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碳中和相關(guān)的讀本教材內(nèi)容第1章碳中和路徑(5千字,分為以下2塊內(nèi)容寫)一、碳中和相關(guān)政策及規(guī)劃(國際主要發(fā)達(dá)國家如歐盟、美國等相關(guān)政策規(guī)劃歷程,中國相關(guān)政策規(guī)劃(碳達(dá)峰碳中和“1+N”政策體系)歷程,政策規(guī)劃對社會經(jīng)濟(jì)及環(huán)境影響等,可以擴(kuò)展)目前,全球溫室氣體排放呈逐年上升趨勢,但還沒有達(dá)到峰值。二氧化碳含量高,體積大,是溫室氣體的主要成分,隨著時間的推移,其溫室效應(yīng)也會越來越大。研究表明,在18世紀(jì)中期,也就是工業(yè)革命以前,CO2的全球排放是比較低的;自那之后,到了1950年代,世界上的CO2排放開始慢慢增加,但是到了1950年代,CO2的排放只有50多萬噸,只有中美兩國目前排放總量的二分之一;但是,從1965年開始,碳排量的增速就開始明顯加快,到了1990年時,碳排放量就超過了220億噸,這個速度讓整個世界都為之震驚,40年的時間,以1950為基數(shù),增加了4倍。截止到2020年,全球的二氧化碳排放量已經(jīng)達(dá)到了360億噸,其中,前六個碳排大國的排放量加起來就占了全球的68%[1]。圖1:1965-2020年全球二氧化碳排放量(億噸)(資料來源:鄧勇、張璇:《碳中和系列報(bào)告之一:全球碳中和政策梳理》,載《海通證券研究所》,2021年第3期,第7頁,w2/details/report/44402272)[2]與此同時,CO2的增長率還沒有達(dá)到峰值。因?yàn)榈厍蛏系娜丝谶€在持續(xù)增加,所以節(jié)能減排的理念和技術(shù)要在全球范圍內(nèi)普及還需要一段時間,新冠疫情過后,全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇也會導(dǎo)致碳排報(bào)復(fù)性增長。埃克森美孚預(yù)計(jì),在2030年之前,將會有更多的新能源被天然氣和礦物替代,碳排放量將會達(dá)到一個新的高峰,并會逐步降低[3]。在全球氣候變暖的大背景下,碳中和治理問題日益受到世界各國的關(guān)注。二氧化碳是溫室氣體的主要組成成分,它的持續(xù)增長將會導(dǎo)致溫室效應(yīng)更加顯著,從而引起全球自然災(zāi)害的種類和發(fā)生頻率的增加,例如:沙漠化面積擴(kuò)大、海平面上升淹沒島國、極地冰封史前病毒泛濫、火山頻發(fā)等,最后會對人們的基本生存和幸福生活造成嚴(yán)重的影響。在1850至2019年間,全球范圍內(nèi)的人類排放了大約2.4兆噸的溫室氣體,地球表面的溫度比工業(yè)時代之前高了將近1.1攝氏度。[4]。截至2022年年初,世界人口已達(dá)78億,人類活動是導(dǎo)致全球變暖的最大原因,如化石燃燒、土地開墾等,導(dǎo)致了生態(tài)平衡的惡化。因此,在世界范圍內(nèi)加快推動世界各國的碳中和行動已是大勢所趨,刻不容緩。與此同時,當(dāng)氣候發(fā)生了某種改變,它就變成了一種不可逆的性質(zhì)。根據(jù)研究,地球環(huán)境在一兩百年來,因?yàn)槿祟惖牟粩嘞暮拖模呀?jīng)開始慢慢惡化,到了一個臨界點(diǎn),接下來就是劇烈的變化。與此同時,自然生態(tài)系統(tǒng)具有兩大顯著特點(diǎn):不可逆性與不可預(yù)測性,作用累加,后果顯而易見。比如,上古病毒被冰封在地下,但隨著冰雪的消融,它重新露出了地表,開始在世界各地蔓延,危害人類,人類該怎么辦,就算此時人類采取對應(yīng)的措施,也很難在不付出任何代價的情況下,將史前病毒安然無恙的重新埋在地下。就像人類學(xué)家給災(zāi)害的體系下的定義那樣,我們知道危機(jī)會降臨,但缺乏會在什么時候降臨;等他們意識到這一點(diǎn)的時候,已經(jīng)來不及了。因此,你應(yīng)該采取措施,不要去做那些可能會觸發(fā)的事情?,F(xiàn)在,世界范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了九個氣候變化的臨界點(diǎn),這迫使聯(lián)合國把所有國家都集中起來,采取行動來對抗氣候的惡化[5]。1.全球碳減排行動的孕育階段——《聯(lián)合國氣候變化框架公約》在1990年12月,聯(lián)合國成立了一個政府間氣候變化小組,并開始著手起草GFCs。1991-1992年間,聯(lián)合國舉行了五次由所有成員參加的政府間談判,雖然這些國家的立場不同,但迫于聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展會議的壓力,他們最終在1992年5月通過了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》,這是世界上最早的一項(xiàng)關(guān)于碳排放問題的法律文件。一九九二年六月,在里約熱內(nèi)盧舉行的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會,回顧和慶祝首屆世界環(huán)境大會二十周年,提出了把環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有機(jī)地結(jié)合起來的可持續(xù)發(fā)展理念。在這次會議上,有超過150個國家的代表當(dāng)場簽署了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》,隨后,有超過30個國家加入《聯(lián)合國氣候變化框架公約》,到現(xiàn)在為止,已經(jīng)有197個主權(quán)國家加入《聯(lián)合國氣候變化框架公約》。這次會議,極大地促進(jìn)了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》的全球化和普遍化。在一九九四年三月二十一日,超過五十個國家的政府正式批準(zhǔn)了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》,《聯(lián)合國氣候變化框架公約》正式生效,這也是在聯(lián)合國的框架下,開展了一次關(guān)于氣候問題的談判,同時也是一次全球氣候問題的解決方案,也是應(yīng)對國際氣候變化問題的一個重要方針?!堵?lián)合國氣候變化框架公約》的終極目的是通過合理的、科學(xué)的、有效的方法來應(yīng)對氣候變化,同時可以根據(jù)具體情況對條款內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。《公約》的一個重大貢獻(xiàn)是確立了"共同而有差別"的全球碳排放管理原則。共同指的是,全球各國都需要對全球氣候變暖負(fù)起責(zé)任,全球各國既可以享有全球碳減排治理的參與權(quán),也要承擔(dān)全球碳減排治理的義務(wù);因?yàn)闅v史的原因,每一個國家都應(yīng)該承擔(dān)著不同的碳減排義務(wù)。因?yàn)榘l(fā)達(dá)國家經(jīng)歷了“先發(fā)展、后治理”的過程,所以他們在全球氣候變暖問題上要承擔(dān)更多的責(zé)任,所以與發(fā)展中國家相比,發(fā)達(dá)國家要承擔(dān)起主要的責(zé)任,應(yīng)該率先采取行動。另外,《公約》還指出,發(fā)展中國家的發(fā)展受到了現(xiàn)實(shí)條件的制約,因此,發(fā)達(dá)國家應(yīng)該積極地向發(fā)展中國家提供幫助,既有金融援助,也有在工業(yè)能源改造過程中提供技術(shù)援助。2.全球碳減排行動的初步發(fā)展——《京都議定書》《聯(lián)合國氣候變化框架公約》(UNFCs)是一項(xiàng)對發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家承擔(dān)不同責(zé)任的國際標(biāo)準(zhǔn),但沒有設(shè)定具體的減排目標(biāo),這對促進(jìn)全球碳排放和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是不利的。為此,為了處理《公約》的遺留問題,于一九九六年于日內(nèi)瓦舉行了第二屆締約方大會,根據(jù)一屆締約方“柏林授權(quán)”,提出了一份可對發(fā)達(dá)國家的碳排放進(jìn)行量化的法定協(xié)議,從而推動世界范圍內(nèi)的碳排放大幅度減少。在經(jīng)過兩年多的磋商之后,一九九七年的第三屆締約方大會于京都召開,歷時兩天,150多個國家通過了《京都議定書》,這是繼《公約》之后,全球碳排放控制的第二項(xiàng)法律文件,也是一項(xiàng)具有劃時代意義的協(xié)議。《京都議定書》首次在國際立法水平上對碳排放的削減目標(biāo)作出了明確的界定。根據(jù)《京都議定書》的規(guī)定,歐盟,美國,日本等發(fā)達(dá)國家,在2008-2012期間,要比1990年減少百分之五以上的溫室氣體排放,同時,還規(guī)定了一個明確的減排時間表,要求發(fā)達(dá)國家在二○○○年之前完成減排目標(biāo),此減排目標(biāo)及年限對發(fā)展中國家不做要求,這就是一個“自上而下”的全球碳排放控制體系。除此之外,議定書還提出了“碳交易、聯(lián)合履約和清潔發(fā)展機(jī)制”三個靈活機(jī)制,具體來說就是將二氧化碳排放量進(jìn)行量化,引入市場機(jī)制,允許交易和買賣,用來幫助發(fā)達(dá)國家在實(shí)際行動中完成碳減排目標(biāo)。具體來說:碳交易和聯(lián)合履行指標(biāo)可以在發(fā)達(dá)國家群體間的雙邊貿(mào)易中轉(zhuǎn)讓減排指標(biāo),或者提前完成的減排指標(biāo)可以通過買賣的方式與其他締約方交易。發(fā)達(dá)國家可以利用清潔發(fā)展機(jī)制,從技術(shù)或者資金方面對發(fā)展中國家進(jìn)行援助,在碳排成本相對較低的國家,進(jìn)行有利于全球碳減排治理的項(xiàng)目投資,從而降低自身碳減排成本,同時還能促進(jìn)發(fā)展中國家的發(fā)展,從而達(dá)到雙贏的目的,進(jìn)一步推動全球碳減排行動向著具體可操作的方向發(fā)展。但是,雖然《京都議定書》于1997年在聯(lián)合國大會上獲得了通過,但是它只是給了發(fā)達(dá)國家一個具體的減排目標(biāo)和時間表,在實(shí)施過程中受到了美國等發(fā)達(dá)國家的強(qiáng)烈反對,直到2001年,美國政府才正式簽署了該議定書,這讓世界各國在碳排放問題上舉步維艱,也給世界各國的碳排放管理帶來了很大的困難。