丁仲礼院士:假定2060年不得不排放的CO2有25亿吨,中国如何实现碳中和?

2021年6月10日
文章来源:零碳圈
5月30日,中国科学院第二十次院士大会举行学部第七届学术年会全体院士学术报告会。中国科学院学部学术年会旨在紧密围绕国际科技热点,聚焦国家创新发展战略需求,前瞻学…

5月30日,中国科学院第二十次院士大会举行学部第七届学术年会全体院士学术报告会。中国科学院学部学术年会旨在紧密围绕国际科技热点,聚焦国家创新发展战略需求,前瞻学科领域发展新方向,积极发挥学术引领和科技智库作用,展现学部重大学术咨询研究成果,引导社会尊崇科学思想和方法,促进公众提升科学意识和素养。

会上,中国科学院院士丁仲礼作了题为《中国“碳中和”框架路线图研究》的专题报告,介绍了中国科学院学部近期围绕碳中和问题所布局的咨询项目进展情况。丁院士是中国科学院地质研究所第四纪地质与古气候博士,研究员,博士生导师,在第四纪地质,特别是中国黄土研究方面做出杰出贡献。曾任民盟中央主席、中国科学院副院长,中国科学院大学校长、十三届全国人大常委会副委员长、  第十一届、十二届全国人大常委会委员、全国人大教育科学文化卫生委员会委员、第十届全国政协委员。

针对碳中和问题中的科技需求,中国科学院学部设立重大咨询项目“中国碳中和框架路线图研究”,目标是设计初步路线图,可供研讨、修订、完善,同时在如何落实“路线图”上,提出操作层面的建议。

会议总览

会上,丁仲礼院士首先介绍了各国应对气候变化的现状、目标与行动。由于中国提出的2030年碳达峰峰值并不存在天花板,要完成2030年达峰并不困难,但从空气质量考虑,还是要尽量压低峰值。也因此双碳目标的研究重点在于2060年的“中和”如何达成。我们都知道,一个国家的发展程度同人均累计碳排放密切相关。从中国的现状来看,中国的累积人均排放还远远低于全球平均,所以中国的碳中和之路困难重重,难度远胜发达国家。

目前,全球每年的碳源达401亿吨二氧化碳当量,其中14%来自土地利用,86%来自化石燃料利用;而碳汇,46%留在了大气,23%被海洋吸收,31%被陆地吸收。碳中和就是让碳排放与碳固定达到平衡,碳固定的途径有很多,下图为未来碳中和的主要途径:

咨询项目路线图分为排放端和固碳端,以及政策法规推动和技术需求清单:

下图是咨询项目九个专题在“2060年不得不排放的CO2假定为25亿吨”条件下的情景设计与综合:

各专题总结

排放端(专题1~专题4)

专题1 未来能源消费总量预测:

专题2 非碳能源占比阶段性提高途径:

根据目前中国的能源结构——煤油气占比高达85%,未来中国的能源结构转型形势严峻。

所以一定要为未来的能源结构调整绘制出路线图,以达到2060年的排放目标。

就目前的初步认识而言,非碳能源的占比提升不会是线性的,主要依靠技术的突破来推动。煤炭能源还会存在较长的时间,所以煤炭清洁利用技术需要重视。同时中国不能放弃裂变能的开发,并要利用好丰富的风、光、地热资源实现稳定输出,成为碳中和的后盾。

专题3 不可替代化石能源预测:

主要解决:哪些领域的能源难以替代?这些领域需要多少化石能源消耗?二氧化碳排放是多少?

初步来看,工业领域消耗能源体量大,会遇到较多困难。丁院士继而提到解决能源结构问题的途径就是构建两端发力体系。目前二氧化碳排放发电端占47%,消费端占53%,较为平均。通过在发电端增加非碳发电占比到接近无碳发电,在消费端推进电力替代、氢能替代、地热替代可以调整能源结构,全面控制二氧化碳排放。

专题4 非碳能源技术研发迭代需求:

 固碳端(专题5~专题8)

专题5 陆地生态系统固碳现状测算:

主要研究,陆地系统现在可以固多少碳?固碳的速率如何?不同有机碳到何时会平衡?碱性土壤碳酸钙固碳的累积速率和人为固碳的可行性。

从目前的现状来看固碳的大头落在生态工程建设,占总固碳的56%。

专题6 陆地生态系统未来固碳潜力分析:

专题7 碳捕集利用封存技术评估:

国际上现有的负排放技术见下图

拟解决的核心问题是碳捕获、利用与封存技术的现状与发展趋势,未来的突破口与经济性能,如何集群化与产业融合,地址选择。

专题8 青藏高原率先达标示范区:

青藏高原人为碳排放小,是新能源重要基地,且有许多退化的草地,增汇潜力大。

政策端 (专题9)

专题9 政策技术分析研究:

目前中国的减排现状是政府政策大于市场机制,为了需要市场机制发挥更多作用。

总结

丁院士最后提出了五点看法。第一、中国碳中和框架路线图已经初步成形,碳中和既是挑战又是机遇,因此要积极看待碳中和。第二、完成这个转型需要坚持市场为导向,能源结构、能源消费、人为固碳“三端发力”。第三、路线图的确定还需要多听取各方意见,不要急于确定。第四、丁院士还提到在大转型中,行业协调共进极为重要,不能让不作为企业反而盈利更多,分行业设计碳中和路线图需要尽早完成。第五、由于固碳类型多样、计算复杂,国家需要尽早建立系统的监测、计算、报告、检验的标准体系,把握话语权。

参考资料

丁仲礼院士:中国“碳中和”框架路线图研究,https://www.bilibili.com/video/av803471229

全国人民代表大会,第十三届全国人民代表大会常务委员会副委员长丁仲礼http://www.npc.gov.cn/zgrdw/npc/fwyzhd/2018-03/18/content_2050511.htm

张之豪,中国科学院公布“碳中和”框架路线图研究进展,中国日报网,2021年5月30日http://cn.chinadaily.com.cn/a/202105/30/WS60b3516fa3101e7ce975262e.html?ivk_sa=1023197a

(整理/总结 徐发发)