中国国家主席习近平于2020年9月22日在第75届联合国大会一般性辩论中宣布,中国将力争在2030年之前使二氧化碳(CO2)排放达到峰值,并在2060年之前实现碳中和。在不到三个月的联合国气候峰会上,习近平主席设定了2030年的目标,即太阳能光伏和风能总量达到1,200GW,到2030年非化石燃料在一次能源结构中的份额增加到25%,取代了之前20%的目标,这是中国新的NDC承诺的一部分。
这些公告对中国乃至世界都具有重大影响。为了实现这一雄心壮志,中国需要为经济的许多部门制定明确的战略目标,必须制定长期的能源计划,为指导中国即将到来的五年计划的决策提供总体框架。
中国的人均排放量超过欧洲
中国是世界上最大的CO2排放国,约占全球排放量的28%,因此其减排行动将为实现巴黎气候目标做出重大贡献。2018年,中国与能源有关的CO2排放量为10 Gt,其中还有来自工业流程的额外排放量。7.7吨排放量来自煤炭使用,1.4吨来自石油,0.4吨来自天然气,2吨来自工业过程排放。 中国的人均排放量(约7吨/人均/年)超过了欧洲。
中国的能源以煤炭为主导,2019年约占一次能源使用的58%。石油占剩余能源的大部分(19%),2019年天然气所占比例为8%,高于2010年的4%。
近年来,包括工业过程在内的煤炭总消耗量一直稳定在约4 Gt煤当量。短期前景喜忧参半,主要受电力和工业领域的需求影响。能源与清洁空气研究中心的数据显示,到2019年10月,中国金属行业的煤炭需求增长了7%,化工行业的煤炭需求增长了11%,用于生产水泥和玻璃的煤炭需求也有所增加。
中国的力量组合
截至2019年底,中国的煤炭发电能力为1,051吉瓦。在2,010吉瓦的总发电量中,约有52.2%来自煤炭,而39.5%是可再生能源,其余来自石油,天然气和核能。
向可再生能源的过渡将是中国能源过渡的基石,太阳能和风能的目标是在2019年至2030年之间增加三倍,这是习近平主席最近设定的新目标。但是,需要加快可再生能源的部署,以允许替换现有的煤基发电并满足不断增长的电力需求。(中国国家电网公司和IRENA的研究得出的结论是,到2050年,用电量将占中国最终能源使用量的一半以上。)
中国的制造业活动
工业部门的能源消耗占最终最终能源使用总量的60%(用于能源和非能源使用),且排放量成比例。但是,迄今为止,工业部门的减排很少受到政策关注。
2019年,中国工业和建筑业的产出(以增加值衡量)增长了约5.7%。在工业中,非金属矿物产品制造业(主要是水泥)的产量增长了8.9%,而钢铁产量则增长了9.9%。按质量计算,水泥产量同比增长6.8%,在2018年下降8.4%之后又回到2017年的水平。同样,钢铁产量同比增长7.3%。由于工业活动的增加,与燃烧过程无关的CO 2排放量增加了5.6%。到2020年,政府刺激计划进一步提高了这些部门的产出,2排放,这为实现气候承诺带来了更多挑战。
中国是世界上最大的能源密集型商品生产国,包括:
- 水泥:中国占2019年水泥产量的一半以上。中国的水泥产量为2.33 Gt,其熟料产量也达到了历史最高纪录1.52 Gt。(因此,熟料与水泥的比率为0.65,是世界上最低的之一,这很重要,因为熟料的生产是水泥生产的主要排放源。)
- 钢铁: 2019年,中国的粗钢产量达到996吨,占全球产量的53.3%,而2019年黑色金属废料的消费量为216吨,回收率较低,但可归因于经济中废钢供应有限。碱性氧气炉(BOF)占了钢铁生产的大部分初级钢材(89.6%),其余10.4%的废料来自电弧炉(EAF)的废钢。目前,中国转炉钢厂的平均废钢/粗钢比率为20.2%,占废钢消费量112.7Mt。中国电弧炉产量达103.2吨。
- 铝: 2019年中国生产了35.8吨原铝(占世界产量的56%)和71.3吨氧化铝冶炼厂的氧化铝原料。以AC为基础,电耗为13,531 kWh / t –如此高的能效可归因于资本存续的年轻。
