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谢克昌院士:什么是实现碳达峰最直接、最有效、最经济的手段?

发布时间: 2024-05-19 04:27:49 |   作者: 爱游戏最新版本

  什么是实现“碳达峰、碳中和”最直接、最有效、最经济的手段——不用能、少用能,节能!

  本文来自谢克昌院士所发表的专题演讲,谢院士指出我国还面临能源利用效率偏低的现实,我国单位GDP能耗是世界中等水准的1.4-1.5倍。因此,相比拓展二氧化碳资源化利用途径,节能提效才是实现碳达峰、碳中和的第一优选。

  什么是实现“碳达峰、碳中和”最直接、最有效、最经济的手段——不用能、少用能,节能!

  中国工程院院士谢克昌日前在演讲中指出碳减排优劣顺序应该依次为:节能提效、降低碳排放强度、增加低碳能源和减少高碳能源、通过植树造林强化自然碳汇,以及二氧化碳捕集、封存和利用(CCUS)。超前部署高效CCUS、二氧化碳制烯烃等技术,难度高、投资大,现阶段干不起且解决不了根本问题。

  我国单位GDP能耗是世界中等水准的1.4-1.5倍。若能达到世界平均,每年可少用13亿吨标准煤、减排34亿吨二氧化碳,约占2020年碳排放总量的1/3。

  谢克昌院士提出我国还面临能源利用效率偏低的现实,我国单位GDP能耗是世界中等水准的1.4-1.5倍。因此,相比拓展二氧化碳资源化利用途径,节能提效才是实现碳达峰、碳中和的第一优选。

  节能和提高能效,是2050年前能源系统实现二氧化碳大规模减排的最主要途径。国际能源署分析指出,如果全球温室气体排放从目前的330亿吨下降到2050年的100亿吨左右,则2050年前节能和提高能效对全球二氧化碳减排的贡献为37%,发展可再次生产的能源贡献为32%,燃料替代贡献为8%,发展核电贡献为3%,CCUS技术贡献为9%,还有12%贡献由其他技术满足。可见,2050年之前,节能和提高能效,被视为全球能源系统二氧化碳减排的最主要途径。

  人类社会持续健康发展历史表明,随着一个国家经济持续发展,其人均能源消费量也慢慢增长,工业化、城镇化基本完成以后,人均能源消费量将达到饱和,饱和时间可维持20年、30年,甚至更长时间。历史上,美国、加拿大等国人均能耗曾高达11~12tce(吨标煤),德国、英国、日本等国家也至少达到6tce左右。

  值得关注的是,20世纪90年代以来,发达国家纷纷意识到只有降低能源消费,才能减少二氧化碳排放,同时为加快化石能源替代创造条件。美国、德国、英国、日本等发达国家纷纷加大对节能和提高能效的重视,采取一定的措施努力降低本国能源消费。

  经过近20年的努力,美国的人均能源消费量从2000年的11.1tce下降到2019年的9.8tce;德国从2000年的6.1tce下降到2019年的5.4tce;英国人均能源消费量从2000年的5.6tce下降到2019年的4.0tce;日本从2000年的5.8tce下降到2019年的5.0tce。人均能源消费量和本国能源消费总量的下降,为这些国家减排二氧化碳做出了重要贡献。发展经济的同时控制能源消费增长,是我国减排二氧化碳面临的最大挑战

  我国能源消费目前仍处于上升通道,2019年人均能源消费量为3.4tce,逐步接近英国、日本、德国当前人均能耗水平。

  要想在2060年之前实现“碳中和”,意味着只有少数的时间让我国再重复发达国家人均能源消费先迅速增加、再长时间饱和、最后逐渐下降的“三步走”历程。我国的现代化国家建设,必须要始终把人均能源消费控制在较低水平,以较低的能源消费实现2035年建成现代化国家、2050年建成现代化强国的宏伟目标。

  节能增效不是一项技术措施,而是涉及发展理念、发展道路、生产方式、生活方式的重大任务,需要从全过程、各领域加以强化并从始至终坚持。持久推进节能增效,既是一项重大的社会工程,也是一项艰巨的系统工程。

