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对话贺克斌:实现碳中和可以发展虚拟电厂,购买新能源车就是为减碳做贡献
  • 作者:搜狐财经
  • 发布时间:2021-07-05 00:26:17
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搜狐财经联合《经济》杂志系列访谈——“致知100人”第128期(点击“阅读原文”进入专题)

本期嘉宾:中国工程院院士、清华大学环境学院教授 贺克斌

出品 | 搜狐商学院

编辑 | 郑青春

主编 | 王德民

6月底,全国碳排放权交易市场(以下简称全国碳市场)将在上海正式启动交易。全国碳市场是我国实现“碳中和”目标的重要抓手,根据规划,我国将在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的目标。

近日,著名环境工程专家、中国工程院院士、清华大学环境学院教授贺克斌在“人文清华”讲坛发表名为《碳中和,未来之变》的演讲。搜狐财经《致知100人》栏目在讲坛结束后对贺克斌院士进行了专访。

贺克斌表示,全国碳市场上线交易是迈向碳中和的重要举措。据贺克斌介绍,在2008-2016年间,欧盟碳排放交易体系ETS机制减少了超过10亿吨二氧化碳,约减少了欧盟总排放量的4%。我国从2011年开始陆续在北京、上海、深圳等地试点碳市场。今年全国碳市场的启动,将使传统企业转型升级的动力更加强劲,也将大大推动我国的二氧化碳排放量降低。

对于未来碳减排路径的选择,贺克斌表示可以通过资源增效减碳、能源结构降碳、地质空间存碳、生态系统固碳、市场机制融碳等“五碳并举”的措施来攻克难关。其中能源结构调整的贡献占主导地位,而能源结构的转型很大程度上取决于非化石能源比例的大幅度提高。

他指出,对于高物耗高能耗的、以及化石能源供电的企业要逐步实现转型,要有序和平稳的衔接,这个过程要大幅度发挥资源增效减碳的作用,腾出一定的时间周期让能源结构的衔接有序进行。

贺克斌表示,实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,将带领我们高质量实现“美丽中国”目标,并带来观念重塑、价值重估、产业重构、广泛影响等根本性变化,深刻影响政府、企业、个人的行为。在全球推进碳中和的进程中,世界经济发展观念会发生根本性变革,将从资源依赖型向技术依赖型转变。

据国际能源署(IEA)今年发布的《2050年净零排放:全球能源行业路线图》,2050年实现净零排放的关键技术中,50%目前尚未成熟。贺克斌说,这就需要对可再生能源发电、储能技术,与之匹配的技术等加大研发力度,形成国际竞争力。

“全球风光资源分布则相对更均匀,未来风电光电等新能源比例逐渐上升后,谁的新能源技术领先,谁有效利用的能源就更多,经济发展走向技术依赖型。因此迫切需要科技创新,这也成为各国竞争的新焦点。”贺克斌表示,风光发电相关的技术,包括储能技术,这些都是未来非常重要的领域。

贺克斌还表示,未来大规模使用风光发电需要提高供电系统的稳定性以及消纳能力,虚拟电厂就是其一。未来高比例使用的电动车就相当于一个容量巨大的分布式储能系统。“比如针对建筑用电,风光发电多时就直接用电网供电,并蓄存多余电。在发电少的情况下,则通过蓄电装置、链接电动汽车的充电桩和负载调节保障建筑用电。”贺克斌表示,对于个人来说,购买新能源车参与虚拟电厂的行为,将助力风光发电储能消纳的系统匹配早日建成,也是在为减碳做贡献。

对于我国碳达峰、碳中和的目标,贺克斌表示,当前已经有些地方已经实现了碳达峰,“中国人说到做到,我们一旦宣布了这个目标,就一定能实现,如果科技创新能够带动产业提升,碳达峰、碳中和还有可能会实现得更早。”

以下为采访内容:

02:14

搜狐财经:今年6月底我国碳市场将正式启动,如何提高我国碳市场交易的有效性?

贺克斌:在市场里,资源是有限资源的。实际上仅有碳达峰不是闭合体系,是一个开放体系,如果没有后面的碳中和,这个碳达峰的峰值多高,以及在峰顶上多长时间,都没有时间和量的约束。

在《巴黎协定》签署之前,欧盟在1980—1985年就已经达峰了,但一直停留在峰值即所谓的平台期上,现在要为2050年实现碳中和开始下降,所以他从碳达峰到碳中和有71年的时间。而我国2030年实现碳达峰,2060年要实现碳中和,这期间只有30年。

一旦有碳中和的目标,原来峰值高的国家,下来的就陡,所以未来的降碳路径就有了相对闭合的约束。这个闭合的约束对于碳交易市场就形成了基本条件,资源有限才能形成强有力的价格约束,从市场的角度看,碳中和强有力地推动了碳市场的设计。

全国碳市场的形成是发挥市场机制的有效举措,能大幅推动降碳技术的应用。这些技术在不同时间空间范围里,谁先用后用、多用少用在市场上还有一个调节机制功能。因此,用碳市场驱动,能最大限度地用好财力资源,用最少的投入资金获得最好的减排效果。

02:08

搜狐财经:前段时间福建三明发布了全国首张林业碳汇票,您如何看待林业碳汇的空间市场?除了这个之外,像海洋、矿物等生态价值是否也能通过这样的机制交易?

