碳達峰

碳達峰是指我國承諾2030年前,二氧化碳排放量達到歷史最高值,二氧化碳的排放不再增長,碳排放進入持續下降的過程,碳排放的最高點即碳達峰。

碳達峰示意

碳中和

碳中和是指企業、團體或個人測算在一定時間內,直接或間接產生的溫室氣體排放總量,通過植樹造林、節能減排等形式,抵消自身產生的二氧化碳排放,實現二氧化碳的“零排放”。

碳中和示意

人類活動沖擊了原有的碳循環系統中碳源和碳匯的平衡,化石能源的燃燒等因素導致大氣中的二氧化碳濃度上升,這是造成氣候變化的主要原因。氣候變化是當今人類面臨的全球性的挑戰,碳達峰、碳中和的目標就是為了積極應對氣候變化以及使我國實現可持續發展。

碳循環系統中碳源和碳匯的平衡

化石能源

化石能源是一種碳氫化合物或其衍生物,由古代生物的化石沉積而來,是一次能源,具體為煤炭、石油和天然氣等。化石能源是全球消耗的最主要能源。

我國能源消費總量中,煤炭的消費占比最大。煤炭在我國能源消費中長期占據重要地位,以煤炭等化石能源為主導的能源結構會持續導致二氧化碳排放的增加。

我國能源消費結構

我國經濟社會的快速發展,伴隨著能源消費的大幅度增長,能源消費總量折算為標準煤計算,由2005年的26.1億噸標準煤上升至2023年的接近50億噸標準煤,增幅達90.8%。

我國能源消費總量

與此相對的非化石能源,包括水電、核電、風電和太陽能發電等。

非化石能源

2005年我國非化石能源消費比重僅為7.4%,2023年該比重提升至15.8%,可以看出非化石能源在我國能源消費構成中的占比有所提升。

我國非化石能源消費比重

從發電裝機規模來看,現階段非石化能源中水電的發電規模最大,為3.7億千瓦,風電和太陽能發電的發電規模則為2.8億千瓦和2.5億千瓦,核電的發電規模為4989萬千瓦。

從發電裝機規模增速來看,水電和核電平穩增長,而風電和太陽能發電則快速增長,其中2009年風電的發電裝機規模只有1760萬千瓦,而2023年的規模則大幅增長至2.8億千瓦。

太陽能發電2009年的發電裝機規模只有3萬千瓦,而2023年的規模則大幅增長至2.5億千瓦,

按此增速,風電和太陽能的發電裝機規模在可預見的未來將大概率超越水電。

我國提出力爭2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和的目標,到2030年,非化石能源占一次能源消費比重將達25%左右,森林蓄積量將比2005年增加60億立方米,風電、太陽能發電總裝機容量也將達到12億千瓦以上。

要達到預定目標需要從供需兩側同時入手,對我國的能源消費結構進行調整。

需求側要加大力度節能減排以及遏制碳排放。供給側方面要繼續推廣清潔能源、改進生產工藝、和發展碳捕捉等。

2023年至2023年,全國煤炭消費占一次能源消費的比重由60.4%下降至57%左右,非化石能源消費占比從13.8%提高至15.8%,離2030年非化石能源占一次能源消費占比25%的目標有較大差距。

2023年風電和太陽能發電裝機規模2.8億千瓦和2.5億千瓦,兩者合計約為5.3億千瓦,離2030年風電、太陽能發電總裝機容量12億千瓦的目標同樣仍有較大的差距。

在可預見的未來

一方面我國能源消費結構持續改善,非化石能源總量持續增長,化石能源結構逐步優化。可再生能源提升,減少煤炭消費并擴大天然氣對煤炭的替代規模。

另一方面從發電量結構變化來看,新增電力需求主要由非化石能源電力滿足,其中間歇性可再生能源(風力發電和太陽能光伏發電)將占據較大的比例,這對系統平衡和電網靈活性提出了更高的要求,另外需要新建儲能裝置來保證消納。

在交通運輸方面,用能結構趨向為去油化和電氣化。鐵路方面通過電氣化脫碳,乘用車方面,受益于我國鋰電池領域優勢將帶動乘用車與部分公交領域電動化,公路貨運則將更依賴氫燃料電池的發展。

發展的同時也存在一定的挑戰,例如

非化石能源占比能否持續提升,這與新能源的技術進步發展與突破有較大的關系,另外如果風能和光伏等可再生能源的高比例應用,或許會對生態友好的空間布局帶來一些影響,相關設施可能給當地帶來生態破壞,也要避免潛在的生態風險。

可再生能源加儲能是促進能源系統低碳化,提高能源系統靈活性的一種方案。但如果儲能技術的突破性發展低于預期,則會影響能源電力低碳轉型的進度,甚至成敗。