实现碳中和目标 保证国家能源安全

——访北大能源研究院院长金之钧院士

    期次:第1574期    作者:■ 校报记者  张宁

金之钧院士


[编者]2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,指出,新冠肺炎疫情启示我们,人类需要一场自我革命,加快形成绿色发展方式和生活方式,建设生态文明和美丽地球。中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。碳达峰、碳中和将成为我国“十四五”期间污染防治攻坚战的主攻目标,这是第一次将碳达峰和碳中和目标写入我国的经济和社会发展五年规划。

为使读者更好地理解“碳达峰”和“碳中和”,本期校报刊发本报记者对北京大学能源研究院院长金之钧院士的专访,以及北京大学汇丰商学院经济学教授樊纲在近期举行的北大深圳论坛上的主题演讲。2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,提出,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。今年两会上,“碳达峰”“碳中和”被首次写入政府工作报告,成为广受社会讨论的热词。

怎么理解“碳达峰”

“碳中和”这两个概念?它们与我们民众的日常生活有什么关系?我们怎样才能实现碳中和目标?北京大学能为此采取什么行动、作出什么贡献?让我们听听北大能源研究院院长金之钧院士的回答。

实现碳中和,体现大国的责任和担当

金之钧首先对“碳达峰”和“碳中和”两个概念进行了解释:“碳达峰就是指到2030年我国二氧化碳的排放量达到最高值,之后二氧化碳排放呈下降趋势。到2060年,争取碳排放和碳消纳(消除)达到一个平衡值,也就是说向大气排放二氧化碳的净值为零,称为碳中和。”

2019年,我国的碳排放为98.26亿吨,2030年的峰值在100—110亿吨,而我们现在的碳消纳能力每年才12亿吨,因此要实现碳中和目标将面临很大的挑战,也将对我国的经济社会发展进程和人们的生活产生很大的影响。

那为什么要实现碳中和呢?因为研究结果证明,近百年来,随着大气中二氧化碳浓度的增加,大气温度也随之升高。“气温升高带来的后果是很严重的,例如地球两极的冰盖消融,造成海平面上升,海岛国家如马尔代夫有可能消失,大陆边缘低海拔城市如上海也可能受到很大影响。”金之钧说道。自工业革命以来,人类向大气中排放的二氧化碳、甲烷等吸热性强的温室气体逐年增加,大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个大暖房。这种“温室效应”造成地球整个生态系统发生改变,各种极端天气频繁出现,例如,南方遭受百年不遇的极冷天气。

全球气候变暖引发的一系列问题已引起了世界各国的关注。2015年12月12日,在巴黎气候变化大会上通过了《巴黎协定》,并于2016年4月22日在纽约进行了协定的签署。

《巴黎协定》是一个气候变化协定,为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。

《巴黎协定》的长期目标是将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内,并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。2016年4月22日,中国国务院副总理张高丽作为习近平主席特使在《巴黎协定》上签字。同年9月3日,全国人大常委会批准中国加入《巴黎气候变化协定》,成为完成了批准协定的缔约方之一。“中国是耗能第一大国,2019年,一次能源消费总量为34.16亿吨油当量,占全球的24.3%。中国二氧化碳排放总量也是世界第一,占比28.8%,是美国(49.65亿吨)的两倍,欧盟(33.3亿吨)的三倍,当然中国人均二氧化碳排放量不及美国的一半。”金之钧说,“正因如此,中国的碳达峰与碳中和宣言才更显得意义重大,得到全世界的欢迎。这是我们践行人类命运共同体的有力抓手,体现了大国的责任和担当。”

实现碳中和,科技创新是关键

“我们实现碳中和的目标清楚,但实现路径还不明晰。”金之钧介绍说,减排是主要矛盾,要减少二氧化碳排放,就要进行两个结构调整。一是产业结构调整,例如钢铁、水泥等工业,建筑、交通等能源消费部门要进行改造,节能减排是关键。二是能源结构调整,要促进化石能源向非化石能源转化,大力发展太阳能、风能、核能、水电、地热能、潮汐能等非化石能源。目前,我国的能源结构中,化石能源占比84.3%,到2060年实现碳中和时,化石能源占比为20%多一点。金之钧认为:

“这是一个很艰巨的任务,到2060年化石能源是不是一定要降到20%,还是可以多留一些化石能源,我觉得还可以研究,换一句话说,保留20%的化石能源是不是最优选择,还要研究。既要实现碳中和目标,又要确保我国能源安全和经济社会发展,这里面大有文章可做。”

实现碳中和目标,还要加大自然生态系统的保护力度,提高碳消纳的能力。“我们现在的碳消纳能力是每年12亿吨,能不能提高到24亿吨、36亿吨?”例如扩大森林面积,提高二氧化碳的自然捕集率。

“我认为,碳捕集与封存(CCS)以及碳捕集、利用与封存(CCUS)将会快速发展。”金之钧对此充满信心。虽然扩大植被面积可以增加二氧化碳的自然捕集,但是我们的土地面积是有限的。二氧化碳的间接和直接利用是一个很好的思路,例如可以向油气井中注入二氧化碳进行驱油,提高石油或天然气的采收率,或者将二氧化碳氧化制成甲醚等化工原料,等等。

“其主要问题是降低成本,只有通过技术创新来解决。”

“说到底,一切都要依靠技术的进步。”化石能源的清洁利用,例如将煤炭转化成甲烷气、氢气;利用太阳能、风能、地热发电等,都需要持续降低成本,才能被社会所接受和欢迎。

“核能、太阳能可能是终极能源,取之不尽、用之不竭,但这都需要技术创新和进步才能实现。”

除了科技进步,市场和政府双轮驱动也不可或缺。

“利用市场机制促进节能减排,碳金融、碳交易、碳税等都将发挥市场杠杆的作用,只有保障市场主体参与碳中和,这一事业才能持久。同时,政府的政策制定和监管也将起到非常重要的推动作用。”金之钧说道。

实现碳中和,北大在行动

能源和水、粮食一样,是人类生活的基本必需品,而实现碳中和是我国能源安全和经济转型的内在需求。因此可以说,碳中和事业与我们每个人的生活也息息相关。

金之钧认为,在社会上形成碳中和文化至关重要,应纳入社会主义生态文明建设体系之中。我们每个人都要从自己做起,比如在日常生活中节约能源、绿色出行、保护环境等。

“北大校领导非常重视国家的能源战略和碳中和事业,大力推动学校的新工科建设,以服务国家重大战略需求为目标。去年学校成立了能源研究院,今年3月又成立了碳中和研究所。这是国内高校中第一个致力于碳中和研究的机构,可以看出校领导对此事的关心和重视程度。”作为北大能源研究院的创始院长,金之钧对此感受颇深。

金之钧介绍说,去年12月16日,北大能源研究院副院长杨雷教授就组织召开了碳中和研讨会,业内100余位专家学者参与研讨。今年3月,能源研究院联合北大光华管理学院、工学院等院系就碳中和议题进行了两次交流研讨,希望凝聚共识,在碳中和事业中发出北大声音、形成北大解决方案。

金之钧希望北大的同学们能关注能源,养成节约能源、绿色出行的好习惯,更欢迎同学们积极投身到碳中和的事业中,参与化石能源清洁利用以及清洁能源和智慧能源的建设中。