中國(guó)能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及實(shí)現(xiàn)碳中和的難點(diǎn)
中國(guó)能源體系本質(zhì)是一個(gè)高碳、高煤的系統(tǒng)。依據(jù)2019年能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，圖1展示了我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)?？梢钥吹?，煤炭占能源總消費(fèi)的57.7%，石油占18.9%，天然氣占8.1%，水電、核電、風(fēng)電等非化石能源占15.3%。而化石能源合計(jì)占84.7%，占能源總消費(fèi)的絕大部分。IPCC的綜合評(píng)估報(bào)告認(rèn)為，化石燃料的使用是造成人為溫室氣體排放、導(dǎo)致全球氣候變暖的主要原因。我國(guó)以碳基為基礎(chǔ)的能源體系決定了其結(jié)構(gòu)調(diào)整是實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排的理想途徑，如果以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)未能發(fā)生根本性的變化，中國(guó)的碳排放也將難以得到有效控制。
圖1各類(lèi)能源占總能源消費(fèi)比例
同時(shí)，我國(guó)的電力生產(chǎn)仍然以燃煤火電為主?；痣娬急燃s為59.2%，風(fēng)電、光電、核電等非化石能源發(fā)電占比近41%。各類(lèi)電力的裝機(jī)容量情況如圖2所示，截至2019年底，水電裝機(jī)容量為3.6億千瓦、火電為11.9億千瓦（包括煤電10.4億千瓦、氣電9022萬(wàn)千瓦）、核電為0.49億千瓦、風(fēng)電為2.1億千瓦（陸上風(fēng)電2.04億千瓦、海上風(fēng)電593萬(wàn)千瓦）、并網(wǎng)太陽(yáng)能發(fā)電為2.0億千瓦。
圖2各類(lèi)電力的裝機(jī)容量
從發(fā)電量看，2019年，全國(guó)全口徑發(fā)電量為7.33萬(wàn)億千瓦時(shí)，全國(guó)非化石能源發(fā)電量為2.39萬(wàn)億千瓦時(shí)，占全國(guó)發(fā)電量的比重為32.6%。全國(guó)全口徑火電發(fā)電量為5.05萬(wàn)億千瓦時(shí)，煤電發(fā)電量為4.56萬(wàn)億千瓦時(shí)，其余為天然氣發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等?？梢?jiàn)目前的電力來(lái)源主要還是煤電，發(fā)電過(guò)程中煤炭的高比例使用意味著大量二氧化碳的排放。
目前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的難點(diǎn)有以下三個(gè)。一是我國(guó)碳基能源比例過(guò)高，且其中大半為煤炭。高比例含碳能源的使用意味著高碳排放，因此加快推進(jìn)對(duì)非碳能源的使用是減碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)。二是使用非碳能源可以實(shí)現(xiàn)減碳，但是沒(méi)有達(dá)到碳中和即固碳效果。減少含碳燃料的使用應(yīng)同時(shí)配合各類(lèi)固碳方法，將二氧化碳重新納入能源系統(tǒng)循環(huán)之中，這樣才能更接近碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。三是實(shí)現(xiàn)碳中和的各種技術(shù)成本居高不下，有待實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破以降低成本。
?。ǘ┩ㄟ^(guò)節(jié)能實(shí)現(xiàn)減排是最經(jīng)濟(jì)、最直接的路徑
通過(guò)節(jié)能實(shí)現(xiàn)減排可以分為兩種方式：第一種是直接節(jié)能，即提高能源使用效率，尤其是碳基能源的使用效率，如降低煤電的度電煤耗、提高電器等用能設(shè)備的能源效率等；第二種是間接節(jié)能，即通過(guò)減少終端產(chǎn)品的需求、減少建筑建設(shè)、減少出行距離等間接降低對(duì)能源的需求。
實(shí)現(xiàn)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，使經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)從依賴(lài)資源、能源的大規(guī)模投入轉(zhuǎn)向依靠創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，形成新的高附加值制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，既是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的要求，也是建設(shè)生態(tài)文明、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的必然要求。
?。ㄈ┌l(fā)展低碳和非碳能源，降低高碳能源比重
低碳和非碳能源的發(fā)展，可以部分取代高碳能源，進(jìn)而降低高碳能源主要是煤炭在總能源消費(fèi)中的比重，從而有效減少二氧化碳的排放。低碳化石能源主要是天然氣，包括煤層氣、頁(yè)巖氣、石油氣等非常規(guī)化石能源。水電和核電受制于本身的特點(diǎn)，發(fā)展空間受到一定的限制。
可再生能源是未來(lái)降低高碳能源使用和二氧化碳排放的主力，包括目前比較成熟的風(fēng)電、光伏發(fā)電、地源熱泵、生物質(zhì)發(fā)電等，也包括尚需降低成本的光熱發(fā)電、纖維素乙醇、生物柴油等?？稍偕茉吹陌l(fā)展，將通過(guò)降低總體碳排放，大大減輕實(shí)現(xiàn)碳中和的壓力。
（四）碳基能源的循環(huán)利用是我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的必由之路
化學(xué)碳循環(huán)是利用化學(xué)工業(yè)過(guò)程，把工業(yè)過(guò)程排放的二氧化碳捕集后合成為液體的醇醚化合物，一般為甲醇、乙醇、二甲醚。這三種醇醚化合物可以作為能源使用，其中甲醇含有較多的氫原子，還可以作為氫能的載體。通過(guò)這樣一個(gè)循環(huán)過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)碳中和或者部分碳中和。如果這一過(guò)程使用的能源來(lái)自綠色電力如風(fēng)電、光伏發(fā)電，這一過(guò)程就可以是碳中性的能源路徑。要實(shí)現(xiàn)2060年碳中和的目標(biāo)，需要同時(shí)結(jié)合生態(tài)改善和化學(xué)碳循環(huán)兩大路徑。
（五）生態(tài)固碳
實(shí)現(xiàn)碳中和除了節(jié)能、能源轉(zhuǎn)型、工業(yè)碳中和之外，生態(tài)固碳是重要的途徑，這也是建設(shè)生態(tài)文明的重要方式之一。
生態(tài)固碳，就是通過(guò)森林、草原、濕地的植被和水體進(jìn)行碳的吸收和固定。據(jù)簡(jiǎn)單測(cè)算，單純靠森林吸收和固定二氧化碳，每10億噸二氧化碳需要1000萬(wàn)平方公里的森林面積，而我國(guó)2020年二氧化碳排放總量預(yù)計(jì)達(dá)到80億噸，這意味著單純依靠固碳改善所需的森林種植面積已經(jīng)超過(guò)了我國(guó)的陸地國(guó)土面積，因此通過(guò)生態(tài)固碳實(shí)現(xiàn)碳中和并不現(xiàn)實(shí)。但是，大規(guī)模森林恢復(fù)和建設(shè)是非常必要的，因?yàn)樯植粌H能吸收固定二氧化碳，還能大量吸收各種氣體污染物并改善大氣質(zhì)量，涵養(yǎng)水源，減少氣候?yàn)?zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害，改善整體的生存環(huán)境和發(fā)展環(huán)境。
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