电将比S2中占更高的比例。这意味着现在就要采取国际行动,帮助中国开展CCS技术示范项目。同样重要的是,中国要记住,在新建燃煤电厂时,需要在日后改装CCS

随着中国生活水平的提高,来自居民和交通部门的能源需求将在所有的情景中继续增长。提高电器和建筑物的能效,以及可再生能源发电,将帮助居民部门降低排放增长。煤炭等高碳能源将在2050年之前从居民部门中逐步完全淘汰。由于需求的高增长和脱碳难度大,交通运输系统成为在所有情景中的一个主要碳排放源,其中私人道路运输占增长的绝大部分。但是在某些情景下,气候变化影响随着需求方的变化而下降,例如,机动方式的变化,可替代燃料(如电力和可持续生物燃料)使用的比重大增,以及公共运输获得重大发展。

情景分析旨在为中国的决策和国际气候变化谈判提供信息。报告分析的一些主要政策启示如下:

•在中国,将经济发展与碳排放增长脱钩具有挑战性,但也是可以实现的,而且实现的途径不止一个。报告中的四个情景论述了中国在碳排放约束下实现持续发展的不同方式,以及在政府决策、基础设施投资和社会偏好方面的不同优先度。

•尽早开始降低排放增长速度至关重要,这将为中国在决定排放峰值的恰当时机方面争取最大的行动空间。排放增长放缓和峰值来得越晚,中国将来面临的困难就会越大。而且,峰值时间越晚,随后的减排幅度就越大,政策和社会稳定方面就可能更具挑战性。我们的分析清楚地说明,2040年达到排放峰值将为时太晚。因此,中国的碳排放在2020年至2030年间达到峰值,是中国可以为稳定气候的全球行动作出贡献的合理时间。

•中国的低碳发展,关键在于经济与产业结构迅速而成功地转向更加均衡的发展,服务业和高科技产业发挥更大的作用。中国决策者希望能让中国摆脱最近的能源密集型的发展道路,因而这种转变完全符合他们最近宣布的一系列政策。与情景相关的实例说明,这种转变越快,经济增长就会更快、更加可持续,而且更能抵御外部的冲击。

•能效至关重要,但是不同的情景面临的挑战也各有不同。当前,提高能效的最大潜力在于工业部门,但是居民和交通运输部门的能源需求增长迅速,如果中国要达到总体的能效目标,就需要在这些部门在能效上早采取行动。

•向低碳发展道路的转变并不只取决于技术选择。社会选择以及与生活方式和行为模式有关的潜在碳锁定效应,将对今后的排放产生重大的影响。就理想的发展道路而言,在中国的日益庞大的中产阶级中鼓励低碳生活方式和低碳消费,将对更多的人产生强有力的示范作用。这是中国未来非常重要的一个方面,需要与低碳投资、制度改革和政策激励措施一并予以解决。

•尽管就气候变化而言,重视中国潜在的碳排放轨迹非常重要,但这些情景具有更广泛的意义:它们可能对化石和非化石能源以及其他自然资源(如水和土地使用)的可获得性具有重要的影响。考虑中国面临的能源安全威胁同样很重要。

在当前经济危机的背景之下,廷道尔中心研究的情景所说明的低碳发展道路具有特别的反响。和其他很多国家一样,关于应对危机的经济刺激计划能够催生更加可持续的发展形式,中国国内也进行了热烈的讨论。低碳发展不仅意味着中国低碳技术的应用,而且为中国建立低碳产业和促进低碳创新的新制度提供了机遇。越来越多的迹象表明,中国的公司能够在关键的低碳技术上(如风电)很快具有世界领先的能力。但是,即使这种潜能得以实现,发达国家依然具有兑现其一再承诺的义务,即在技术和资金上向中国等发展中国家提供帮助。没有这种帮助,风险就会更大,中国走向低碳发展道路的速度将不够快,从而不能足以使世界避免气候变化所带来的最危险的后果。

欲获取更多的详情,请点击下载报告全文:《中国的能源转型:低碳发展之路

 
王韬博士:廷道尔气候变化研究中心及英国苏塞克斯大学
科技政策研究所苏塞克斯能源研究小组研究员。联系方式:tao [dot] wang [at] sussex.ac.uk

吉姆·
沃森博士:苏塞克斯能源研究小组组长、廷道尔中心气候变化及能源项目副组长。联系方式: w [dot] j [dot] watson [at] sussex.ac.uk

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