在經(jīng)歷了幾次談判后,歐洲聯(lián)盟終于同意了俄羅斯作為WTO成員,允換取其加入全球碳減排體系,并對《京都議定書》進(jìn)行了修改,使之在2005年2月正式生效,成為了《公約》的一個重要補(bǔ)充。3.全球碳減排行動的持時代——哥本哈根時代《京都議定書》是《公約》的重要補(bǔ)充,其對全球碳中和行動有明確的指導(dǎo)作用,但是,該協(xié)議沒有對兩個階段的承諾期限作出明確的規(guī)定,也沒有對發(fā)達(dá)國家對發(fā)展中國家提供的資助、技術(shù)支持等方面作出明確的規(guī)定,因此,該協(xié)議在實(shí)施過程中仍需要完善。為此,2005-2007期間,為了處理《京都協(xié)定書》的有關(guān)遺留問題,各國分別在加拿大的蒙特利爾,內(nèi)羅畢的肯尼亞,印度尼西亞的巴厘島,以及波蘭的波茲南分別舉行了4次締約方大會,開始了“后京都時代”下的全球碳中和減碳進(jìn)程。目前已有的多輪會談基本形成了“雙軌”并行會談的格局,其中,發(fā)達(dá)國家以“碳中和”為重點(diǎn),發(fā)展中國家以“碳中和”為重點(diǎn),并以“增強(qiáng)應(yīng)對能力”為重點(diǎn),鼓勵發(fā)展中國家參加“碳中和”的全球合作,并設(shè)立了一批適應(yīng)資金,讓發(fā)展中國家可以靈活使用。在丹麥舉行的哥本哈根會議上,通過了《哥本哈根協(xié)議》,提出了以2攝氏度為最大限度的溫室效應(yīng),并提出了以國內(nèi)生產(chǎn)總值為基礎(chǔ),以減少溫室氣體排放為目標(biāo)的國家。[6]但是,因?yàn)楦鱾€國家之間存在著不同的利益訴求,以及對碳減排碳中和義務(wù)分配的不理解,以及沒有得到大多數(shù)成員國的支持并簽署,因此,該協(xié)議沒有被通過,變成了一部不具有國際法律約束效力的碳減排碳中和協(xié)定。在這里,會議的分歧也讓全球碳減排碳中和談判之路陷入了老生常談的僵局,發(fā)達(dá)國家從自身的自身利益考慮到了這一點(diǎn),他們認(rèn)為廣大發(fā)展中國家隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,可以承擔(dān)相同的減排義務(wù),并采取有效措施,一起加入到全球碳減排碳中和行動中。發(fā)展中國家還在強(qiáng)調(diào)“區(qū)別”責(zé)任,因?yàn)樗麄兊沫h(huán)境污染是由歷史上的因素引起的,他們認(rèn)為,最先發(fā)展起來的發(fā)達(dá)國家,就有責(zé)任承擔(dān)更多的責(zé)任。與此同時,因?yàn)樵谇捌诘奶紲p排、碳中和治理過程中,發(fā)達(dá)國家沒有將資金和技術(shù)援助落實(shí)到位,這就導(dǎo)致了發(fā)展中國家對碳減排、碳中和的深入推進(jìn)產(chǎn)生了不信任。[7]為了打破目前國際上對碳中和問題的僵持,2010年,坎昆會議上,各國再次展開了關(guān)于碳中和問題的新一輪談判,并達(dá)成了《坎昆協(xié)議》。《協(xié)定》給予了成員國更多的自治權(quán),使它們能夠在適應(yīng),融資,技術(shù)轉(zhuǎn)讓,以及能力建設(shè),包括建立綠色氣候基金,這些都是發(fā)展中國家感興趣的。但是,因?yàn)楦鲊鴮夂蜃兓鶓?yīng)承擔(dān)的責(zé)任,也就是資助方面的問題,《坎昆協(xié)議》并沒有得到通過,雖然與《哥本哈根協(xié)議》中所提及的“各國應(yīng)按具體條件參加碳中和行動”使大部分國家都參加了進(jìn)來,卻對原有的“自上而下”的碳中和管理機(jī)制產(chǎn)生了影響,使國際上關(guān)于碳中和問題的討論出現(xiàn)了停滯。4.全球碳減排碳中和行動的再次啟程——《巴黎協(xié)定》為了打破這一僵持局面,推動全球氣候變化對話,2011-2014年期間,德班、利馬、華沙、多哈等國際氣候會議先后舉行了多場國際氣候會議。一系列會議開始就《京都議定書》中關(guān)于第二個承諾期的具體內(nèi)容進(jìn)行了協(xié)商,同時還加入了一個特別工作組。在協(xié)商過程中,國家根據(jù)自身的利益,組成了不同的利益團(tuán)體,表達(dá)了自己的共同訴求。在具體的減排義務(wù)方面,因?yàn)榘l(fā)展中國家與發(fā)達(dá)國家之間、發(fā)達(dá)國家之間、小島嶼國家與內(nèi)陸國家間、最不發(fā)達(dá)國家與較發(fā)達(dá)國家之間的利益述求存在著差異,與此同時,由于大國主導(dǎo)了全球氣候談判,導(dǎo)致發(fā)展中國家的呼聲與核心利益沒有被有效關(guān)注,這使得國際碳減排碳中和行動過程中出現(xiàn)了曲折,至今沒有取得實(shí)質(zhì)性的成果。但是,再次強(qiáng)調(diào)了“國內(nèi)自主貢獻(xiàn)”的概念,并要求各國在2015年巴黎會議之前,按照各自的減排目標(biāo)和總體減排指標(biāo),提交自己的減排方案,為巴黎會議的召開打下基礎(chǔ)。2015年“巴黎氣候會議”成功舉行,會議之前,各方提交了“全球碳中和98%”的自主貢獻(xiàn)方案,195個國家在會議上簽署了繼《京都議定書》、《聯(lián)合國氣候變化框架公約》后,繼《京都議定書》、《巴黎協(xié)定》,并于2016年11月正式生效。這份協(xié)議是一份在新時期指導(dǎo)全球碳減排、碳中和的文件,它為2020年后的全球碳減排、碳中和行動制定了一個長期的日標(biāo)計(jì)劃。這個協(xié)定把世界平均溫度上升的幅度限制在2攝氏度以下,并力爭達(dá)到1.5攝氏度以下。與此同時,《公約》還規(guī)定,各國必須提供各自的貢獻(xiàn)率,這標(biāo)志著全球碳中和減排的管理模式從“自上而下”向“自下而上”轉(zhuǎn)變,從強(qiáng)制性的數(shù)量承諾向資源貢獻(xiàn)轉(zhuǎn)化,標(biāo)志著從過去的以發(fā)達(dá)國家為主導(dǎo)向現(xiàn)在的全球合作。另外,《公約》還建立了一種“全球清單”機(jī)制,用于監(jiān)測、評估各締約方在全球范圍內(nèi)的實(shí)際減排措施,以確保其在全球范圍內(nèi)的減排?!栋屠鑵f(xié)定》在世界范圍內(nèi)成為了一個新的、更具包容性、更具可操作性的、具有里程碑意義的碳中和全球碳減排談判中具有重大意義[8]。5.全球碳中和行動的精神延續(xù)——《格拉斯哥氣候公約》《巴黎協(xié)定》制定了到2020年實(shí)現(xiàn)全球碳中和減排的長期計(jì)劃,但有關(guān)條款(如長期氣候基金、1.5℃溫度控制指標(biāo)等)的執(zhí)行仍需要各方就此問題達(dá)成共識。WMO發(fā)表的《2021全球氣候狀況一極端事件和主要影響》中期報(bào)告顯示,近7年來,全球氣溫創(chuàng)下了有史以來的歷史新高,而海平面更是創(chuàng)下了歷史新高。為此,為了促進(jìn)《巴黎協(xié)會》的有效執(zhí)行,200余個國家在格拉斯哥舉行了第二十六次氣候變化會議,討論了氣候變化的治理、資金援助、發(fā)展中國家適應(yīng)氣候變化以及執(zhí)行細(xì)則,并制定了《格拉斯哥氣候公約》。具體而言:首先,關(guān)于減少溫室氣體排放,《格拉斯哥氣候公約》保持了1.5攝氏度的溫度控制目標(biāo),并以此為中心,對二氧化碳排放和碳中和管理進(jìn)行了細(xì)化,將氣候融資、能源轉(zhuǎn)換、發(fā)展中國家提高行動能力等內(nèi)容納入其中,使《巴黎協(xié)定》的宏偉計(jì)劃更加明確。其次,在《格拉斯哥氣候公約》上,就與《巴黎協(xié)定》第六條有關(guān)的國際碳交易市場及規(guī)則進(jìn)行了探討,并在此基礎(chǔ)上就國際碳交易數(shù)量復(fù)計(jì)及CDM結(jié)算等問題取得了一致意見。第三,各國按照自己的意愿,結(jié)成“意愿聯(lián)盟”,以靈活的方式參與到世界范圍內(nèi)的碳中和行動中,例如,中美峰會后發(fā)表了旨在加強(qiáng)世界范圍內(nèi)的碳中和合作、提高世界上主要國家在世界范圍內(nèi)的主導(dǎo)地位的《聯(lián)合宣言》。但是,雖然這一次的氣候大會從整體上看起來是一件好事,但是它也暴露出了不同國家在碳減排、碳中和之間的博弈。發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家對于“共同但有區(qū)別責(zé)任”原則的理解依然存在著很大的差異,因此還需要進(jìn)行更多的談判來達(dá)成共識,全球應(yīng)對碳減排、碳中和的道路依然漫長,各國之間的博弈還在持續(xù)。6.中國碳中和政策規(guī)劃——構(gòu)建1+N碳排體系通過對我國應(yīng)對全球氣候變化的國內(nèi)碳減排碳中和政策進(jìn)行全面梳理和分析,可以看出,我國碳減排碳中和政策正在不斷強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì),以國際整體減排壓力和全人類健康發(fā)展目標(biāo)為基礎(chǔ),并結(jié)合我國實(shí)際情況和可持續(xù)發(fā)展內(nèi)在要求,制定了一些列科學(xué)合理、切實(shí)可行的碳減排碳中和政策。目前,中國已經(jīng)形成了一套“1+N”型碳中和制度框架,中共中央、國務(wù)院聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》,為我國的碳中和制度確立了總體框架,有標(biāo)志著我國“1+N”的碳減排碳中和體系中的“1”正式形成發(fā)布。緊接著,國務(wù)院出臺了《2030年前碳達(dá)峰行動方案》,這是國家“1+N”碳中和政策體系中“N”的一個重要內(nèi)容,為確保到2030年前碳達(dá)峰作出了明確的安排,并提出了相應(yīng)的政策建議。除此之外,為了推動國家的碳減排、碳中和政策的落地,各個部門都發(fā)布了相應(yīng)的政策,這些政策涉及到了各個行業(yè)。這兩個方面緊密結(jié)合,構(gòu)成了我國碳減排、碳中和治理的“1+N”政策系統(tǒng),為推動我國碳減排、碳中和工作提供了明確的思路。具體而言,以“1+N”為核心,基于不同階段的“1+N”碳中和制度,我國的“1+N”碳中和政策在不同階段及時調(diào)整,形成了一條明確的“1+N”碳中和制度。先后成立了“國家氣候變化協(xié)調(diào)小組”、“國家氣候變化對策協(xié)調(diào)小組”等,以此來強(qiáng)化對氣候變化的評估,并推動碳減排碳中和政策的完善。在中央與國務(wù)院共同發(fā)起的《關(guān)于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的工作意見》中,明確了實(shí)現(xiàn)“碳中和”的路徑,并提出了相應(yīng)的政策建議,其中,降低碳排放、增強(qiáng)碳吸附能力是關(guān)鍵。