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工業(yè)連接

低碳經(jīng)濟(jì):未來四十年的發(fā)展方向

2025China.cn   2009年12月07日

  一、低碳經(jīng)濟(jì)

  低碳經(jīng)濟(jì)是以減少溫室氣體排放為目標(biāo),構(gòu)建的一個(gè)低能耗低污染為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系。包含低碳能源系統(tǒng)、低碳技術(shù)、低碳產(chǎn)業(yè)體系。

  低碳經(jīng)濟(jì)體系是通過對高排放的高碳經(jīng)濟(jì)(煤炭、鋼鐵、有色金屬等)征收碳稅和排放許可權(quán)交易(CER),補(bǔ)貼低碳或零排放經(jīng)濟(jì)(主要是清潔能源),達(dá)到減少二氧化碳排放和解決氣候問題的目的。

  低碳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈包括能源供應(yīng)、能源存儲(chǔ)和運(yùn)輸、能源消費(fèi)三個(gè)方面。在能源供應(yīng)方面,主要的替代能源有風(fēng)能、太陽能、核能、水能、生物質(zhì)能,除了尋找替代能源外,火電節(jié)能減排也非常重要,主要應(yīng)用的技術(shù)包括IGCC和CCS等。能源存儲(chǔ)和運(yùn)輸方面主要包括電池技術(shù)和智能電網(wǎng)。能源消費(fèi)包括工業(yè)節(jié)能、建筑節(jié)能、交通節(jié)能、生活節(jié)能等。

  二、低碳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈上的能源供應(yīng)

  1、三種重要的新能源

  風(fēng)能、太陽能、核能是新能源的三種重要形式。經(jīng)過近幾年發(fā)展,風(fēng)電和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)取得了長足進(jìn)步,但近期面臨產(chǎn)能過剩的問題,不過產(chǎn)能過剩是相對概念,關(guān)鍵零部件的創(chuàng)新和制造仍亟待發(fā)展。

  受多晶硅價(jià)格大幅下跌拖累,光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于低谷,期待復(fù)蘇。未來20年中在增長速度和總?cè)萘糠矫媲巴咀畲蟮氖枪夥ㄖ⒕W(wǎng)發(fā)電,占國內(nèi)市場光伏累計(jì)裝機(jī)份額由目前的不到10%上升到2020年的60%以上,增長空間巨大。2009年對太陽能光電建筑應(yīng)用示范的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)確定為20元/瓦,占目前系統(tǒng)成本近50%。

  風(fēng)能是最有可能率先大規(guī)模應(yīng)用的新能源,風(fēng)電上網(wǎng)是瓶頸。中國發(fā)電裝機(jī)容量8億千瓦;風(fēng)能可開發(fā)量為2.97億千瓦;目前風(fēng)電每度成本為0.4-0.6元。

  核電由于其運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)營成本低、碳減排效果顯著等特點(diǎn)越來越受到全球關(guān)注。根據(jù)國際能源組織統(tǒng)計(jì),2005年世界核電裝機(jī)3.74億千瓦;2007年世界核電消費(fèi)2.73萬億千瓦時(shí),占全球一次能源消費(fèi)總量的5.61%;而中國大陸核電消費(fèi)626億千瓦時(shí),占一次能源消費(fèi)量僅為0.77%。中國核能發(fā)電占比2.2%,與全球14.7%的平均水平有較大差距,中國核電發(fā)展?jié)摿薮蟆?/FONT>

  2、火電減排

  目前全球二氧化碳排放總量的41%來自電力行業(yè),而在全世界所有的火電廠中,煤電就占了72%,因此火電節(jié)能減排非常重要,其主要應(yīng)用的技術(shù)包括IGCC和CCS等。

  IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)即整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng),先把煤炭進(jìn)行煤氣化,再通過煤氣化過程中所獲得的燃?xì)庠谌細(xì)廨啓C(jī)中燃燒,然后用其所產(chǎn)生的廢熱來生成蒸汽,并用蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)。而污染物的排放量僅為常規(guī)燃煤電站的1/10,脫硫效率可達(dá)99%,二氧化硫排放在25mg/Nm3左右(目前國家二氧化硫?yàn)?200mg/Nm3),耗水只有常規(guī)電站的1/2-1/3,利于環(huán)境保護(hù)。

