【专家视角】刍议刘科院士碳中和误区及其现实路径之演讲

发布时间:2021-09-16 15:44 点击数:163

7月15日,国际知名的能源专家、澳大利亚国家工程院外籍院士、南方科技大学创新创业学院院长刘科做客科技创新院士报告厅,围绕“碳中和误区及其现实路径”做了精彩演讲,在业内引起广泛关注亦引发巨大争议。上海社科院绿色数字化发展研究中心主任兼首席研究员李易写下此评议,希望籍此一家之言与刘科院士隔空笔谈,再议碳达峰碳中和。

 

引 言:

近一个月来,笔者朋友圈几乎每天都会有人转发一篇内容雷同但标题各式的热文,最近一次的标题是这个样子《刘院士:很多经济学家都搞错了,碳达峰碳中和不是他们理解的样子,他们没有数字的概念》。

很多经济学家都搞错了?碳达峰碳中和不是他们理解的样子?他们没有数字的概念?

果真如此?

下面,针对刘科院士轰动朋友圈的精彩演讲,笔者展开一些纯粹个人化的思考甚至评议:

 

一 碳排放核算是一项复杂而重要的事业,绝非劳民伤财更不是加减乘除那么简单粗暴

应对气候变化是一门科学,科学基于数据,没有精准的数据一切都是空谈。

二十世纪七十年代以来,西方阵营率先开展了对全球温室气体排放浓度和各国碳排放清单的研究工作。包括国际能源署、欧盟委员会联合研究中心、美国能源信息署、美国橡树岭国家实验室二氧化碳信息分析中心、世界银行、世界资源研究所和英国石油等在内的七家发达国家研究机构经过几十年的努力与巨大投入才渐渐建立起了如今七大权威碳排放核算数据库,七大机构每年发布的全球各国碳排放数据已经成为全球气候变化谈判与博弈的重要参考。

值得注意的是,日、美还于2009年、2014年分别发射了全球碳排放监测卫星。

我想,围绕碳排放核算的这些斥资巨大的艰苦工作绝对不是刘科院士所讲的劳民伤财。

无疑,1949年10月1日方才成立的中华人民共和国是碳核算领域的后来者。依据《联合国气候变化框架公约》提出的“共同但有区别责任”原则,我国作为非附件Ⅰ缔约国,可按照自愿原则选择可参考的清单指南进行核算,且不需要每年提交碳排放核算清单。作为负责任大国,我国不断自我完善碳排放核算体系,于2004年、2012年、2019年分别向联合国提交《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》、《中华人民共和国气候变化第二次国家信息通报》、《中华人民共和国气候变化第三次国家信息通报》,而且还于2017年、2019年完成了《中华人民共和国气候变化第一次两年更新报告》和《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》。

遗憾的是,由于缺乏历史连续性,我国官方碳排放核算清单难以就我国碳排放趋势拐点做出准确判断,也无法准确测算我国历史累计碳排放量、人均累计碳排放量,这对在应对气候变化国际谈判中用好公平原则为我国争取碳排放空间十分不利。

当前,我国省级层面虽在“十二五”时期陆续建立了符合各自省情的碳排放核算方法体系,但除了曾服务于“十三五”规划的碳强度目标设定外,各地普遍没有规范化的定期运行与完善制度,也没有建立检验是否与国家官方数据保持一致的机制,无法有效验证和支持国家层面的核算结果。

雪上加霜的是,作为我国科技领域最高学术机构——中国科学院——其中国碳排放核算报告与《中华人民共和国气候变化国家信息通报》之间竟然存在12%-19%的统计结果差异,显著超出国际通常的±5%误差范围,由此引起的巨大争议亦反映出我国国家碳排放核算结果的权威性亟待提升。

纵观欧美七大机构针对我国碳排放的历史核算结果,我们不难发现,如果和《中华人民共和国气候变化国家信息通报》相比,22年次中就有19年次高估,最高差值达7%;如果与中国科学院数据对比,普遍高估10%-20%。