贺克斌:所谓“碳汇”,是指通过植树造林、森林管理、植被和陆海生态恢复等措施,利用植物光合作用吸收大气中的CO,从而减少温室气体在大气中浓度的机制。生态系统的固碳能力主要依靠植物的光合作用,将大气中的CO转化为碳水化合物,并以有机碳的形式固定在植物体内或土壤中。

湿地修复、生态系统修复、海洋生态修复也好,它们本身就有生态价值,但这个生态价值始终没有一个货币化的表达方式,因为很综合。碳现在可能是第一个能比较清晰地货币化表达出它部分生态价值的要素。

三明的林业碳汇票在碳上体现了它的价值,但这只是价值之一,还有很多其他的生态价值,现在需要生态经济学家和环境经济学家把其他价值更加明确地货币化,但仅仅是碳这个要素就已经形成了一个拉动力。它会强有力地拉动美丽中国建设和生态环境改善,不仅是PM2.5的降低,对于未来生态修复和生态建设也是很重要的拉动力。

02:25

搜狐财经:在实现碳中和这个目标上,我国可以着重发挥哪些优势?

贺克斌:有专家认为欧洲主要是靠民众的支持,美国主要靠市场,而我们是把老百姓的支持、政府的宏观调控和市场结合起来。在减污降碳协同增效上,我们可以利用制度优势设计出一个很好的协同路径。这是其中一个很重要的优势。

另外,我们在科技创新上也有发力的潜力,不能说和欧美国家比都有优势,但是我们起跑点并不低。风光发电、电动车等技术水平以及规模化应用,我们是有优势的。

此外,全世界大规模风光资源利用将面临一些稀有矿产资源约束,如针对光伏发电的多晶薄膜材料制造,很关键的稀有元素铟和碲,中国恰恰在这些稀有元素的储量或精加工能力方面具备相对优势。

搜狐财经:在实现碳中和的路径中,其中能源结构减碳是其中非常重要的路径之一,能源产业应该如何实现转型?

贺克斌:能源结构减碳很大程度取决于非化石能源比例的大幅度提高。要转型的主要有两类企业:

一类是“双高”,高物耗高能耗的企业,在资源增效减碳的方面,他们的竞争力就受到越来越大的抑制。

还有一类就是化石能源供电。到2060年的过程中,以化石能源发电为主的企业的发展空间就会受到很大抑制。这个过程要通过资源增效减碳大幅度地发挥作用,腾出一定的时间周期,让能源结构的衔接更有序和平稳地进行。

搜狐财经:目前风电光伏的发电还没有大规模应用,挑战是什么?

贺克斌:最大的挑战在于风光发电的不稳定性与储能消纳的系统匹配还没有建立完成。。

化石燃料发电,供电系统相对可控,可实现“以需定供”。电力需求增加,可通过增建火电厂,增加负荷也就是多烧煤等化石燃料来满足。而风光发电量大小是在不同时空范围内波动比较大的,从供应侧最多只能更加精准地预报它,这是相对不可控的因素。

由于风光发电供应侧存在的不可控因素,电网系统的稳定性就要通过储能和用电系统的调节来实现,即所谓“以供调蓄”和“以供调需”,虚拟电厂就是其一。

未来从燃油车逐步转到电动车的时候,高比例大规模使用电动车会形成规模化的分布式储电能力,利用将来普及化的充放电桩双向基础设施系统,可通过电网电价的变化等市场机制调节充放电,当千家万户的车参与进来以后,比如全国3亿辆电动车就形成3亿个分布式储电点。通过虚拟电厂就可以实现规模化的“以供调需”。

此外,未来电动车回到家里在停车位后,还可以直接跟家里的用电系统关联供电,下班期间家里就可以先用白天充满的可能相对便宜的电,而不去用这个时段电网的电,这在家庭财务上也是获益的。

针对建筑用电,风光发电多时就直接用电网供电,并蓄存多余电。在发电少的情况下,则通过蓄电装置、链接电动汽车的充电桩和负载调节保障建筑用电。

所以大规模用风电光伏最大的挑战就是消纳能力,消纳能力要通过集中储能和分布式储能来调节。

还有一个就是“光储直柔”建筑。(“光储直柔”即光伏发电、储能、直流、柔性应用,此技术的应用最低可使建筑用电节约10%左右交直流转换损失。)大量的建筑屋顶,如果高比例的利用上了,相当于这片土地除了建筑以外头上还顶了光伏发电的面积,而它本身又可以在建筑里设计储能的技术,用直流电调节,就是自产自用解决了一部分。有研究表明,如果北京市的屋顶都利用上,北京市可能获得的光伏电是北京市用电的2倍,当然这是理论值,但很值得深入研究和未来开发挖掘。

这些都是大比例风光利用的时候就要有的灵活 “用”和“储”系统,而目前之所以风光发电还没有快速大规模发展起来,是“用”和“储”的这套系统还没有迅速发展起来,需要有一个过程,也是某种意义上的新基建。

搜狐财经:您觉得我国未来在“十四五”期间要重点突破的技术有哪些?