  CCS(Carbon Capture and Storage)碳捕捉及儲(chǔ)存技術(shù),是把化石能源燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳收集起來,集中存放,不讓它散布到大氣中。最適合做CCS的地方就是火力發(fā)電廠,因?yàn)槎趸嫉呐欧畔鄬?容易捕捉。CCS理論上可以將火電廠產(chǎn)生的90%以上的二氧化碳捕捉起來,因此2050年全球可實(shí)現(xiàn)的減排量將有20%-28%來自CCS,總量可達(dá)100億噸。如果不用CCS,而是依靠可再生能源來實(shí)現(xiàn)這一減排目標(biāo),則需要多花費(fèi)70%的經(jīng)費(fèi)。

  三、低碳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈上的能源存儲(chǔ)和運(yùn)輸

  1、新能源電池

  電池技術(shù)的突破是新能源產(chǎn)業(yè)鏈的核心。風(fēng)電、核電、太陽能、電網(wǎng)調(diào)峰、新能源汽車都離不開電池。電池是各種新能源和電網(wǎng)的儲(chǔ)能工具,是給傳統(tǒng)的汽車換心臟的過程,電池取代燃油發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為第五次工業(yè)革命。

  電池革命是比信息革命更大的產(chǎn)業(yè)革命升級的過程,他對汽車業(yè)是換心臟(發(fā)動(dòng)機(jī)用電池),對工業(yè)是換血(石油是工業(yè)的血液),對人類來說就是拯救地球和我們的生存環(huán)境。

  2、儲(chǔ)能電站

  風(fēng)電和光伏電都是不連續(xù)的電源,儲(chǔ)能電站能把分布不均或斷斷續(xù)續(xù)的太陽電和風(fēng)電儲(chǔ)存下來,讓清潔的綠電隨著城市用電實(shí)際需求的變化適時(shí)、適量地輸出。

  儲(chǔ)能電站大到可為發(fā)電廠、變電站聯(lián)網(wǎng)儲(chǔ)能,小到可供企業(yè)、家庭獨(dú)立使用。將夜間的“谷電”存起來白天用,或是將平日富余的電能存起來,到電力緊張甚至供電中斷時(shí)拿出來一解燃眉之急。

  3、智能電網(wǎng)和特高壓

  國家電網(wǎng)將分三個(gè)階段建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架,各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,具有信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。在智能電網(wǎng)的發(fā)電、變電、輸電、配電和用電環(huán)節(jié)需要關(guān)注特高壓、柔性輸變電系統(tǒng)、數(shù)字化變電站、配網(wǎng)自動(dòng)化產(chǎn)品以及智能電表和用電管理與采集系統(tǒng)。

  四、低碳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈上的能源消費(fèi)

  1、工業(yè)節(jié)能

  美國的工業(yè)能耗占全國總能耗的比重不到20%,日本不到30%。而我國工業(yè)能耗占比70%,高能耗增長困局亟需打破。美國新方案的目標(biāo)是2002至2012年間總共削減1億噸工業(yè)碳排放,其中2012年削減200萬噸。

  節(jié)能設(shè)備方面:1)垃圾發(fā)電,將垃圾綜合利用能創(chuàng)造2500億元的效益。其中垃圾發(fā)電的市場每年約400億。2)余熱發(fā)電,我國目前從事的鋼鐵工業(yè)領(lǐng)域低溫余熱發(fā)電的市場約合150億元,如果再加上水泥、冶金、石化等其它行業(yè)的余熱發(fā)電市場,則能達(dá)到400億左右。3)瓦斯發(fā)電,1立方米的瓦斯可以發(fā)出3.2-3.3度電。如果我國瓦斯抽放量達(dá)到42億立方米并被全部利用,可以發(fā)126億度電,相當(dāng)于增加570億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,可緩解能源緊張局勢;同時(shí),還可減排6750萬噸二氧化碳。

