我對“3060”目標還是比較有信心的:
1.對于國家長期戰略而言,沒必要也不應該搞“清晰”的技術實現途徑,提出可行的目標,對相應的代價心中有數就可以了。
(資料圖)
2.具體到“2060碳中和”,還是有足夠穩妥的技術實現途徑的。目前中國CO2排放量約100億噸/年,其中電力(火電)約占50%,鋼鐵行業約占15%,水泥約占12~14%。這三塊就占了近8成,搞定了基本上就一切OK了。
2.1 電力方面,先假設2060年發電量與現在持平。目前火電(基本上都是煤電)占發電總量的71%,如果到時候可再生能源+日調節儲能電站的整體供電成本,能像某些人鼓吹的那樣,降低到目前煤電的水平(我對此持保留態度),那實現電力生產0排放自然不成問題。如果達不到,那么按照最壞情況(只考慮目前已基本成熟的技術),可以按以下路徑走:
1)首先用核電(占比20~30%)+可再生能源(35~45%)將煤電發電總量占比壓減一半(35%),這樣不穩定的可再生能源與穩定可調的煤電的發電比值約1~1.3,大電網可以保持穩定可靠。這樣就減掉25億噸/年;
2)到2040~2050年,火電/煤電的供電效率提升到60%左右應該沒什么問題(有多條技術路徑可以做得到,比如IGCC、化學鏈燃燒+700℃超超臨界、富氧燃燒PFBC-CC,且相應的碳排放進行捕獲的成本都較低)。那么可以再減掉8、9億噸/年,剩下大約16億噸/年,且附加CCS成本(包括附加設備折舊)不會高于現行電價的20%。
2.2 鋼鐵方面,目前產量約10億噸/年,噸鋼CO2排放約1.6億噸。由于目前大鋼企所用高爐的爐身熱效率已在95%以上,繼續提高效率的空間不大。所以主要采取三方面措施:
1)改變目前長流程煉鋼占比過高的情況(目前占比約94%),增加以電弧爐為代表的的短流程煉鋼比例(世界平均水平約25%,我國只有6%)。由于電弧爐噸鋼CO2排放僅為長流程的1/4,僅此一項即可以將CO2總排放降低約15%;
2)利用爐頂煤氣循環、煤基/氣基直接還原鐵等技術,降低長流程煉鋼的噸鋼CO2排放(大約有10%以上的潛力);
3)壓減粗鋼產量。2060年中國城市化應該已經完成,粗鋼消費量降低到8億噸/年以下應該沒什么問題。
初步估算,2060年鋼鐵產業CO2排放量減到10億噸/年以下應該沒問題,且相應的CO2排放也可以低成本進行捕獲。
2.3 水泥方面反而是大問題。目前水泥年產量約24億噸,噸水泥CO2排放約500kg,且難以進行捕獲。好在城市化完成后,水泥用量必然大幅降低,目前的估算是水泥消費量約8億噸/年,這樣剩下CO2排放約4億噸/年。
綜上,電力、鋼鐵、水泥三塊按保守技術水平估算,2060年排放上限是30億噸/年。我國目前的陸地生態系統碳匯大約10億噸/年,根據林業部門的新氣候行動目標,2030年后,我國森林蓄積量將達60億立米/年,相應的森林碳匯將達到24億噸/年。如果仍按森林碳匯占陸地生態系統碳匯80%計算,彼時陸地生態系統碳匯大約30億噸/年,正好與電力、鋼鐵、水泥的排放抵消。
另外,前面說過,電力、鋼鐵的碳排放(共26億噸/年)捕獲成本較低,那么僅考慮有收益的石油CO2驅替、煤層氣CO2驅替兩項,每年直接/間接消耗/封存10多億噸CO2不成問題。相應地,就可以“省下”10多億噸陸地生態系統碳匯去中和其他行業的CO2排放。
如果有更多需求,比如發電量比2020年增加1倍甚至更多,那么一方面可以增加核電和可再生能源(即使不考慮儲能純用火電調節,可再生能源與火電發電量即使提高到2:1,仍然可以保持大電網穩定),另一方面可以增加NGCC等靈活性更高、排放更低的火電電源。碳匯方面則可以考慮無收益但源匯匹配較好的碳封存手段,如在塔里木盆地等地區的鹽水層封存、中等深度煤層的地下氣化采煤+采空層超臨界CO2封存,等等(相關技術正在進行工程化驗證,按現有計劃應該在2030年之前實現商業化)。
所以,真的不需要過于擔心完不成“3060”目標,更不必擔心“會被西方國家帶到溝里去”,我們有充分的空間來根據自己的需要進行規劃和發展。