中國能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及實現(xiàn)碳中和的難點
中國能源體系本質(zhì)是一個高碳、高煤的系統(tǒng)。依據(jù)2019年能源消費數(shù)據(jù)，圖1展示了我國的能源消費結(jié)構(gòu)?？梢钥吹剑禾空寄茉纯傁M的57.7%，石油占18.9%，天然氣占8.1%，水電、核電、風電等非化石能源占15.3%。而化石能源合計占84.7%，占能源總消費的絕大部分。IPCC的綜合評估報告認為，化石燃料的使用是造成人為溫室氣體排放、導致全球氣候變暖的主要原因。我國以碳基為基礎(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，中國的碳排放也將難以得到有效控制。
圖1各類能源占總能源消費比例
同時，我國的電力生產(chǎn)仍然以燃煤火電為主?；痣娬急燃s為59.2%，風電、光電、核電等非化石能源發(fā)電占比近41%。各類電力的裝機容量情況如圖2所示，截至2019年底，水電裝機容量為3.6億千瓦、火電為11.9億千瓦（包括煤電10.4億千瓦、氣電9022萬千瓦）、核電為0.49億千瓦、風電為2.1億千瓦（陸上風電2.04億千瓦、海上風電593萬千瓦）、并網(wǎng)太陽能發(fā)電為2.0億千瓦。
圖2各類電力的裝機容量
從發(fā)電量看，2019年，全國全口徑發(fā)電量為7.33萬億千瓦時，全國非化石能源發(fā)電量為2.39萬億千瓦時，占全國發(fā)電量的比重為32.6%。全國全口徑火電發(fā)電量為5.05萬億千瓦時，煤電發(fā)電量為4.56萬億千瓦時，其余為天然氣發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等?？梢娔壳暗碾娏碓粗饕€是煤電，發(fā)電過程中煤炭的高比例使用意味著大量二氧化碳的排放。
目前實現(xiàn)碳中和目標的難點有以下三個。一是我國碳基能源比例過高，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，因此加快推進對非碳能源的使用是減碳目標實現(xiàn)的重點。二是使用非碳能源可以實現(xiàn)減碳，但是沒有達到碳中和即固碳效果。減少含碳燃料的使用應同時配合各類固碳方法，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的實現(xiàn)。三是實現(xiàn)碳中和的各種技術(shù)成本居高不下，有待實現(xiàn)技術(shù)突破以降低成本。
（二）通過節(jié)能實現(xiàn)減排是最經(jīng)濟、最直接的路徑
通過節(jié)能實現(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能源的需求。
實現(xiàn)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，使經(jīng)濟增長從依賴資源、能源的大規(guī)模投入轉(zhuǎn)向依靠創(chuàng)新驅(qū)動，形成新的高附加值制造業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)，既是我國經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級的要求，也是建設(shè)生態(tài)文明、實現(xiàn)碳中和目標的必然要求。
?。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，進而降低高碳能源主要是煤炭在總能源消費中的比重，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，發(fā)展空間受到一定的限制。
可再生能源是未來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，將通過降低總體碳排放，大大減輕實現(xiàn)碳中和的壓力。
?。ㄋ模┨蓟茉吹难h(huán)利用是我國實現(xiàn)碳中和的必由之路
化學碳循環(huán)是利用化學工業(yè)過程，把工業(yè)過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。通過這樣一個循環(huán)過程，可以實現(xiàn)碳中和或者部分碳中和。如果這一過程使用的能源來自綠色電力如風電、光伏發(fā)電，這一過程就可以是碳中性的能源路徑。要實現(xiàn)2060年碳中和的目標，需要同時結(jié)合生態(tài)改善和化學碳循環(huán)兩大路徑。
?。ㄎ澹┥鷳B(tài)固碳
實現(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，就是通過森林、草原、濕地的植被和水體進行碳的吸收和固定。據(jù)簡單測算，單純靠森林吸收和固定二氧化碳，每10億噸二氧化碳需要1000萬平方公里的森林面積，而我國2020年二氧化碳排放總量預計達到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)超過了我國的陸地國土面積，因此通過生態(tài)固碳實現(xiàn)碳中和并不現(xiàn)實。但是，大規(guī)模森林恢復和建設(shè)是非常必要的，因為森林不僅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，減少氣候災害和地質(zhì)災害，改善整體的生存環(huán)境和發(fā)展環(huán)境。
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