在碳減排、碳中和方面,主要是將精力集中在了在供給上,建立一個清潔、高效的能源體系,并在重點(diǎn)行業(yè)中,展開了一系列的減排行動。與此同時,在需求上,對綠色交通進(jìn)行了推廣,并倡導(dǎo)了綠色出行。在碳的吸附上,積極開發(fā)碳捕獲技術(shù),增強(qiáng)生態(tài)固碳的能力。在此基礎(chǔ)上,本研究將從控制、激勵、信息三個層面對中國的碳中和政策進(jìn)行綜合分析,從而為其制定出一套完整的策略方案,并為其未來的發(fā)展指明了廣闊的發(fā)展前景。其中,1+N型碳中和系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)是由生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《企業(yè)溫室氣體排放報(bào)告核查指南(試行)》,工信部發(fā)布的《鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能置換實(shí)施辦法》,國家發(fā)改委發(fā)布的《綠色產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》,國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)儲能標(biāo)準(zhǔn)化工作的實(shí)施方案》,這些都是1+N型碳中和系統(tǒng)的重要組成部分,也是1+N型碳中和系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)。這些政策涵蓋了每一個行業(yè),而與之相關(guān)的政策又以工業(yè)和電力兩個行業(yè)最為多,它們所占到的比例約為全國碳減排與碳中和總量的70%-80%,是我國未來碳減排與碳中和發(fā)展的主要方向。與此同時,交通、建筑和循環(huán)經(jīng)濟(jì)也屬于我國碳減排碳中和的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。7.碳經(jīng)濟(jì)對社會經(jīng)濟(jì)及環(huán)境影響從經(jīng)濟(jì)層面上講,全球碳減排的行動將會促進(jìn)世界新一輪的科技革命與能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與升級,并使其向著低碳、綠色的工業(yè)方向發(fā)展。盡管各個國家所采取的具體措施存在很大差異,但是從整體上來看,它們都是以保持經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展和降低碳排放目標(biāo)為基礎(chǔ),利用行政立法進(jìn)行引導(dǎo),加大節(jié)能減排技術(shù)和資金研發(fā)投入,完善碳減排交易市場等手段,從而實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和減排目標(biāo)。成功完成全球碳排放的目標(biāo),關(guān)鍵在于能源的轉(zhuǎn)型與升級。能源產(chǎn)業(yè)每年的排放總量超過一半,其節(jié)能減排的目標(biāo)是一個艱巨而重要的任務(wù)?!?020能源技術(shù)展望》(InternationalEnergyandTechnology)指出,要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,必須在本世紀(jì)中期前實(shí)現(xiàn)“碳中和”,這預(yù)示著世界能源與消費(fèi)格局將發(fā)生深刻變化。因此,全球碳減排的治理將會促進(jìn)全球的能源革命,目前我們正在進(jìn)行的是能源的第三次轉(zhuǎn)型升級的浪潮。同時,從人類文明史上看,每一次能源的轉(zhuǎn)換和升級,都會促使世界的格局發(fā)生變化,使經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生翻天覆地的變化。第一次能源變革使人類跨入了蒸汽機(jī)時代,第二次能源變革使人類跨入了電氣時代,而目前在第三次信息技術(shù)變革中,能源變革又將把人類推向了信息化時代。在此過程中,人們意識到了環(huán)境資源的不可持續(xù)性,過分依賴能源不僅對人的發(fā)展不利,而且會威脅到國家的生態(tài)安全。同時,能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變也會帶動工業(yè)的發(fā)展,并對工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到巨大的推動作用。這一革命將促使礦物燃料的逐漸淘汰,并在世界范圍內(nèi)引發(fā)一場對清潔能源經(jīng)濟(jì)的競爭。過去,能源結(jié)構(gòu)以“煤炭、天然氣、石油”為主?,F(xiàn)在,碳減排將會提升新能源的比重,推進(jìn)碳減排治理,將推動太陽能、潮汐能、風(fēng)能、電能等新能源的發(fā)展,降低對化石能源的依賴,這必將推動新能源產(chǎn)業(yè)背后的制造業(yè)發(fā)展。帶動上中下游原材料、設(shè)備制作、消費(fèi)及運(yùn)營商全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,從而成為經(jīng)濟(jì)增長的重要動力。因此,在低碳經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動下,面對著節(jié)能產(chǎn)業(yè)的巨大市場,各個國家都想要強(qiáng)化碳減排管理,競爭在未來新能源產(chǎn)業(yè)中的話語權(quán)和領(lǐng)導(dǎo)能力。增加在清潔能源上的資金投入,加強(qiáng)對新能源產(chǎn)業(yè)下經(jīng)濟(jì)領(lǐng)先地位的爭奪,將其細(xì)化為對關(guān)鍵礦物、關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵人才的爭奪,鋰、稀土、錳、鈷的地位將更加突出,對制氫、儲能、碳捕捉等節(jié)能技術(shù)也將進(jìn)一步加大投入,在未來,節(jié)能領(lǐng)域吸納勞動力的數(shù)量也會進(jìn)一步提高。。二、碳中和實(shí)現(xiàn)途徑(從能源、資源、信息化、金融、社會生活等多個維度來概括闡述,可以擴(kuò)展,但不用涉及太具體的技術(shù)層面,稍微宏觀一點(diǎn),有其他章節(jié)會對各種技術(shù)詳細(xì)介紹;再寫一些碳中和發(fā)展愿景的內(nèi)容)1.技術(shù)上:持續(xù)提高生態(tài)碳匯吸收能力要想成功地實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級,在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的同時,還需要增加科技投資,重點(diǎn)關(guān)注當(dāng)前還不成熟的碳吸附領(lǐng)域,碳吸附就是通過碳捕獲技術(shù)的研究來提升生態(tài)碳匯的能力,其中包括碳捕獲、碳利用、碳封存等技術(shù),并將其產(chǎn)業(yè)化,從而幫助世界達(dá)到“全球可控”的目標(biāo),幫助我們成功地實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。為了推動我國碳吸收捕獲技術(shù)的發(fā)展,在對碳中和政策的支持上,主要體現(xiàn)在:利用行政手段來制定目標(biāo),并對其進(jìn)行強(qiáng)化引導(dǎo),從而提高全球生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收能力和固化二氧化碳的能力,從而逐漸實(shí)現(xiàn)凈零排放,并最終實(shí)現(xiàn)二氧化碳中和目標(biāo)。針對生態(tài)碳吸收能力,國家發(fā)展和改革委員會在2020年6月發(fā)布了我國生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)規(guī)劃(2021-2035)。在該規(guī)劃中,提出了我國到2035年的短期生態(tài)修復(fù)目標(biāo):森林方面,將森林覆蓋率提升到26%,森林蓄積量提升到21億立方,保持兩億公頃以上的自然森林;在草地上,要增加草地的綜合覆蓋面積,爭取達(dá)到60%;在濕地方面,要加大對濕地的保護(hù),使其至少能夠保護(hù)60%的濕地。除此之外,對于新增的5630萬公頃的水土流失面積,要達(dá)到可治理的沙土75%得到有效治理,自然海岸線的保有率不低于35%,陸域面積的18%以上是自然保護(hù)地。與此同時遼寧、四川、安徽等地也根據(jù)各自的特點(diǎn),建立了相應(yīng)的生態(tài)恢復(fù)機(jī)制,實(shí)行“長林制”,以提高區(qū)域生態(tài)環(huán)境管理和固碳能力。2.平臺上:搭建綠色金融與碳交易市場想要實(shí)現(xiàn)碳中和,不僅需要技術(shù)上的支撐,還需要巨量的資金投入,政府的引導(dǎo)可以將資金引導(dǎo)到綠色產(chǎn)業(yè)與服務(wù)上,帶動更多的社會資本投入到碳中和工作中去。我國環(huán)保部門于2020年6月發(fā)布《應(yīng)對氣候變化融資指南》,將社會資本引入到環(huán)保領(lǐng)域;中國央行的第三方機(jī)構(gòu)也在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一了綠色債券的發(fā)行標(biāo)準(zhǔn)及運(yùn)用方式,進(jìn)一步健全了綠色金融債券的種類劃分標(biāo)準(zhǔn);降低了以石油和煤炭為代表的傳統(tǒng)和石化能源行業(yè)為代表的綠色和綠色的裝備制造業(yè)和服務(wù)行業(yè);深圳證券交易所和上海證券交易所對綠色債券的交易與運(yùn)用進(jìn)行細(xì)化:在2021年7月的發(fā)布會上,央行說,人民銀行正根據(jù)"可操作、可計(jì)算、可驗(yàn)證"的標(biāo)準(zhǔn),持續(xù)推動碳中和支持性工具的建立工作,以一種有效的方式支持節(jié)能減排、清潔能源發(fā)展。當(dāng)前,在我國碳中和政策的支持下,我國的綠色金融已取得了顯著的成果。在2021年上半年,就發(fā)起了綠色債券109支,有效地支持了清潔能源、生態(tài)保護(hù)、污染防治等綠色領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時,我國碳政策還積極完善碳交易市場配套設(shè)施建設(shè)。