- 氨和甲醇:在化工领域,中国在2019年的70吨产能中生产了47.5吨氨。这大约占世界产量的26%。目标是限制氨肥的过量使用,但新的市场可能会长期出现,例如用于运输的氨。中国约有80%的氨生产是煤炭。2019年,中国的甲醇约占56 Mt,占世界消费量的近60%。甲醇已成为烯烃生产的重要中间体以及道路燃料添加剂,预计其作用将进一步增强。
- 其他化学品:中国在其他石化产品中的作用较小,但是这种情况正在迅速改变。中国持有的38%的合成树脂需求的71%,合成纤维的需求和全球的25%,合成橡胶的需求到2019年它仍然是净进口国烯烃,但目标是在未来几年自给自足。乙烯的生产能力在2018年达到了25Mt /年(Lyu,2019),目前的计划显示,到2030年乙烯的总生产能力将增加27 Mtpa(每年100万吨),这将使中国成为全球最大的生产国。煤炭在化学品生产中发挥了越来越大的作用。2019年,煤制烯烃和甲醇制烯烃的总乙烯产能达到5.2 Mtpa,占中国乙烯总产能的21%(尽管这些煤基生产装置在当前环境下竞争能力很低甚至聚酯(PET聚对苯二甲酸乙二醇酯)之类的化学品也开始由煤炭制成,因为在中国,利用煤制取乙二醇(制造聚酯纤维和包装树脂的原料)的新工艺已受到人们的关注。
中国的能源密集型产业不仅对中国的能源使用非常重要,而且对全球脱碳也至关重要。它的组合显著的体积和生产的煤力度,使中国的行动为全球工业能源转型的成功至关重要。
减少未来排放的策略
展望未来, 尽管将工业部门转变为将由低碳能源驱动的高科技,低能耗行业的长期愿景,但中国目前尚不清楚工业生产将遵循的近期途径。大多数分析表明,金属和水泥产量将下降,而石油化工产量将增加。这种发展将与经济活动向服务业的总体转移相一致。然而,关键问题是这种转变将发生多快。
IRENA对与巴黎协定的低于2度的目标一致的全球路径进行的分析表明,从2020年到2050年,中国上述工业部门的CO2排放量将从每年4.5 Gt减少到3Gt。该评估假设电力的碳强度减半。化学和石化部门的排放量将增加一倍以上,而其他工业部门的排放量将减半(图3,上图)。
仍然需要更大的努力
效果是显着的,但不足以在2060年之前使经济完全脱碳。因此,将需要采取其他措施,包括采取以下行动:
- 最大限度地提高能源效率,并使经济活动的碳强度最小化;加快服务业的增长; 并按照新的“十四五”计划促进循环经济。
- 停止新的燃煤电厂建设,开始逐步淘汰现有电厂; 进一步加快可再生能源发电的部署。(煤电需要在2060年之前逐步淘汰。)
- 在工业部门中创造新的电力需求灵活性,以促进具有较高VRE份额的电力系统的运行。(这将需要新技术的结合,对市场设计和法规的适应,运营惯例和商业模式的结合。这是逐步淘汰燃煤发电的前提。)
- 通过电气化,生物燃料和绿色氢的使用,以及为特定部门部署氢基合成燃料,使最终用途部门脱碳;发展以可再生能源为基础的氨和甲醇生产。
- 从炼铁和水泥熟料生产的商业规模示范项目开始,为工业部署CCS。应当指出,一些中国消息人士认为CCS在脱碳中的作用有限。
- 考虑进口绿色商品,例如直接还原铁丸和生物塑料
下一个五年计划将是历史性的
中国有着悠久的五年计划传统,第十四个五年计划将于2021年3月发布,随后是面向行业的计划。
除了“十四五”能源计划外,今年中国还将启动专门的应对气候变化的五年计划,这是历史上的第一次。这是第十四个五年计划的特殊之处,这是由于发布了去年也批准的15年中期计划。目前尚不清楚到本世纪中叶的长期前景,但随着进一步的研究不断发展。需要制定从现在到2060年的能源转型计划。
在气候背景下,要求各国根据《气候公约》《巴黎协定》为2050年制定长期,低排放和发展的道路。那些气候和能源计划需要相互协调。国家计划需要与省市级过渡计划进行协调,以确保一致性并确保平衡的社会经济发展,这对于广泛接受是必不可少的。IRENA继续与中国政府合作,探索并开发在国内进行深度脱碳的长期途径。
编译 陈讲运