在不久的将来,面对欧美蓄势待发的碳关税,如果届时我们没有一套拿得出手、镇得住场的核算数据,在谈判桌上无异于任人宰割。

值得一提的是,即便是刘科院士所提的煤炭碳排放系数问题,亦没有那么简单。《中华人民共和国气候变化第三次国家信息通报》中2005年煤炭平均排放因子约0.548吨碳/吨煤,中国科学院数据则为0.489吨碳/吨煤,二者相差10%以上。尽管二者都是基于对我国各地煤炭煤质广泛调查基础上的统计结果,但由于样本选取、权重设置、动态特性分析等方面的差异,使得最终结果存在较大差异。

令人欣慰的是,2016年12月22日3时22分,我国第一颗全球二氧化碳监测科学实验卫星——中国碳卫星在酒泉卫星发射基地成功发射升空并在轨运行,成为国际第三颗温室气体卫星,其目标就是实现对全球大气二氧化碳浓度的高精度监测,为碳排放科学研究提供资料。另据新华社消息,我国宣布全球首颗搭载主动激光雷达二氧化碳探测的大气环境监测卫星将于今年出厂待发射,实现对大气二氧化碳的全天时、高精度监测。该卫星被命名为“大气一号”,可获取全球大气二氧化碳、云和气溶胶的垂直分布信息。

笔者再次强调,碳监测、碳核算绝不是劳民伤财,这是一门科学亦是一项意义重大的事业。

事实上,即便刘科院士自己也在演讲中承认,围绕2020年中国碳排放值,也存在从102亿吨、103亿吨到108亿吨不同的统计数值。问题是,我们千万别小看这几亿吨的数字之差,面对蠢蠢欲动几成定局的欧美碳关税,几亿吨的差值对应的碳关税值无疑将是一个天文数字。

 

二 风能和太阳能一定会比火电便宜,太阳能和风能也完全有可能取代火电

刘科院士在演讲中提到的第一个所谓误区就是——风能和太阳能比火电都便宜了,因此太阳能和风能完全可以取代火电实现碳中和。

据我所知,世界范围内,受电网平价、并网以及技术三大关键驱动因素影响,太阳能与风能逐渐与传统能源并驾齐驱。事实上,在全球大部分地区, 公用事业规模的海上风能与太阳能光伏发电在未获政府补贴的情况下平准化度电成本不断下降,与大多数其他发电技术持平或更低。

至于“太阳能和风能完全可以取代火电实现碳中和”业界从未有过这种提法,刘科院士自己无意中形成了公众误导。道理很简单,即便全人类都用上了清洁能源,人类其他活动还是会产生大量碳排放,这根本就不是电力绿色化能够解决的问题。所以,我们每个自然人才需要从我做起实现绿色低碳生活方式转型。

而刘科院士所言“弃光弃风”以及“太阳能、风能是没办法预测的”等问题,坦白讲,如果立足新发展阶段,这都属于老生常谈毫无新意,毕竟这并非什么无法克服的技术问题,中国业界主导并加速推进的全球能源互联网正是解决这些老问题的新办法,太阳能和风能一定可以实现与火电一样的稳定供电。

 

三 魔术般的大规模储电解决方案当然有可能出现

刘科院士在演讲中提到的第二个所谓误区是——人们以为有个魔术般的大规模储电技术,认为如果储能技术进步,风能和太阳能就能彻底取代火电。

纵观人类历史,无数形形色色魔术般的技术都被发明出来了,凭什么人类就不能发明出一个魔术般的大规模储电技术呢?这不科学!

事实上,笔者想告诉大家的是,这种技术不仅可能并且小荷已露尖尖顶,V2G已证明了它的可行性。

所谓V2G——Vehicle-to-grid——其实,就是电动汽车对电网的反向充电技术,具体来说是指充电式电动车辆可以和输电网络智能连接,在电网有补充需求的时候将电力反向输送回电网。实际上,自上个世纪九十年代V2G就已经初见端倪,目前日产旗下两款电动汽车理论上已具备这种反向充电能力,雷诺、奥迪和特斯拉等车厂亦正在大力推进该技术走进现实。

反向充电技术可以帮助电网平衡不同时段的负载,当晚上电力需求少的时候为电动车充电,当白天电力需求多的时候将电动车的部分能量送回电网,这就是电力行业常说的削峰填谷。

据悉,国网电动汽车公司旗下国网智慧车联网平台已接入逾百万个充电桩,该平台能够通过智能电网技术主动引导电动汽车车主利用负荷低谷充电,不仅省钱还可以帮助电网调峰调频保证电网安全。未来还可以在电网用电高峰时,实现电动汽车向电网反向送电,让电动汽车成为城市电网储能电站。

根据这个思路,假如我们的用电设备都具备反向充电能力,那么,一个魔术般的大规模分布式储电网络不就呼之欲出了吗?