碳交易市場指的是用市場化的方式對溫室氣體排放進(jìn)行調(diào)節(jié),國家以碳排放狀況為依據(jù),對各個行業(yè)的碳排放配額進(jìn)行分配,多余的碳排放配額可作為商品在市場中流通,以此來實(shí)現(xiàn)碳排放的合理分配,促進(jìn)高碳排企業(yè)加緊減排,可以有效地幫助國家實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。歐盟是最早實(shí)施并構(gòu)建國際碳排放交易體系的地區(qū),它也是世界上最主要和最大的碳交易市場。中國在北京,重慶,上海三個城市,都是在2013年才開始實(shí)行的,在此之前,中國的環(huán)境保護(hù)部根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn),發(fā)布了一份《碳排放權(quán)交易管理辦法(試行)》,對國際碳交易活動進(jìn)行了進(jìn)一步的規(guī)范。直至2021年7月,上海正式開通了全國碳交易市場,突破了區(qū)域界限,提高了碳交易的流通性、整合性和靈活性,促進(jìn)了碳交易的市場化。但是,到現(xiàn)在為止,還只是在發(fā)電行業(yè)的重點(diǎn)排放單位之間展開。接下來,各部委及省市還將通過政策調(diào)整,對碳排放的配額管理、監(jiān)測、激勵等政策規(guī)定進(jìn)行進(jìn)一步的完善,穩(wěn)步擴(kuò)大碳交易行業(yè)的覆蓋范圍,加速碳交易市場的建設(shè)步伐。3.產(chǎn)業(yè)上:不斷推動節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)發(fā)展要想成功地實(shí)現(xiàn)我們國家的“碳中和”目標(biāo),就必須大力發(fā)展節(jié)能減排行業(yè),因此,在國家的“碳中和”戰(zhàn)略中,節(jié)能減排一直都是優(yōu)先考慮的問題。自從推行碳政策以來,生態(tài)環(huán)境部、發(fā)改委、司法部、科技部等相關(guān)部門聯(lián)合驅(qū)動,相繼出臺了指導(dǎo)意見和辦法,持續(xù)明確溫室氣體排放標(biāo)準(zhǔn),劃清綠色產(chǎn)業(yè)邊界,排除綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展法律困境,推動綠色產(chǎn)業(yè)落地。以各部門發(fā)布的文件精神和指示為依據(jù),我國節(jié)能減排實(shí)現(xiàn)路徑變得更加明確,形成了以供給端能源革命、高耗能產(chǎn)業(yè)調(diào)整、需求端新能源汽車推廣為主的節(jié)能減排實(shí)現(xiàn)路徑。節(jié)能減排具體政策表現(xiàn)為以下三個方面:一是供給端加強(qiáng)能源革命,推動煤炭清潔與新能源發(fā)展,構(gòu)建清潔能源體系。我們都知道,煤炭是我國能源消耗的最大來源,因此,提高煤炭的清潔程度,提高可替代能源的比例,優(yōu)化我國的能源結(jié)構(gòu),是我國碳政策的一個重要方面。在政策方面,一方面表現(xiàn)為國家能源局進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)規(guī)劃,制定了清潔能源開發(fā)計(jì)劃和儲能標(biāo)準(zhǔn)工作方案,并鼓勵有條件的地方發(fā)展風(fēng)電、光伏等清潔能源。另一方面,各省市也根據(jù)自己的國情,制訂了“少煤富油,促進(jìn)清潔能源”的發(fā)展的政策和目標(biāo)。山西省在2021年的工作報(bào)告中,提出了“推進(jìn)煤炭綠色智慧開采,對煤炭進(jìn)行分質(zhì)分類,發(fā)展風(fēng)電裝備制造業(yè),積極參與風(fēng)電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”,構(gòu)筑“多晶硅硅片-電池片-電池組件-應(yīng)用系統(tǒng)”的產(chǎn)業(yè)鏈:浙江省于2021年發(fā)布的《浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》中,提出要充分發(fā)揮地方特色,一是推進(jìn)生物、地?zé)崮芎秃Q竽艿母哔|(zhì)量發(fā)展,二是推進(jìn)風(fēng)電和光伏的發(fā)展,三是推進(jìn)“風(fēng)光乘數(shù)”工程。三是要充分利用水力資源,充分利用水力資源,充分利用水力資源。另外,一些省份,如上海,廣東,江蘇,都表示要加大可再生能源的開發(fā)力度,并制定了相應(yīng)的目標(biāo)。二是實(shí)行差別電價和產(chǎn)能壓降,促進(jìn)高能耗產(chǎn)業(yè)供給側(cè)改革。我國是一個制造業(yè)大國,但產(chǎn)業(yè)鏈仍處于全球的最底層,為了推動高污染、高能耗的資源型工業(yè)的轉(zhuǎn)型,以及逐步淘汰過剩的工業(yè),有關(guān)部門、行業(yè)協(xié)會以及重點(diǎn)區(qū)域共同出臺了一系列針對“兩高一剩”行業(yè)的治理措施,推動了“碳中和”的發(fā)展。特別是要強(qiáng)化鋼鐵、有色金屬和建筑等重點(diǎn)行業(yè)的整改工作,對工業(yè)過剩行業(yè)的產(chǎn)量進(jìn)行嚴(yán)格控制,加速淘汰落后企業(yè),促進(jìn)綠色建筑的發(fā)展。例如,中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會于2021年2月份公布了《推進(jìn)鋼鐵行業(yè)低碳行動倡議書》,其中提出要將“相對約束”轉(zhuǎn)化為“絕對約束”,推動鋼鐵工業(yè)向綠色、節(jié)能、低碳、環(huán)保的方向發(fā)展,推動鋼鐵工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,并在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的政策建議。另外,在唐山,甘肅,內(nèi)蒙等重點(diǎn)區(qū)域,也先后實(shí)施了對高耗能企業(yè)的差別電價政策,從而在降低成本的同時,推動其低碳轉(zhuǎn)型升級。三是從需求端出發(fā)推廣新能源汽車,助力綠色出行。交通運(yùn)輸在全球碳排放總量中所占比例接近10%,而且隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,其規(guī)模逐年擴(kuò)大,因此,交通部門面臨著巨大的碳減排壓力。因此,在2020年,交通部聯(lián)合發(fā)改委出臺了《綠色出行創(chuàng)建行動方案》,要求在2022年,所有正在創(chuàng)建的城市中,有60%的城市的綠色出行滿意度超過80%,而在這些城市中,綠色出行所占的比重超過70%。因此,對新能源汽車進(jìn)行推廣,以取代燃油汽車,可以有效地降低交通運(yùn)輸行業(yè)的碳排放量。在當(dāng)前的碳政策支持上,一方面要實(shí)施雙積分政策,以促進(jìn)新能源汽車企業(yè)的市場迅速發(fā)展。另一方面,要利用稅收優(yōu)惠政策,來引導(dǎo)消費(fèi)者去購買新能源洗車。與此同時,各地也要強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),有條件的省份要設(shè)置新能源汽車的最低保有量,要加大在資金和技術(shù)上的投入,要大力推進(jìn)充電樁、加氫站、太陽能電池板等基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展,其中,海南省是最積極的一個,它還提出了一項(xiàng)具體的年度計(jì)劃,并宣布在2030年前,全面禁止燃油汽車的銷售,除特殊用途的汽車之外,還將在全省各級黨政機(jī)關(guān)和國有企事業(yè)單位中起到積極的示范作用,逐漸淘汰傳統(tǒng)能源汽車,增加新能源汽車,并在此基礎(chǔ)上,使新能源汽車覆蓋率達(dá)到100%。第2章能源碳中和(1.5萬字,分為以下3塊內(nèi)容寫)一、清潔能源及化石能源低碳利用(介紹全球主流的清潔能源技術(shù),包括風(fēng)能、氫能、核能、太陽能、地?zé)崮?、海洋能、生物質(zhì)能等,各類清潔能源大致包含的技術(shù)及原理和應(yīng)用;介紹石油煤炭天然氣等化石能源的低碳利用技術(shù))1.化石燃料的開發(fā)利用自從工業(yè)革命以來,化石能源一直都是占主導(dǎo)地位的,除了現(xiàn)在被大量利用的煤炭、石油、天然氣之外,還有油頁巖、可燃冰等,這些都是不可再生的礦物燃料,在燃燒的時候會釋放出大量的CO2以及硫化物、氮氧化物等會對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響的污染物。而化石能源具有高密度和廣泛的應(yīng)用前景。在其他能源尚未得到廣泛的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用前,仍將繼續(xù)對社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的作用。(1)煤炭我國煤炭使用歷史悠久,現(xiàn)已成為世界上產(chǎn)量和耗煤量最多的國家,2022年,原煤產(chǎn)量達(dá)到38.46億噸,占世界總產(chǎn)量的47.3%。中國擁有豐富的煤炭資源,其北部地區(qū)包括山西,內(nèi)蒙古,陜西,新疆,北煤向南方輸送已成為我國能源流向的重要途徑。從2005年開始,我國的煤炭產(chǎn)量與消費(fèi)之間出現(xiàn)了矛盾。2014-2016年,我國煤炭產(chǎn)量更是呈負(fù)增長態(tài)勢,嚴(yán)重制約了我國的煤炭消費(fèi)。目前,我國的煤炭供給已由“自給自足”轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛴∧岷驮侥系揉弴M(jìn)口。從2009年開始,煤炭在外貿(mào)中從凈出口變成了凈進(jìn)口,進(jìn)口量逐步增加,到了2022年,煤炭進(jìn)口量已經(jīng)占到了煤炭消耗總量的7.45%。當(dāng)前,煤的用途以電力為主,但在化工、城市供熱、農(nóng)村居住等方面,煤的使用量也很大。為了節(jié)能減排,保護(hù)環(huán)境,推動能源轉(zhuǎn)型,國家加速了煤炭行業(yè)的技術(shù)升級進(jìn)程,淘汰了落后的產(chǎn)能,先后確定了5萬千瓦、10萬千瓦、20萬千瓦、30萬千瓦發(fā)電機(jī)組的淘汰標(biāo)準(zhǔn),并利用超臨界、超超臨界技術(shù)發(fā)電技術(shù)對多個老舊電廠進(jìn)行了改造,提升了發(fā)電效率。