  从“十四五”时期开始,必须要以新发展理念为指导,推动经济结构调整,大幅度提高能效标准,加快能源价格税收改革,推动我们国家走上一条高能效、低能耗、面向“碳中和”的新型现代化发展道路。

  我国的现代化国家建设,必须要以创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念为指导,从始至终坚持资源节约基本国策,坚持以人为本的发展目标,持续推动高质量发展。

  在构建以国内大循环为主体、国际国内双循环相互促进的新发展格局中,要把是否节约高效、是否有利于“碳中和”目标的实现,作为重要评价指标和准入门槛,推动能源资源配置更加合理,能源利用效率大幅度提高,切实推动质量变革、效率变革、动力变革。要通过建立节能和提高能效的长效制,在经济持续增长的同时,进一步提升能效水平,降低实现2030年前达峰、2060年前“碳中和”目标的难度。

  产业结构是节能和提高能效的重要抓手。应进一步发挥节能和提高能效,对加快我们国家的经济结构、产业体系、能源结构调整的推动作用,使经济发展和能源消费增长逐步“脱钩”。

  对照美国、英国、日本、德国三次产业体系变化历史不难发现,我国第一产业还有6个百分点的下降空间,工业至少有3个百分点左右的下降空间,服务业至少有10个百分点左右的上升空间。一般而言,服务业单位GDP能耗要大大低于第二产业的单位GDP能耗,服务业比重提高,既是经济发展的客观规律,也是我们国家的经济发展的大势所趋,还有利于实现我国节能低碳的目标。

  除了三次产业体系调整以外,产业内部结构调整对节能增效贡献更大。应顺应市场需求调整规律,深入推动供给侧结构性改革,提高钢铁、水泥等高耗能产业减量置换比例,把高能效和低碳排放纳入产能减量置换门槛。应鼓励各省因地制宜,建立产业准入清单,将新建项目列为鼓励类、限制类、禁止类,推动新增固定资产投资与能耗强度降低目标和长期“碳中和”目标相匹配。应加快壮大新一代信息技术、新能源、新能源汽车、节能环保等战略性新兴起的产业发展,使工业和各产业内部结构向高附加值、低能耗方向转变。

  此外,以国际市场为目标的产业在一定程度上,加重了我国的能源消耗和碳排放负担,要结合远期“碳中和”目标提前做出谋划。

  近十几年,我国处于城镇化建设阶段,每年新竣工建筑面积40多亿平方米。距离2060年前“碳中和”愿景只剩下不到40年时间,如果这些新建的住房和基础设施没有采用全球最先进的高效节能技术,则未来40年内需要实施改造甚至拆除重建,“技术锁定”问题突出。

  对居住建筑、公共建筑、能源基础设施等锁定效应强,且投资高、影响范围大的重点用能领域,不能再延续以“跟跑”为主、市场推动技术缓慢迭代的传统方式。必须要强化政府主导,抓紧制定与“碳中和”目标相匹配的能源效率标准,大幅提高能源效率准入要求,尽早使新建建筑和基础设施的能效水平与发达国家“并跑”,甚至“领跑”。

  创新是节能和提高能效的根本动力。近年来,我国政府持续发布节能新技术,推动客户了解并使用新技术。面向“碳中和”目标,应进一步强化科技创新的引领作用,探索节能新工艺、新材料、新设计思路,加快推广节能新技术、新模式、新业态,为深挖行业节能潜力提供更多的解决方案。

  除了深挖行业内部节能潜力,跨行业资源整合更是节能增效的“蓝海”。近年来,我国工业企业纷纷离开城市进入园区聚集,通过整合入园企业用热、用电、用水、用气需求,集中规划建设热力、天然气和电力基础设施,并实现多能互补和智能化管控,园区能源消耗可减少15%~20%,企业用能和污染物治理成本也会显著降低。要进一步加强工业园区的余热利用、园区节能改造和综合能源服务,破除资源整合的机制体制障碍,深挖跨部门、跨行业、跨能源品种节能潜力。