爱因斯坦曾经说过:想象力比知识更重要。我想,贵为南方科大创新创业学院院长的刘科院士肯定比笔者更明白这个道理。

顺便提一句刘科院士在演讲中讲到的那个笑话——比尔盖茨跟波音公司总裁讲,假如飞机行业的技术进步跟计算机一样快,那现在人人都可以不用开车,改为开私人飞机了;波音公司的总裁说,假如我的技术跟你一样的话,这个世界就没人敢坐飞机了,因为计算机动不动就死机。在我看来,这个笑话被笑话的对象应该是波音公司总裁而不是比尔盖茨,该被嘲笑的应该是传统飞机制造业而不是计算机行业,毕竟,曾经被传统汽车行业嘲笑的外行马斯克如今正在引领全球汽车制造业的潮流,他靠的正是无知者无畏般的持续创新。我亦坚信,能源行业一定会找到属于自己的摩尔定律。

理性站在悲观者一边,而胜利最终属于乐观者。

 

四 放眼业界,似乎从来就没有谁提出过通过二氧化碳转化的方式从根本上解决碳排放的问题

刘科院士在演讲中提到的第三个所谓误区是——有些人认为我们可以把二氧化碳转化成各种各样的化学品比如保鲜膜、化妆品等等。这些要能赚钱可以去干,但是这些没法从根本上解决二氧化碳的问题。

据我所知,放眼业界,似乎从来就没有谁提出过通过二氧化碳转化的方式从根本上解决碳排放的问题。

所以,如果无人提过,又何来误区呢?

另外,我们绝对不能忽视那些通过二氧化碳转化所实现的事实碳汇,正所谓聚沙成塔、集腋成裘。

事实上,早在十二年前,北京部分碳酸饮料中添加的二氧化碳就来自华能高碑店热电厂。华能高碑店热电厂二氧化碳捕集试验装置是我国首个燃煤电厂烟气二氧化碳捕集示范工程,从高碑店热电厂捕集出的二氧化碳,精制以后可以达到食用的程度,在销售给中间商后获得了双倍利润。

 

五 人类的确可以大量地捕集和利用二氧化碳,这可不是什么科幻而是越来越近的现实

刘科院士在演讲中提到的第四个所谓误区是——可以大量地捕集和利用二氧化碳。他认为这是一件虚无缥缈毫无经济性可言的事情。

为什么刘科院士对碳捕集及利用技术如此悲观?他在演讲中以自身经历来力证他的逻辑——把碳打到地下埋藏,我回国前在GE曾经研究过这个事情。当时我们做了示范工程,前后花了28亿美元,有上百名博士参与,用了七年时间建成了630MW的IGCC火电厂,一度曾计划把这个每天耗6000多吨煤的IGCC电厂产生的CO2分离后全部打到地下埋藏,这个技术能够实现净零排放,但是不具备经济性,最后决定只发电不埋藏CO2。我回国之前和曾和原GE核能的总经理交流,他在一次公开演讲中也提到GE今后会通过煤炭零污染的火电厂解决二氧化碳的问题,但是讲完就下来跟我说,别看我在会上那么讲,真正要去做还不如干核能,核能比零污染火电厂便宜多了。

人类第一台真正意义上的计算机耗资多少?人类第一次个体全基因组测序耗资多少?人类第一块真正意义上的人造肉耗资多少?

天价!!!

问题是,那又如何?