我國大多數(shù)火力發(fā)電廠都已安裝了脫硫和除灰裝置.展開大規(guī)模的電網(wǎng)改造,建設(shè)超高壓、大容量、長距離輸電線路,對電力資源在地理空間上的錯配進(jìn)行協(xié)調(diào)。(2)石油在我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,石油所占比重一直比較穩(wěn)定,在18%左右。這是因?yàn)閷κ偷母叨纫蕾嚒km然我國是一個產(chǎn)油國,但是由于人口眾多,工業(yè)規(guī)模大,石油資源比較匱乏。在我國主要分布于渤海灣、松遼平原、準(zhǔn)噶爾、準(zhǔn)噶爾、準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木、鄂爾多斯、珠江、東海等地。在1978年,我國進(jìn)行了改革開放,開始與世界進(jìn)行貿(mào)易往來的時候,為了能夠更快地積累外匯,從而推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展,我國選擇了出口農(nóng)產(chǎn)品、礦產(chǎn)資源等,其中,石油和煤炭是最主要的出口產(chǎn)品之一。然而,隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,能源消耗的急劇增長,從1993年起,我國的能源供求關(guān)系出現(xiàn)了倒轉(zhuǎn),由原油輸出國變成了原油輸出國。但由于資源的限制,中國對石油的依賴程度逐步提高,對外依存度迅速上升。石油產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足消費(fèi)需要。2022年,中國原油產(chǎn)量為19101.4萬噸,消費(fèi)為64506.5萬噸,進(jìn)口為58102.2萬噸。我國目前的石油消費(fèi)主要是依靠進(jìn)口,這種高度的對外依存度給我國的能源安全造成了很大的威脅。所以,從能源安全角度考慮,中國應(yīng)把長期穩(wěn)定的石油消費(fèi)結(jié)構(gòu)作為發(fā)展的重心,建立一個穩(wěn)定的國際原油進(jìn)口通道。在當(dāng)今社會,石油有著非常廣泛的應(yīng)用,經(jīng)過持續(xù)的加工和提煉,它能夠被應(yīng)用到很多方面。除了可以生產(chǎn)多種化工原料,用于生產(chǎn)塑料、化肥、殺蟲劑和溶劑之外,還可以提煉汽油、煤油、柴油等燃料油品,提供潤滑劑、瀝青、石蠟等產(chǎn)品。為了提升石油資源的利用率,我們在石油的開采、加工和脫硫脫碳技術(shù)上開展了一系列的自主研究,其中,催化裂解、加氫裂化和渣油加氫等技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了世界上最先進(jìn)的水平。與此同時,要努力提升汽車發(fā)動機(jī)的熱效率,對電動力車輛進(jìn)行推廣應(yīng)用。(3)天然氣天然氣雖然是一種不可再生的資源,但是它比煤和石油更清潔,更低碳,也更受世界各國的重視。我國油氣資源主要分布于鄂爾多斯、塔里木、四川、柴達(dá)木、鶯歌海、瓊東南等地區(qū),同時也有東海和松遼平原,具有良好的油氣資源基礎(chǔ)。但是,與我國的人口、經(jīng)濟(jì)規(guī)模相比,我國的天然氣稟賦還不夠高。天然氣是一種與煤炭和石油相比更清潔、更低碳的非再生資源,也是世界上許多國家的重要能源。我國油氣資源主要分布于鄂爾多斯、塔里木、四川、柴達(dá)木、鶯歌海、瓊東南等地區(qū),同時也有東海和松遼平原,具有良好的油氣資源基礎(chǔ)。但是從人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模來看,我國的天然氣資源稟賦并不是優(yōu)勢。進(jìn)入21世紀(jì)后,我國對天然氣的需求迅速增長,從2000年的245億立方米到2022年的3059.7億立方米。到2022年,我國一次能源消費(fèi)比重已由2000年的2.2%提高到8.0%。從2007年開始,我國的天然氣消費(fèi)增長速度明顯快于產(chǎn)量增長速度。天然氣作為一種高效、清潔的能源,在工業(yè)燃料、城市燃?xì)?、發(fā)電、化工等四大產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,可用于發(fā)電、烹調(diào)、供熱、供水、運(yùn)輸?shù)?。盡管天然氣發(fā)電的成本很高,但是由于其具有操作靈活、起動迅速的特點(diǎn),可以被用來做電網(wǎng)的調(diào)峰電源,對電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)峰。同時,隨著城市供氣網(wǎng)絡(luò)的不斷完善,城市用氣比例的不斷提高,天然氣的需求量也在不斷增加。從2007年開始,中國的天然氣生產(chǎn)和銷售差距逐步擴(kuò)大,中國的天然氣出口已達(dá)到了一個“凈進(jìn)口國”,2022年,中國的天然氣出口依賴度已達(dá)43.52%。(4)其它化石燃料除煤、石油、天然氣之外,礦物燃料,如油頁巖、油砂、和可燃冰。在我國,已經(jīng)探明的可燃冰儲量非常豐富,它擁有著很大的開發(fā)潛力,目前還在研究和開發(fā)之中,它將會是一種很有希望的可替代能源。2.可再生能源從環(huán)境保護(hù)的角度,從“碳達(dá)峰”、“碳中和”的角度出發(fā),從能源安全的角度出發(fā),逐步減少非再生能源,增加可再生能源,這將成為中國未來能源體系發(fā)展的必然趨勢。積極開發(fā)水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等清潔能源,推動能源生產(chǎn)和消費(fèi)的轉(zhuǎn)型升級,構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系,才能幫助我國實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型,按時完成綠色發(fā)展目標(biāo)。(1)水能盡管中國一直以來都是除了火電之外的第二大能源,但其水能儲量仍是世界上最大的一種,其可開采的水能儲量約占全球總量的五分之一,其可開采的水能年產(chǎn)量約為3萬億度,但其開采率不到44%。在我國,水電技術(shù)的開發(fā)時間比較長,它的應(yīng)用也比較成熟,所以它的經(jīng)濟(jì)成本能夠被控制在一個合理的范圍之內(nèi)。所以,在水力資源豐富的地區(qū),我國已經(jīng)建立了大量的水電基礎(chǔ)設(shè)施。但是,我國的水能資源存在著嚴(yán)重的不均衡性,西南、西北地區(qū)的水電資源可以占據(jù)全國的4/5,而東部沿海的資源則比較匱乏。當(dāng)前的研究大多認(rèn)為,水庫的建設(shè)將會對庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響,從而導(dǎo)致流域的水文情勢發(fā)生變化,進(jìn)而影響到水生生物的生存環(huán)境[9]。與此同時,電力改革是以招標(biāo)方式進(jìn)行,水電站的成本變得越來越高,工期也變得越來越長,而且水電的建設(shè)還會帶來移民工作的安置問題[10]。這一切都在一定程度上限制了水力發(fā)電的進(jìn)一步發(fā)展。但是,水電資源豐富的地方,往往洪峰多,枯峰少。同時,水電還可以作為一種儲能方式,它可以與未來大力發(fā)展的風(fēng)、光等波動期較大的可再生能源進(jìn)行互補(bǔ),使水電的儲存和調(diào)節(jié)作用完全發(fā)揮出來[11]。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),我國水力發(fā)電在能源系統(tǒng)發(fā)展結(jié)構(gòu)中的作用已逐步從主力發(fā)電能源轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)峰蓄能。(2)風(fēng)能全國第三次風(fēng)能資源普查的結(jié)果確定了中國80米以上陸地風(fēng)力資源的技術(shù)性可利用容量為91億千瓦。中國“三北”(東北,華北,西北)和東南沿海及其鄰近的海島是風(fēng)能最豐富的區(qū)域。目前,我國風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)已成為全球最大、發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)。在2010年,風(fēng)力發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)容量已超過美國,成為全球最大的風(fēng)力發(fā)電企業(yè)。截止到2022年二月末,我國風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)規(guī)模已達(dá)三億三千萬千瓦。然而,風(fēng)力發(fā)電發(fā)展卻面臨“棄風(fēng)限電”的困境,導(dǎo)致資源浪費(fèi)。為適應(yīng)我國未來能源結(jié)構(gòu)向低碳方向轉(zhuǎn)變的需求,我國風(fēng)電場建設(shè)面臨著新的挑戰(zhàn),風(fēng)電場建設(shè)面臨著新的挑戰(zhàn)。“棄風(fēng)限電”現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是:1)我國用電與風(fēng)電生產(chǎn)的中心位置嚴(yán)重錯位;2)特高壓輸電系統(tǒng)在技術(shù)上具有較高的技術(shù)難度和較高的經(jīng)濟(jì)成本,3)蓄能技術(shù)成本較高;4)傳統(tǒng)能源行業(yè)的壟斷性;(5)可獲得的能源體系不完善等[12]。(3)太陽能太陽能和風(fēng)能都是一種重要的潔凈可再生能源。《2018年中國風(fēng)能太陽能資源年景公報(bào)》顯示,我國太陽能資源十分豐富,目前已有1.86萬億千瓦的陸上光伏理論儲備,主要集中于新疆、西藏、內(nèi)蒙及西北等地。當(dāng)前,太陽能主要被應(yīng)用于兩大類發(fā)電技術(shù):太陽能光伏發(fā)電技術(shù)和太陽能光熱發(fā)電技術(shù)。經(jīng)過幾年的發(fā)展,光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,裝機(jī)容量也在快速增長。截至2022年二月底,中國的太陽能電池板安裝容量已達(dá)3億2千萬千瓦,太陽能電池板的累計(jì)安裝容量以及新安裝的太陽能電池板都保持著世界的領(lǐng)先地位。光熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展相對滯后,截至2021年末,我國已實(shí)現(xiàn)了538兆瓦(包括兆瓦及以上發(fā)電系統(tǒng)),而世界上已實(shí)現(xiàn)了6.8GW,與世界各國相比仍有很大差距[13]。隨著光伏技術(shù)的不斷發(fā)展,光伏發(fā)電的平均成本不斷降低,光伏發(fā)電具有很高的投資回報(bào)率。但是,太陽能發(fā)電具有很強(qiáng)的間歇性和隨機(jī)性,它跟風(fēng)力一樣,都面臨著在接入電網(wǎng)之后,會對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成影響的問題,此外,還需要配有一定的儲能。(4)生物質(zhì)能生物質(zhì)能指的是農(nóng)林剩余物、畜禽糞便、城市固體廢物等可再生或可循環(huán)的生物質(zhì),并通過一定方式加以利用獲得的能源。由于生物質(zhì)資源豐富、應(yīng)用范圍廣、有較長的歷史,被認(rèn)為是最容易獲得的一種可再生能源。由于生物質(zhì)能源具有可再生、清潔、可替代等特點(diǎn),人們對生物質(zhì)能源的多種利用方法進(jìn)行了研究。在現(xiàn)代,以沼氣供應(yīng)、生物質(zhì)成型燃料供熱、生物質(zhì)發(fā)電/耦合發(fā)電、生物液體燃料和生物基產(chǎn)品等為主的生物質(zhì)能開發(fā)利用模式。目前,我國已有的生物質(zhì)資源總量為3.26×108噸/年。在農(nóng)村地區(qū),對生物質(zhì)能進(jìn)行開發(fā)利用,不僅可以推進(jìn)秸稈、畜禽糞污等農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)利用,還可以成為農(nóng)村能源革命的重要抓手。《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用試點(diǎn)的方案的通知》、《關(guān)于實(shí)施農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展五大行動的通知》、《關(guān)于促進(jìn)生物天然氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的指導(dǎo)意見》等,截止到2022年底,我國生物質(zhì)發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)2369萬千瓦,生物天然氣產(chǎn)能約1.3億立方米/年,生物質(zhì)形成燃料年利用規(guī)模約1800萬噸,生物質(zhì)液體燃料年利用規(guī)模約400萬噸。到2020年末,我國擁有93000座沼氣工程,總規(guī)模為2180萬立方米,年處理稻草和畜禽糞便的能力接近2億噸。發(fā)展生物質(zhì)能源可以使生態(tài)環(huán)境得到直接改善,具有十分顯著的綜合效益。但是,當(dāng)前對農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能的認(rèn)識還不夠,秸稈收集、運(yùn)輸、儲存體系還不健全,一些生物質(zhì)能利用技術(shù)的專業(yè)化程度不夠,相關(guān)的生物質(zhì)能政策也很難建立起一個完善的體系,這一切都限制了生物質(zhì)能的進(jìn)一步發(fā)展。二、智慧能源:構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略(如能源互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、零碳電力等,可擴(kuò)展)“碳中和”從應(yīng)對氣候變化的全球共識,正演進(jìn)為“人類命運(yùn)與共、守護(hù)地球家園”的全球行動,構(gòu)建綠色智慧能源體系已成為各國實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重大戰(zhàn)略。宏觀層面,人類依靠科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,推動社會文明突破地球自身系統(tǒng)向太空發(fā)展。工業(yè)文明進(jìn)入階梯式上升突變期,建設(shè)人與自然和諧發(fā)展的綠色智慧能源體系,是應(yīng)對全球氣候變化帶來的生存危機(jī)、滿足人類可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展和太空拓展需求、推動從工業(yè)文明躍遷至生態(tài)文明的根本舉措。中觀層面,各國當(dāng)前以化石能源為主體的單一能源體系架構(gòu),已不能滿足提升自身產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈韌性和安全水平的現(xiàn)實(shí)需求,建設(shè)綠色智慧能源體系,是保障國家能源安全,解決經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展面臨的資源環(huán)境約束問題的有效途徑。微觀層面,以資源主導(dǎo)為核心的能源體系架構(gòu),與科學(xué)技術(shù)日新月異創(chuàng)新發(fā)展的節(jié)奏不相適應(yīng),不能滿足從化石能源向多元并存、多能互補(bǔ)、智慧協(xié)同的綜合能源服務(wù)體系轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展需求,建設(shè)以技術(shù)主導(dǎo)為核心的綠色智慧能源體系,是革新用能理念、創(chuàng)新能源技術(shù)、優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)、推進(jìn)能源革命的基礎(chǔ)工程。1.綠色智慧能源體系綠色智慧能源體系是為人類美好綠色生活和綠色地球建設(shè),提供綠色動能的“新型能源體系”(見圖2)。其內(nèi)涵是以新能源、新電力、新儲能“三新”為主的能源綠色與管理智慧的新型能源體系。一是“新能源”為主,化石能源加快轉(zhuǎn)型,發(fā)揮兜底安全保障作用;二是“新電力”為主,清潔電力集中式與分布式高效協(xié)同;三是“新儲能”為主,電化學(xué)儲能、物理儲能與化石能源儲備協(xié)同調(diào)節(jié)。在綠色智慧能源體系中,“綠色”體現(xiàn)在“碳基”化石能源低碳化與清潔化利用、“零碳”新能源的經(jīng)濟(jì)性提升與規(guī)?;l(fā)展;“智慧”體現(xiàn)在各組份能源系統(tǒng)的信息化與智能化升級、多種能源的協(xié)同性與融合性發(fā)展。圖2綠色智慧能源體系架構(gòu)圖綠色智慧能源體系的目標(biāo)是通過能源技術(shù)和能源管理創(chuàng)新“雙輪”驅(qū)動,為人類從工業(yè)文明邁入生態(tài)文明提供“安全、經(jīng)濟(jì)、高效、清潔、低碳、智慧、可持續(xù)”的集中分布協(xié)同的大能源系統(tǒng)。該能源體系伴隨能源技術(shù)的創(chuàng)新突破,縱向呈現(xiàn)動態(tài)非線性演進(jìn)特征,橫向呈現(xiàn)不同國家/地區(qū)體系架構(gòu)差異化等特點(diǎn)。根據(jù)《巴黎協(xié)定》設(shè)定的實(shí)現(xiàn)“凈零排放”目標(biāo)和各國提出的“零碳”及“碳中和”時間表,預(yù)計(jì)到本世紀(jì)后半葉,世界各國將逐步實(shí)現(xiàn)“碳中和”,據(jù)此初步將人類構(gòu)建綠色智慧能源體系的時間預(yù)測為本世紀(jì)中后期。在能源類型方面,化石能源將回歸其原料屬性,作為人類維持現(xiàn)有文明的基礎(chǔ)能源發(fā)揮應(yīng)急和備用能源的作用;新能源將在新技術(shù)的加持下成為第四代主體能源,地球外部天體能、地球自身能、與其他天體作用能實(shí)現(xiàn)多源可用。在能源技術(shù)方面,科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新范圍、影響深度、主導(dǎo)作用將達(dá)到新高度,涵蓋能源生產(chǎn)、集輸、加工、儲存、消費(fèi)、管理等各個組份系統(tǒng)。在可再生能源之間、可再生能源與不可再生能源之間、不可再生能源之間、一次能源與二次能源之間的新一代能源技術(shù)革命,將深刻影響各能源組份系統(tǒng)的獨(dú)立性,促使各能源系統(tǒng)融合與邊界模糊,產(chǎn)生區(qū)別于傳統(tǒng)能源體系的更強(qiáng)大涌現(xiàn)功能,深遠(yuǎn)改變?nèi)祟惖纳罘绞?、消費(fèi)理念和經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展模式。在能源儲存方面,高性能材料的發(fā)明和應(yīng)用,機(jī)械儲能、熱儲能、電氣儲能、電化學(xué)儲能等技術(shù)快速突破并迭代升級,成為聯(lián)接供給端與消費(fèi)端、解決新能源波動性和間歇性、保持新型能源體系靈活性、實(shí)現(xiàn)可再生能源大規(guī)模接入、推動第三次能源成功轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在能源消費(fèi)方面,能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)將逐漸從化石能源為主體向新能源為主體跨越,氫能、電力等二次能源成為能源消費(fèi)主要對象。數(shù)字能源、能源IT、能源即服務(wù)(EaaS)等新型能源消費(fèi)理念與服務(wù)模式將改變能源產(chǎn)業(yè)鏈參與者的上下游關(guān)系。能源生產(chǎn)、能源儲存、能源消費(fèi)、能源管理等組份系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)度增強(qiáng),達(dá)到動態(tài)平衡。在能源管理方面,各國將完善以一次能源和二次能源等單項(xiàng)法律法規(guī)為支撐的能源法律法規(guī)體系,在保障能源安全、經(jīng)濟(jì)、高效、可持續(xù)的基礎(chǔ)上,突出清潔、低碳、智慧等內(nèi)容,并建立與之配套的各項(xiàng)運(yùn)行機(jī)制與平臺。為應(yīng)對全球氣候變化帶來的生存危機(jī)和可持續(xù)發(fā)展問題,在全球碳中和共識下,各國將通過資源共享與技術(shù)交流合作,逐步形成“地球村”能源管理協(xié)調(diào)體制,建立全球能源分類、分時、分區(qū)協(xié)同開發(fā)利用機(jī)制,構(gòu)建與地球共榮共存的“綠色能源共同體”。