  市场信号是市场经济条件下节能的内生动力所在,是调动全社会节能减碳的重要“指挥棒”。

  由此,应加快推动能源价格改革,使能源价格更好地反映市场供需、反映能源资源稀缺程度和生态环境损失,特别要反映碳排放影响。应研究运用税收手段推动碳减排的有效途径,探讨提高化石能源资源税或开征碳税等可行办法。“

  十四五”时期,应力争将“二氧化碳排放影响”初步纳入能源市场信号体系,使市场力量在我国实现“碳达峰”、“碳中和”过程中,发挥更大的作用。

  要从基础研究出发实现创新。”谈及下一步发展,谢克昌表示,产业创新目标在于节能提效、低碳节水以及低成本、高质量。“煤基能源化工减排要有所为、有所不为,不能一股脑偏激去做。共性关键技术和颠覆性技术是引领创新的关键所在,需要加大支持和储备。”

  谢克昌举例,提高煤炭作为原料资源的利用率和转化率,以新方法调节煤基合成气的碳氢比重、实现可再生能源与煤的耦合转化,均是从源头克服高碳排放瓶颈的有效途径。“当然,这不是盲目的。要先了解煤的转化过程,从分子层面理解煤化工反应,研究发展清洁高效的新型集成技术与过程,进而实现节能减排。要多产业融合,推动现代煤化工与可再生能源联合起来制氢、制材料和化学品等,实现产品的精细化、差异化、绿色化。”

  报告嘉宾:山秀丽,全国工程勘察设计大师,华陆工程科技有限责任公司首席专家

  报告嘉宾:盛宇星,中科院过程工程研究所、北京赛科康仑环保科技有限公司副研究员

  1、11月8日全天报到,“伊吾会场”参会代表安排接站晚宿伊吾县,“哈密市区会场”参会代表大巴接至哈密宾馆。

  (1)当天上午:“伊吾县会场”会议代表参观调研伊吾县伊吾工业园区,并在园区召开专题座谈会,午饭后返回伊吾县城。

  (2)当天上午同期:“哈密市区会场”召开“投融资和技术装备交流对接会”。

  (3)下午:16:00 开幕式及院士报告会(伊吾县为线下会场,哈密会场同步直播)① 领导致辞; ② 院士专家主旨报告 ; ③“高端对话”,主要领导+院士+知名专家(主题为:碳达峰、碳中和形势下的哈密市现代煤化工产业高质量发展); ④ 招商推介及签约仪式;

  3、11月10日全天会议(哈密会场为线日,哈密会场参会人员赴伊吾县伊吾工业园区调研考察,晚宿伊吾县或淖毛湖镇,参观代表性煤炭深加工园区和典型企业,参观典型新能源企业。

  哈密集丰富的煤炭、油气、风能、光能等能源资源于一地,能源富集且多样化,是全疆乃至全国传统能源(煤炭)与可再次生产的能源(风、光)组合开发条件最为优越的地区之一。哈密熔盐塔式50兆瓦光热发电站全景

  据了解,哈密市煤炭预测资源量5708亿吨,占全国预测资源量的12.5%,占新疆预测资源量的31.7%,居全疆第一位,具有低灰、低硫、低磷、高热值、高含油率、高挥发分“三低三高”特点,特别是三塘湖、淖毛湖矿区已探明的煤炭资源中大部分为高含油煤,各煤层煤焦油产率平均达10%以上,最高接近20%,是全国乃至全世界罕有的富油煤种,风能、太阳能资源是全疆最好的地区。油气资源储量大,已探明的6个含油区块石油总资源量5.7亿吨,煤层气预测资源量约1.63万亿立方米,页岩气预测资源量约2770亿立方米、油页岩资源预测资源量约41亿吨,被自然资源部确认为亿吨级油田。哈密是全国风资源和光资源最好的地区之一,有全疆九大风区中的三塘湖—淖毛湖风区、十三间房风区及东南部风区,哈密市70米高度风功率密度等级≥每平方米200瓦、≥每平方米250瓦、≥每平方米300瓦和≥每平方米400瓦的技术开发量分别为3.03亿千瓦、2.44亿千瓦、1.9524亿千瓦和1.3亿千瓦;太阳能资源理论蕴藏量22.6万亿千瓦时,资源可开发量达49.38亿千瓦,技术可开发量达32.09亿千瓦,被国家确定为以千万千瓦级风电、百万千瓦级光伏发电示范基地为主的国家级综合能源基地。哈密辖区内新能源建设区域多为荒漠、戈壁地貌,地势平坦,适合大规模基地式集中连片开发建设,具备建设荒漠、戈壁大型风光电基地的土地资源优势。在“碳达峰、碳中和”战略引领下,哈密能源产业高质量发展迎来了历史性机遇。