贺克斌:风光发电相关的技术,包括储能技术,都是未来非常重要的领域。所谓技术依赖型,依赖原始资源的空间均匀度这是最根本的,有再先进的煤油技术,没有煤油的资源也不匹配,但是风和光哪都有,只是多少和密度强弱的问题。

全球风光资源分布则相对更均匀,未来风电光伏电等新能源比例逐渐上升后,谁的新能源技术领先,谁有效利用的能源就更多,经济发展走向技术依赖型。科技创新,也将成为各国竞争的新焦点。未来的很多技术应该是全世界的,当然国与国之间是有竞争的,发电、储能、系统匹配这些技术,这是最关键的大头。

搜狐财经:我国现在还是发展中国家,工业化、城镇化还在进行当中,您觉得实现碳达峰、碳中和对城镇化进程有哪些影响?

贺克斌:整体上是良性的影响,新的建设往“光储直柔”这个方向走,整个城市的道路系统、停车系统都要跟新一代的电动车相结合。

还有智能城市、智能建筑、智能交通的建设,相当于5G、大数据、自动驾驶等信息技术都是拉动城镇化向新一代的环境气候友好的城市发展。双碳目标还会推动无废城市和无废社会的加速发展。

虽然这个过程有很多挑战,起步慢,但是方向是明确的,后面还可以加速。近期要克服很多困难,比如用燃煤的电厂,未来这些高碳的电厂生命周期没有那么长了。而一个厂合理的周期是30年、40年,再新建就意味着未来可能会浪费,可能当光伏发电的大规模应用的时候这些东西就拆掉了。

搜狐财经:目前有些省市已经提出要在“十四五”期间实现碳排放的目标,碳达峰、碳中和有望在2030年和2060年之前实现吗?

贺克斌:现在有一部分省市已经碳达峰了,只是现在还在核定,包括像北京市,可能在2012年前后碳排放就已经稳定了,有点小波动。但是最终核定它到底哪一年就是达峰,还没有正式宣布,全国已经有几个省市达峰,还有已经接近达峰的,“十四五”就能实现的。

我相信没有其他意外因素,比如重大自然灾害、战争等,我们确定能在2030年前达峰,中国人说到做到,只是提前多少时间的问题。2060年碳中和现在细说还有点早,难度是很大,不可能轻轻松松完成。但是我们一旦宣布了这个目标,就一定能够实现。如果科技创新突破,带动产业加速提升,还有可能会更早实现。

搜狐财经:发达国家已经走过了高污染排放的老路,我国作为发展中国家应该如何避免走这条老路,有哪些经验可以借鉴?

贺克斌:可以说在一定程度上我们已经避免和借鉴了。有研究表明,如果以人均GDP在3000、5000、7000、10000美元对应的污染排放量、污染程度来衡量,我们都优于发达国家曾经的经历,我们已经借鉴了他们曾经的教训与经验。

实际上国际社会近几年倒是在推荐一些中国的经验。2018年在联合国环境大会上发布的联合国环境署《北京二十年大气污染治理历程与展望》评估报告,对北京从1998—2017年空气质量怎么一步一步改善的历程做了梳理,像怎么调整能源结构,怎么治理交通、工业等等这些过程,获国际社会强烈反响和高度认同。两任联合国副秘书长积极评价:“北京成为全球城市空气质量改善最为成功的案例”,“为全球提供了北京经验” 。反复被联合国向全球推崇。最近伊朗已将报告全文翻译成波斯语,作为伊朗大气污染治理的重要参考。

中国是工业体系最完备和最大的发展中国家,年均GDP还在中高速增长。世界历史上很少能找到像北京这样,20年间GDP涨了13倍,机动车保有量涨了5倍,污染物浓度还能全面持续降下来的城市。我们在这个过程确实创造了一些经验,值得其他国家学习。

搜狐财经:碳达峰的目标和每个人都息息相关,个人如何为减碳贡献自己的力量?

贺克斌:各地已有一些做法在激励个人贡献。上海用了一个叫“碳币”的形式,如果做了减碳的行为给你记录下来,可以兑换相应的东西。天津滨海新区也有一个激励措施,垃圾分类放对对了地方就可以得到奖励券,能在一定范围的超市兑换商品。

作为个人来说,总体还是要提倡简约式的生活,避免浪费的生活习惯。当然买新能源车也是贡献,将来哪怕你在里面充电放电,参与虚拟电厂的行为,也是在帮着高峰期储电,低峰放电,这也是在做贡献。



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