在綠色智慧能源體系框架下,“超級能源盆地”將重塑未來能源勘探開發(fā)的理念與模式(見圖3)?!俺壞茉磁璧亍备拍钍侵傅叵沦x存大規(guī)模煤炭、石油、天然氣等化石能源,地上具有豐富的風(fēng)和光等新能源,具備建成超大型能源生產(chǎn)與利用基地的資源基礎(chǔ)和地質(zhì)、地理?xiàng)l件的能源富集盆地;在綠能、產(chǎn)能、儲能、控能、用能、節(jié)能、智能等“七能”科學(xué)理念與技術(shù)加持下,將實(shí)現(xiàn)地下化石能源與地上新能源二者協(xié)同、高效、智慧與綠色發(fā)展;具有化石能源規(guī)模大,新能源規(guī)模大,地上地下儲備規(guī)模大,碳捕獲、利用與封存規(guī)模大等4大標(biāo)志特征。如中國鄂爾多斯盆地,目前已成為中國最大的化石能源生產(chǎn)基地。圖3超級盆地能源利用示意圖其地下埋深2000m以淺煤炭可采資源量約2×1012t,占中國煤炭資源總量的35.5%;石油和天然氣可采資源量分別為32×108t和12.9×1012m3,分別占中國石油和天然氣可采資源總量的13.4%和17.7%;2021年煤炭、石油和天然氣產(chǎn)量分別為14×108t、3700×104t和630×108m3。該盆地地上的風(fēng)、光等新能源資源也十分豐富,光能資源年輻射總量為4500~5600MJ/m2,年有效利用時間1400~1600h;風(fēng)能密度為154~420W/m2,風(fēng)速為3m/s以上的有效風(fēng)力時間為2000h以上;目前鄂爾多斯盆地內(nèi)二氧化碳排放1×108t左右。未來,伴隨化石能源與新能源協(xié)同發(fā)展,鄂爾多斯盆地將在中國率先建成世界級“超級能源盆地碳中和示范基地”,對全球碳中和背景下的能源革命具有重大意義。2.智慧能源體系運(yùn)行機(jī)制世界能源體系歷經(jīng)原始能源體系、古代能源體系、近代能源體系的演化,形成當(dāng)今以化石能源為主,可再生能源為輔的現(xiàn)代能源體系(見圖4a),“資源主導(dǎo)”為其典型特征,在建立起能源資源的開采、運(yùn)輸、加工、消費(fèi)等上下游產(chǎn)業(yè)鏈的同時,也形成了現(xiàn)代化的能源技術(shù)、能源管理、能源市場、能源合作等創(chuàng)新鏈與價值鏈。整體上,現(xiàn)代能源體系仍擺脫不了對化學(xué)能的依賴,體系架構(gòu)為相對簡單松散、單向閉環(huán)的環(huán)鏈型體系。綠色智慧能源體系則以“技術(shù)主導(dǎo)”為典型特征(見圖4b),以提供“安全、經(jīng)濟(jì)、高效、智慧、綠色、可持續(xù)”綜合能源服務(wù)為目標(biāo),依靠能源技術(shù)和能源管理創(chuàng)新“雙輪”驅(qū)動,聚焦煤炭+油氣+新能源+智慧儲能為核心的多種能源協(xié)同,推動化石能源與可再生能源融合、一次能源與二次能源融合、源—網(wǎng)—荷—儲融合、集中式與分布式融合。整體上,綠色智慧能源體系在能源科學(xué)技術(shù)的串連下,各組份系統(tǒng)邊界將逐漸模糊,體系架構(gòu)將更加復(fù)雜緊湊和跨界開放,管理體制機(jī)制將更加靈活高效,綜合服務(wù)功能將更加強(qiáng)大和全面。圖4現(xiàn)代能源體系與綠色智慧能源體系運(yùn)行機(jī)制概圖3.中國綠色智慧能源體系(1)打造韌性與可持續(xù)性兼顧的新型能源安全體系自從70年代石油危機(jī)后,能源安全概念被提出來后,其內(nèi)涵得到了進(jìn)一步的豐富與發(fā)展,并先后形成了4A能源安全概念、RASA系統(tǒng)以及五維賦能(GIFTS)理論框架。能源安全4A概念具體是:能源可利用性(Availability)、資源可獲得性(Accessibility)、環(huán)境可接受性(Acceptability)、成本可承受性(Affordability)。RASA系統(tǒng)包括:系統(tǒng)韌性、可及性、可持續(xù)性和可容忍性。五維賦能(GIFTS)的框架是:能源管理能力、信息融合能力、資金運(yùn)用能力、科技創(chuàng)新能力、系統(tǒng)集成能力。能源安全概念從局限在單一能源資源生產(chǎn)利用及其對環(huán)境影響,逐步擴(kuò)展到整個能源系統(tǒng)的堅(jiān)韌性、可持續(xù)性以及資金、信息、技術(shù)的融合等跨界領(lǐng)域。能源安全問題已從低政治性的國內(nèi)經(jīng)濟(jì)問題,發(fā)展為關(guān)系國家安全的高政治性問題,是當(dāng)前全球最受關(guān)注的關(guān)鍵議題之一,能源安全與能源轉(zhuǎn)型同等重要成為各國能源戰(zhàn)略的基本原則。構(gòu)建綠色智慧能源體系,將面臨傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)尚未徹底解決,而新的風(fēng)險(xiǎn)變量不斷增加等問題。主要來自兩方面:一是在傳統(tǒng)化石能源為主體向新能源為主體的能源轉(zhuǎn)型過程中,一旦新能源發(fā)展出現(xiàn)問題,傳統(tǒng)能源供給出現(xiàn)滯后,將引發(fā)整個能源體系的崩潰,進(jìn)而動搖整個國家產(chǎn)業(yè)體系穩(wěn)定發(fā)展的根基;二是新型能源體系的復(fù)雜化、融合化、跨界化和動態(tài)平衡化,在提供單一組份系統(tǒng)所不具有的智慧、優(yōu)化、高效等優(yōu)勢功能外,也更易受網(wǎng)絡(luò)、管線、極端氣候等局部節(jié)點(diǎn)與外部因素影響,任一環(huán)節(jié)梗阻都會引發(fā)“蝴蝶效應(yīng)”,導(dǎo)致體系崩潰,進(jìn)而對國家經(jīng)濟(jì)和人民生活產(chǎn)生影響,因此提高體系韌性和安全性是構(gòu)建綠色智慧能源體系的基礎(chǔ)和前提必要條件。保障中國能源安全,需基于中國資源稟賦,長期保持對油氣等重要能源和關(guān)鍵礦產(chǎn)資源供給安全的警惕。立足中國發(fā)展階段、資源分布、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)等基本國情,把握中國能源安全發(fā)展的能源獨(dú)立、能源高效、能源綠色、能源智慧“四大趨勢”,科學(xué)研判未來經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展對能源供需平衡的需求,客觀預(yù)判和應(yīng)對能源技術(shù)創(chuàng)新的不確定性與演進(jìn)特點(diǎn)帶來的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。堅(jiān)持先立后破,筑牢筑強(qiáng)傳統(tǒng)化石能源安全供給“壓艙石”,筑高筑大新能源綠色可持續(xù)發(fā)展的“增長極”。不斷增強(qiáng)能源供應(yīng)鏈的安全性和穩(wěn)定性,推動能源生產(chǎn)消費(fèi)方式綠色低碳變革,發(fā)展以穩(wěn)定性能源為依托的新型電力系統(tǒng),加快建設(shè)“綠氫”“藍(lán)碳”產(chǎn)業(yè)。突破基于分布式的生物質(zhì)能技術(shù)、移動能源技術(shù)、智慧儲能技術(shù),有序推進(jìn)新能源與傳統(tǒng)化石能源的安全接續(xù)、安全融合、安全接力,建設(shè)多元供給、多能互補(bǔ)、安全高效的綠色智慧能源體系。(2)建立多元供給的能源生產(chǎn)系統(tǒng)立足國內(nèi)能源獨(dú)立自主,建設(shè)煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多元供給的能源生產(chǎn)系統(tǒng),穩(wěn)步增加能源供給總量。2021年,中國一次能源生產(chǎn)總量43.3×108t標(biāo)準(zhǔn)煤,在過去10年內(nèi)增長了23.4%。預(yù)測到2025年,中國一次能源生產(chǎn)能力達(dá)46×108t標(biāo)準(zhǔn)煤以上,年均增速1.5%左右;2030年,中國一次能源生產(chǎn)能力達(dá)50×108t標(biāo)準(zhǔn)煤左右,年均增速1.6%左右。大幅優(yōu)化煤炭產(chǎn)能結(jié)構(gòu),發(fā)揮保障國家戰(zhàn)略“儲備”與“兜底”作用。2021年,中國煤炭產(chǎn)量29×108t標(biāo)準(zhǔn)煤,創(chuàng)歷史最高水平。預(yù)測到2025年,中國煤炭產(chǎn)量將控制在29.2×108t標(biāo)準(zhǔn)煤左右;2030年,產(chǎn)量將控制在28.5×108t標(biāo)準(zhǔn)煤左右。大力提升油氣勘探開發(fā)力度,發(fā)揮保障國家能源安全“急需”與民生“原料”用品基石作用。2021年,中國石油產(chǎn)量達(dá)到1.99×108t,天然氣連續(xù)5年增產(chǎn),達(dá)2075.8×108m3。預(yù)測到2025年,中國石油產(chǎn)量將穩(wěn)產(chǎn)在2×108t左右,天然氣產(chǎn)量增至2300×108m3左右;2030年,中國石油產(chǎn)量將穩(wěn)產(chǎn)在2×108t左右,天然氣產(chǎn)量約為2600×108m3左右。加快發(fā)展電力及其他清潔能源,推進(jìn)新能源從戰(zhàn)略接替能源向綠色主體能源發(fā)展。2021年,中國一次電力和其他清潔能源生產(chǎn)總量在8.8×108t標(biāo)準(zhǔn)煤,新能源發(fā)電裝機(jī)容量突破10×108kW,年發(fā)電量首次突破1×1012kW·h。預(yù)測到2025年,中國一次電力和其他清潔能源生產(chǎn)總量將增至9.7×108t標(biāo)準(zhǔn)煤,新能源發(fā)電裝機(jī)容量突破11×108kW、年發(fā)電量達(dá)到3.3×1012kW·h左右;2030年,中國一次電力和其他清潔能源生產(chǎn)總量將增至12.5×108t標(biāo)準(zhǔn)煤,新能源發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)16.4×108kW·h以上,年發(fā)電量達(dá)到4×1012kW·h以上。三、儲能技術(shù)(包括儲能技術(shù)分類、儲能材料等,重點(diǎn)介紹一下儲氫技術(shù)及材料)1.儲能技術(shù)分類超級電容器儲能系統(tǒng)。通過廣泛運(yùn)用超級電容儲能體系,能詳細(xì)分析數(shù)據(jù)及挖掘供配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的負(fù)載平衡狀況,可節(jié)約巨大的物質(zhì)資源等。