  伊吾县位于新疆东北部,天山北麓东段,总面积19519平方千米,户籍人口21218人,有汉族、尔族、哈萨克族等17个民族。下辖4乡3镇1个牧民搬迁开发区、1个自治区级工业园区。辖区内有兵团淖毛湖农场、边防连等十余家驻地单位和部队。先后被国家、自治区评为“全国民族团结进步创建活动示范县”“国家卫生县城”“国家级园林县城”“自治区级优秀平安县”“自治区级生态文明建设示范县”“自治区文明县”等称号。伊吾县矿产资源十分丰富,现已探明矿产资源有煤、铁、铜、金、煤、石油、芒硝、花岗岩等28种四十余处矿产地,开发利用的有石油、铁、煤、金等。风、光能资源十分丰富,伊吾淖毛湖风区90米高度平均风速7.41m/s-8.49m/s,风功率密度在741-1196瓦/平方米,是新疆风资源最好的地区。光伏规划区年均日照大于6h的天数在300天左右,全年日照时数为3300至3500小时,年平均太阳总辐射量为6214.66兆焦/平方米,是全国太阳能资源最为优越的地区之一,开发利用潜力大。其中,煤炭资源储量大、品种多、易开采,具有低硫、低磷、低灰粉、高发热量“三低一高”的特点,焦油产率在10%以上,最高可达16.3%,是全国乃至全世界罕有的富油煤种,是煤炭深加工项目的理想原料。已探明煤炭资源储量241.5亿吨,矿区总规修编后,矿井田由6个增加至15个,煤炭规划产能由2900万吨/年提高到1.43亿吨/年,目前已建成煤矿企业2家。

  伊吾工业园区规划面积20平方公里,于2016年建成自治区级园区,已建成面积21.23平方公里,2018、2019、2020年度连续三年在全疆开发区土地集约利用评价中名列第一,是哈密现代能源与化工产业示范区发展的重要支撑和承载平台,实行以煤炭清洁高效利用为主的淖毛湖煤化工循环经济产业区、白石湖煤炭高效综合利用产业区和以有机农副产品深加工为重点的盐池特色农产品产业区,“一园三区”发展格局。近年来,围绕煤炭分级分质利用和煤制甲醇两条产业链,不断延伸产业链条。煤炭分质利用已建成1930万吨/年,在建3100万吨/年;焦油加氢已建成110万吨/年,年可产汽柴油100余万吨,在建100万吨/年;利用富产的荒煤气建成制乙二醇40万吨/年、发电4×5万千瓦机组及2×13.5万千瓦机组等项目,规划建设荒煤气制乙二醇、甲醇、甲缩醛、发电等产业延长项目。煤制甲醇产业链中,已建成甲醇120万吨/年、甲缩醛15万吨/年、多聚甲醛4万吨/年、乌洛托品2万吨/年、聚丙烯20万吨/年项目;“十四五”规划建设300万吨/年二氧化碳捕集及驱油示范项目、年产50万吨聚乙醇酸项目、风光互补联合制氢捕集二氧化碳合成绿色高值化学品项目、百万千瓦风光多能互补绿色低碳高值煤基化学品新材料项目、400万吨/年煤油共炼项目,发展甲醇制聚烯烃、MMA等产业延长精细化工项目。

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