发展氢能技术是实现碳中和目标的重要路径.doc
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1、发展氢能技术是实现碳中和目标的重要路径碳达峰、碳中和是能源体系的一场深刻变革,也是“一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”,更是实现中国快速发展换道超越的重大机遇。2021年将是中国启动终结近170年来人类依靠化石能源时代的元年。氢能不仅是动力的重要来源,更重要的是其能源属性可以助力构建以新能源为主体的新型电力(能源)系统。发展氢能技术是实现碳中和的重要途径。固态氧化物电池(SOC)是实现氢能利用的关键途径,既可以电解水产生氢,又可以共解二氧化碳,还可以提供低碳(零碳)电力,实现跨季储能,美国和欧洲已有许多成功的案例。发展SOC及其相关技术,是未来新技术、新产业的重要选项。我国应以欧洲碳中和脱碳
2、之路为鉴,超前布局“绿色氢”“绿色碳”“绿色电”等低碳技术,进而构建新能源为主体的新型电力(能源)系统,尽早实现碳达峰、碳中和,坚定不移推进能源革命与生态文明建设。碳中和是全球大趋势随着应对气候变化问题成为全球各国政府的共识,推进碳达峰、碳中和成为全球大趋势,也正式提上了各国政府工作的议程和时间表。众所周知,控制好二氧化碳排放是实现碳达峰、碳中和(以下简称“双碳目标”)的核心。据研究发现,二氧化碳与全球气温升高存在明显的、线性的正相关关系。1880年第二次工业革命至2018年间,人类活动造成大气中温室气体浓度明显增加,远远超出工业化前几千年的平均水平,同一时间全球温升达到1.2摄氏度,而且在过
3、去几十年内,二氧化碳排放上升速率快速增长。如果不加以控制,到本世纪末,气温上升将达到3摄氏度。研究结论指出,当全球温升超过2摄氏度时,海平面上升、冰川融化,整个自然生态系统都将遭受不可修复的破坏。这也是全球各国政府达成巴黎协定致力减少温室气体排放、将温度上升控制在2摄氏度之内,并力争控制在1.5摄氏度的重要原因。2014年,据国际能源署(IEA)统计数据结果显示,全球主要经济体温室气体排放总量达480亿吨,其中美国66亿吨、欧盟43亿吨、中国125亿吨,而美、欧、中的非二氧化碳温室气体排放量分别为13亿吨、8.2亿吨、20亿吨,非二氧化碳温室气体排放量占比分别为20%、19%和16%。从数据上
4、看,我国温室气体排放量占全世界四分之一左右,当然这与工业规模、人口等因素有关。实际上,从世界范围来看,二氧化碳排放与工业、与能源密切相关,总体而言,能源消耗的增加也与二氧化碳的增加存在线性正相关关系。近年来,欧洲、美国和日本已经完成工业化,高耗能产业已经逐渐退出或转移,经济增长与能源需求基本脱钩,均已经碳达峰,达峰时间分别为1987年,2007年以及2008年。而中国目前仍处于工业化、城镇化进程中,一次能源消费仍处于增长趋势中,而且,与欧盟、美国、日本相比,中国从碳达峰到碳中和的时间要短得多,从碳达峰到碳中和的时间只有30年,因此,要付出更加艰苦的努力。作为二氧化碳排放的主要来源之一,能源电力
5、行业在我国实现“双碳”目标的过程中扮演着领军者、主力军的角色,我们必须探索打造属于未来的低碳(零碳)能源电力系统。“双碳”目标:中国的使命与担当“双碳”目标体现了中国的使命与担当,实现“双碳”目标具有政治、经济等层面的多重意义,但同时也面临着诸多困难与挑战。在升温控制在2摄氏度目标下,中国2050年一次能源消费与构成的目标是:非化石能源占比大于70%,非化石电力占比大于90%,终端电力比重55%以上。这一目标极具挑战性,但任何事情都是相对的,这不仅仅是挑战,还是机遇。实现2摄氏度目标导向的转型路径,20202050年需要新增加投资约127万亿元,约占每年GDP1.5%2%。因此,“双碳”目标也
6、会带来经济增长点和新就业机会。“双碳”目标具有三个重大意义:首先,实现“双碳”目标是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,事关中华民族的伟大复兴。如今,中国的发展、中国的地位已经受到世界瞩目。以美国为首的西方世界,试图反对中国的一切理念和行动,但气候变化问题作为人类共同关心和支持的话题,没有人能够提出反对意见。习近平总书记正是敏锐地洞悉了气候变化这个话题的重要性,从而占据主动地位,提升了中国的国际地位和话语权。其次,“双碳”目标意味着能源领域的深层次革命,而历史上能源领域的数次革命都推动了工业革命,实现社会的完整进步。未来,清洁能源将彻底取代化石能源作为基础性能源的地位,这意味着传统的能源电力行
7、业要发生颠覆式的革命。中国将通过对国民经济的基础命脉发起一次根本转变,从而去倒逼中国经济实现绿色发展。最后,众所周知,我国70%的石油依赖进口,长期受美国压制。前述能源电力的深层次革命就是要通过清洁能源的替代,彻底摆脱对石油的依赖,进而打破西方社会利用石油能源对我国的封锁,改变全球以石油为主导的地缘政治格局。170年来人类依靠化石能源的历史即将迎来终止符,我国将用未来四十年的时间迅速完成从化石能源到清洁能源的过渡。同样也要认识到,“双碳”目标的时间紧、难度大、任务重,我们会遇到许多挑战,其中有三点挑战是最困难、也是最核心的。第一大挑战是消纳问题。2030年我国风、光发电装机总容量至少将达12亿
8、千瓦,换言之至少是现有装机容量的23倍,能否有效消纳风光电能将成为重大挑战:我国风光资源主要集中在三北地区,然而三北地区负荷水平普遍偏低,自身消纳能力弱;特高压输送容量还有待大幅提升;同时,按现有技术,特高压输送必须配套稳定电源,而现阶段大部分地区配套了一定比例的煤电,到2030年后,大规模建设煤电站来配套新能源输送,显然不大可能了。因此,我们必须探索新的风光电能的消纳之道。第二大挑战是由中国的能源禀赋带来的。中国主要是化石能源并以煤炭为主,除了大力发展新能源和低碳产业以外,如何有效实现二氧化碳的中和将是一个重大挑战。据预测,2030年二氧化碳排放约为105亿吨,2060年约为2030亿吨,自
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