但是,超級電容儲能體系投入成本大,較為適用于供配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)大的區(qū)域,若是有需要,則需隨時分析及檢察供配電網(wǎng)內(nèi)用戶的連接狀況。所以,創(chuàng)新及研發(fā)超級電容器儲能系統(tǒng)期間,各大部門及工作人員需實(shí)時分析、整理總結(jié)電化學(xué)雙層離子在電容器內(nèi)的布局情況,且把基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息傳送至電源管理平臺。在某些供配電網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用超級電容儲能系統(tǒng)設(shè)備的過程保護(hù)好有可能產(chǎn)生外泄的部位。先進(jìn)的超級電容儲能裝置較為適用于弱電極及惰性材料研究,能大幅度減少儲能裝置的投入。抽水蓄能?,F(xiàn)階段,被廣泛運(yùn)用于儲能技術(shù)的就是抽水蓄能電站。需由上游下游兩座水庫來得以進(jìn)行動態(tài)儲能及儲能資源動員。但是,開展抽水蓄能電站項(xiàng)目建設(shè)期間,需全方位分析純抽水、混合抽水及引水抽水蓄能電站的基礎(chǔ)性運(yùn)作機(jī)理,從而有效保障水庫容量達(dá)到預(yù)期目標(biāo),且不會嚴(yán)重影響配電管道的壓力。使用抽水蓄能技術(shù)期間,有關(guān)部門及工作人員需隨時監(jiān)督數(shù)據(jù),確保儲能釋放時間及整體利用率等相應(yīng)指標(biāo)達(dá)到相關(guān)范疇內(nèi)。規(guī)劃及設(shè)計(jì)抽水蓄能電站與其他相關(guān)設(shè)備時,需評估調(diào)鋒填谷、調(diào)頻及調(diào)相功能的相關(guān)開展途徑的可執(zhí)行性,且全面利用活力發(fā)電站的相關(guān)數(shù)據(jù),來確保更完善的機(jī)組運(yùn)行制度。抽水蓄能電站整理利用率把控在70%~80%,依舊有相應(yīng)的提升空間。所以,該儲能技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展及產(chǎn)品研發(fā)過程也會受到整體利用率的影響。飛輪儲能。目前,飛輪蓄能系統(tǒng)更適合于機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)化。在對飛輪儲能體系進(jìn)行配置的過程中,需要對軸承支撐體系、功率轉(zhuǎn)換器、緊急備用軸承及其他相關(guān)輔助設(shè)備的質(zhì)量和性能進(jìn)行全面的檢查和驗(yàn)證。藉由飛輪儲存能量的技術(shù),工作人員和各部門可以快速地獲取有關(guān)的電力供應(yīng)和傳輸資料。在此基礎(chǔ)上提出了一種新的飛輪儲能系統(tǒng)。在對電力供應(yīng)、配電網(wǎng)要求較高的城市、地區(qū),該系統(tǒng)也是一種蓄能技術(shù)方案。但是,當(dāng)采用飛輪蓄能時,需要對與之相關(guān)聯(lián)的軸承負(fù)荷波峰與波谷的變化規(guī)律進(jìn)行細(xì)致的分析。在使用飛輪儲能體系的時候,需要綜合利用各種物理工作機(jī)制和機(jī)械技術(shù),以保證電能轉(zhuǎn)換設(shè)備的正常運(yùn)行。壓縮空氣蓄能。通過對壓縮空氣蓄能電站的廣泛應(yīng)用,可以進(jìn)一步提高抽水蓄能電站的整體利用率,以壓縮空氣的方式來進(jìn)行儲能運(yùn)行,可以直接降低燃料的使用率。然而,在壓縮空氣儲能電站的過程中,需要對電網(wǎng)體系的負(fù)荷變化進(jìn)行全程跟蹤,并計(jì)算出余下電力資源能對付空氣壓縮操作裝置的相關(guān)值。在對壓縮空氣儲能電站和其它相關(guān)設(shè)施進(jìn)行建造和規(guī)劃的過程中,操作人員需要選擇適合的具有較高能量密度的設(shè)施和設(shè)備,在提高燃油總體利用率的情況下,制定出一套良好的儲能體系。利用對應(yīng)的壓縮空氣蓄能器和冷起動設(shè)備,可以對相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。壓縮空氣蓄能電站可精準(zhǔn)鏈接分布式系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)全方位跟蹤、分析等相應(yīng)功能及相關(guān)的性能驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn),從而有效地保障蓄能電站的穩(wěn)定運(yùn)行。2.儲氫技術(shù)及材料在建設(shè)與規(guī)劃壓縮空氣儲能電站及其他有關(guān)設(shè)施時,操作者必須選擇合適的、高能量密度的設(shè)施與設(shè)備,建立一個好的儲能系統(tǒng),同時提高燃料的整體利用率。采用與之相適應(yīng)的壓縮空氣儲存器及冷啟動裝置,可通過動態(tài)調(diào)整各參數(shù)來達(dá)到上述目的。通過對壓縮空氣蓄能器的精確連接,實(shí)現(xiàn)對其進(jìn)行全方位的跟蹤、分析和性能檢驗(yàn),為其安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障[15]。氫能是一種來源廣泛、清潔環(huán)保、靈活高效的清潔能源,同時也是促進(jìn)傳統(tǒng)化石能源清潔高效利用、支持可再生資源規(guī)?;l(fā)展的理想載體。除此之外,氫能產(chǎn)業(yè)還涉及到了能源、化工、交通等多個行業(yè),它的發(fā)展一定會帶動上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為經(jīng)濟(jì)增長提供強(qiáng)勁的動力[16]。進(jìn)入21世紀(jì)后,日本,美國,德國,法國,荷蘭,韓國紛紛制定了氫能源開發(fā)計(jì)劃,對氫能源的發(fā)展起到了引導(dǎo)作用。國家對氫能的應(yīng)用研究也給予了很大的支持,在一系列的能源規(guī)劃中,都提到了氫能的發(fā)展[17-18]。氫能源產(chǎn)業(yè)鏈可以分成上游制氫、中游儲運(yùn)和下游應(yīng)用三個部分,安全、高效的氫能儲運(yùn)技術(shù)是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。在未來,氫燃料電池汽車的大規(guī)模應(yīng)用中,最重要的是改善儲氫技術(shù)[19]。當(dāng)前研究和應(yīng)用中的氫能儲存方式主要包括了以下內(nèi)容:高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、金屬氫化物儲氫以及有機(jī)液體儲氫[20]。高壓氣態(tài)儲氫。高壓氣體儲氫是指在高壓下,將氫氣直接壓縮到一個耐高壓的容器中來儲存,是目前世界上最成熟和應(yīng)用最廣泛的一種儲氫方式。與其他儲氫方法相比,這種方法對技術(shù)的要求更低,充氫放氫速度更快,設(shè)備結(jié)構(gòu)也更簡單,因此它是加氫站中使用較多的技術(shù)。但是,這種方法存在著體積小,存在著泄露和爆炸等安全風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前,高壓氣態(tài)儲氫容器主要分為4種類型,分別是:純鋼制金屬容器(I型)、鋼制內(nèi)囊纖維纏繞容器(Ⅱ型)、鋁內(nèi)囊纖維纏繞容器(Ⅲ型)及塑料內(nèi)囊纖維纏繞容器(Ⅳ型)。在國內(nèi),在加氫站等地方,固定式儲氫壓力容器大多使用的是鋼制的金屬容器,移動式儲氫壓力容器儲氫瓶多被應(yīng)用在氫燃料電池車等領(lǐng)域,I型、Ⅱ型儲氫瓶儲氫密度低、安全性能差、重量大。Ⅲ型、Ⅳ型儲氫瓶由內(nèi)膽、包裹材料(碳纖維強(qiáng)化樹脂層及玻璃纖維強(qiáng)化樹脂層)構(gòu)成,它減輕了氣瓶的重量,還增加了儲氫壓力,提高了單位質(zhì)量儲氫密度,適合于車載儲氫。當(dāng)前,在我國推廣的氫燃料電池車中,大部分都采用了公稱工作壓力為35MPa的Ⅲ型車載儲氫瓶,70MPaⅢ型儲氫瓶已開始應(yīng)用和推廣,《車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》(GB/T35544-2017)發(fā)布,對III型車用儲氫瓶的型式、參數(shù)、技術(shù)要求、測試方法、檢測規(guī)則、標(biāo)識、包裝、運(yùn)輸、貯存等進(jìn)行了規(guī)范,但目前對其性能的研究還很少。III型車用儲氫瓶的測試標(biāo)準(zhǔn)為T/GDASE0017—2020《車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶定期檢驗(yàn)與評定》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)適用于使用在汽車上作為燃料容器,使用在70MPa以下,額定水量不超過450升,以壓縮氫氣作為儲存介質(zhì),工作溫度在-40℃以下,在汽車上作為燃料容器使用的可反復(fù)充電的氣瓶。2020年十月,中國技術(shù)監(jiān)測信息學(xué)會頒布,浙江大學(xué)等機(jī)構(gòu)制定的《車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》,對其公稱工作壓力不大于70MPa,容積不大于450升,工作溫度不小于-40攝氏度但不大于85攝氏度時,應(yīng)滿足的規(guī)格與參數(shù),技術(shù)要求,測試方法,檢驗(yàn)規(guī)則,安裝保護(hù),標(biāo)志,包裝,運(yùn)輸與貯存等方面作出了明確的規(guī)定。低溫液態(tài)儲氫。液態(tài)儲氫技術(shù)是一種利用液態(tài)儲氫技術(shù),可以極大地提高儲氫密度和儲氫能力。但也有一個缺陷,那就是氫液化的能源消耗很大,每一公斤氫的液化,都需要4-10千瓦的電力。另外,因?yàn)闅錃獾姆悬c(diǎn)為-2530℃,極易揮發(fā),所以在儲存液氫時,必須要有一種能耐極低溫度,能維持極低溫度,能承受極高壓力,還要有極高的密封性,這就造成了制作困難,造價也很高。液氫儲存和運(yùn)輸是各國研究和開發(fā)的熱點(diǎn),并已經(jīng)取得了一些進(jìn)展,在美國,日本,法國等國,液氫儲存已經(jīng)被用于汽車上的氫氣儲存,但是其技術(shù)尚不成熟。以往在國

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