能源鏈轉型與“雙碳”目標緊密耦合
習總書記在2021年考察
福建時強調:“要把碳達峰、
碳中和納入生態省建設布局,科學制定時間表、路線圖,建設人與自然和諧共生的現代化。”筆者認為,這里面的“人”即社會因素,“自然”即物理因素,“科學制定”和“現代化”反映了信息因素;為了順利實現“雙碳”目標,就要在時間表、路線圖上做文章,即在發展路徑下功夫;要優化建設路徑,就必須對路徑的代價實現量化評估,進而優化決策。
能源鏈中的一次能源通過
電力系統轉換成二次能源,將清潔、方便使用的電能傳輸、分配成為用戶消費的終端能源。在可以預見的將來,大規模可再生能源的應用,能否順利克服其不確定性與不易控制等技術特征帶來的困難,很大程度上取決于電力系統能否實現有效而可靠的轉換和平衡。
能源鏈在支撐經濟社會發展的同時,也向大氣層排放了大量以二氧化碳為主要代表的溫室氣體,后者嚴重制約了經濟社會的可持續發展。能源鏈中的電力系統則是溫室氣體的主要排放源。隨著應對氣候變化成為全球共識,經濟社會的發展也促使人們通過植樹造林、碳捕獲、利用與封存(CCUS)等手段增加
碳匯。大氣層溫室氣體濃度是增加抑或減少,取決于
碳排放和碳匯之間的關系:當碳排放大于碳匯時,溫室氣體的濃度就會不斷增加造成全球平均溫度的上升,若其超過了大自然能自我修復的極限時,就會帶來極端的自然災害。
因此,能源鏈和碳元素鏈是緊密耦合的。以全球碳循環(2010~2019)情況為例,每年我們人為的化石燃料燃燒造成的碳排放(約340億噸每年)遠遠超出自然的土地生態活動形成的碳匯(約130億噸每年)與海洋生態活動形成的碳匯(約90億噸每年)之和。因為動物的呼吸、火山活動、山火等都會產生碳排放,所以碳排放不可能降到零值,僅僅依靠碳
減排難以實現碳中和。必須要增加足夠的碳匯來抵消這部分的碳排放。當離碳中和目標越來越近時,不論是進一步減少碳排放,還是進一步增加碳匯,都會越來越困難。而社會資源在
碳減排與碳增匯的配置決策上也需要優化。
為此,需要獲取碳排放與碳匯的演化軌跡,并從中定性及定量評估碳中和的程度(例如取為碳匯量與碳排量的差值);優化碳中和的邊際成本。由于目前我國的減排能力與經濟發展要求之間還存在很大差距,因此碳排量還處于增速減緩的爬坡階段,達峰后的碳排放量將經歷波動下降、變速下降的階段,而最終實現碳中和。其中,必須科學評估碳減排和增加碳匯的效益與機會成本,選擇最優的決策來實現“雙碳”達標。