另外,我想问的是——GE代表了全世界碳捕集及利用的最高水平?GE做不成的事儿全球业界就一定干不成?GE核能总经理对碳捕集及利用技术的态度,恰恰印证了爱迪生创立的曾经伟大的GE已经缺乏持续基础性研究的耐心与雄心,由此不难理解其对工业互联网的始乱终弃。

事实上,碳捕集及利用工程正在世界各地火热展开,自2017年以来全球各地已陆续上马三十多个项目。2020年,微软宣布出资10亿美元成立一个基金,定向投资碳减排、捕获和清除技术。马斯克近日也宣布,计划拿出一亿美元设立最佳碳捕获技术奖。

中国科学院院士孙枢指出,碳捕集和利用是一种实现全球温室气体低排放的关键技术。孙枢院士认为,二氧化碳的工业分离、管道运输、地质封存和工业利用等方面已经形成成熟的市场,这使得二氧化碳捕集与利用技术完全有可能力挽狂澜成为减少温室气体排放的有效措施。

 

六 提高能效的确是成本最低的有效减排路径

刘科院士在演讲中提到的第五个所谓误区是——通过提高能效可以显著降低工业流程、产品使用中的碳排放就可以实现碳中和。

显然,这又是一个根本就不存在的误区——业界从来就没有谁提出过通过提高能效就可以实现碳中和。

但是,我们必须深刻的认识到,提高能效的的确确是成本最低的有效减排路径。无论是GE提出的工业互联网,还是西门子提出的工业4.0,其核心价值之一就是提高能效,而提高能效的客观结果之一则是降低碳排放。

这是一个非常清晰早已得到业界共识的逻辑,刘科院士为什么斥之以误区呢?

另外,他在演讲中以自问形式来自洽其结论——加入WTO这二十年来,我们国家的能效提高了还是降低了?我们能效提高了很多。但是碳排放的总量是增加了还是减少了?

窃以为,这是一个笑话。

我上大学时住集体宿舍,用能效极低的煤油炉做饭,如今住上了大房子,用上了能效极高的全套欧洲家电,那么,你说我的碳排放总量是多了还是少了?

中国碳排放总量的增长,其背后逻辑是国家GDP的暴涨以及人民生活水平的大幅提升,这和能效高低没半毛钱关系。难道能效低了反倒碳排放总量会减少?

 

七 电动车的碳排放的的确确比燃油车少

刘科院士在演讲中提到的第六个所谓误区是——大众以为电动车可以降低碳排放。

坦白讲,写到这里,我已经接近崩溃了。电动车降低碳排放,难道这也成了误区?当然,有人会说,电动车的电池前期制造及后期回收也会带来碳排放。我承认,这一点没错,但是,燃油汽车的前期制造及后期回收就是零碳排放?无论是从使用周期还是从全生命周期的核算数据来看,电动汽车的碳排放都比燃油汽车少,这是业界公认的常识而不是什么公众误区。

否则,世界各国政府凭什么高额补贴电动车?

至于刘科院士所言——前段时间,我在网易公开课上讲《电动车和氢能的历史与未来》,全国大概有十几万人观看,很多领导看完以后跟我讨论这个问题:为什么我们要发展电动车?很简单,主要是因为中国的石油不够,我们石油73%靠进口;还有就是雾霾等环境问题。对此,笔者亦有不同看法。

为什么我们要发展电动车?

刘科院士的回答貌似站位不够高!我们发展电动车主要是因为中国的石油不够?那么换句话说,如果中国石油储量足够多,我们就不用发展电动车啦?

2020年9月22日,习近平总书记在第七十五届联合国大会第四次全体会议上郑重宣布:中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。

这一重要宣示为我国应对气候变化、绿色低碳发展提供了方向指引,擘画了宏伟蓝图。

所以,面对为什么中国要发展电动车这个问题,正确答案或许应该是——积极践行绿水青山就是金山银山理念,积极应对日益加剧的全球气候变化,以负责任大国的担当努力为全人类做出更大的贡献。

 

结 语:

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。双碳目标事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。正是在这种大背景之下,刘科院士七一五深圳演讲才显得尤为突出。

鉴于学识有限,鄙人以无知者无畏的心态斗胆写下此文,希望这篇班门弄斧的“评议”有机会能够得到刘科院士的拨冗审阅及批评指正。 

来源:绿色数字化


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