  2、建筑節(jié)能

  建筑行業(yè)每年平均以20億㎡左右的速度發(fā)展,既有的400多億㎡的建筑當(dāng)中,真正達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的卻不到10%,僅建筑業(yè)的耗能量,已經(jīng)占到全社會(huì)終端耗能量的27%。;建設(shè)部目標(biāo)在十一五期末,建筑節(jié)能減排實(shí)現(xiàn)節(jié)約1.1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國城鎮(zhèn)現(xiàn)有房屋建筑面積150多億平方米,按舊建筑中的四分之一進(jìn)行節(jié)能改造,改造量達(dá)38億平方米。這部分建筑節(jié)能改造工程意味著兩萬億人民幣的投資市場。

  3、交通節(jié)能

  全球40%的石油、中國30%的石油被汽車消耗,2050年石油資源將枯竭,25%的二氧化碳排放來自汽車。據(jù)預(yù)計(jì)2012年中國100萬部,美國500萬部車由電能驅(qū)動(dòng),2015年可令石油消耗從1000萬桶降至300萬桶,電網(wǎng)用電量增加40%,碳排放減少50%。美國汽車能耗標(biāo)準(zhǔn):到2020年,美國汽車工業(yè)須使汽車油耗比目前降低40%,達(dá)到平均行駛100公里油耗約6.7升的水平。

  2011年中國新能源汽車達(dá)到50萬輛,美國2015年達(dá)到100萬輛。我國財(cái)政補(bǔ)助:財(cái)政部、科技部、國家發(fā)改委、工信部四部委決定在北京、上海、重慶、長春、大連、杭州、濟(jì)南、武漢、深圳、合肥、長沙、昆明、南昌13個(gè)城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)工作,鼓勵(lì)試點(diǎn)城市在公交、出租、公務(wù)、環(huán)衛(wèi)和郵政等公共服務(wù)領(lǐng)域推廣使用節(jié)能與新能源汽車,最高每輛可獲60萬元的財(cái)政補(bǔ)助。

  五、哥本哈根猜想

  1、清潔發(fā)展機(jī)制

  清潔發(fā)展機(jī)制即CDM (Clean Development Mechanism),允許發(fā)達(dá)國家購買發(fā)展中國家的經(jīng)核證的減排量,用于完成其承諾的減排指標(biāo)。京都議定書規(guī)定發(fā)達(dá)國家需要在2008至2012年通過CDM購買2-4億噸CO2。CDM規(guī)則當(dāng)中包含的溫室氣體有:二氧化碳CO2、甲烷CH4、氧化亞氮N2O、氫氟碳化物HFCs、PFCs全氟化碳、六氟化硫SF6。其核心內(nèi)涵是,由工業(yè)化發(fā)達(dá)國家提供資金和技術(shù),在發(fā)展中國家實(shí)施具有溫室氣體減排效果的項(xiàng)目,而項(xiàng)目所產(chǎn)生的溫室氣體減排量則列入發(fā)達(dá)國家履行《京都議定書》的承諾。京都議定書規(guī)定2012年減少50億噸二氧化碳排放量,預(yù)計(jì)2020年分配給發(fā)達(dá)國家440億噸,市場價(jià)值4440億美。2010年美國進(jìn)入國際碳交易市場后,每年碳交易額將達(dá)到1000億~30000億美元的規(guī)模。

  2、哥本哈根會(huì)議猜想

  雖然,《京都議定書》規(guī)定到2012年,所有發(fā)達(dá)國家二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫這6種溫室氣體的排放量,要比1990年減少5%。不過實(shí)際減排效果并不理想,雖然41個(gè)締約國2006 年溫室氣體排放量下降了4.7%,但這主要是東歐經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型國家貢獻(xiàn)的結(jié)果,東歐經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型國家的溫室氣體排放量下降37%,而非經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的發(fā)達(dá)國家溫室氣體排放量卻增加了9.9%。由于經(jīng)濟(jì)下滑,轉(zhuǎn)型國家2000 年以前碳排放量減少,但2000年以后隨著經(jīng)濟(jì)逐漸復(fù)蘇,轉(zhuǎn)型國家的碳排放量呈現(xiàn)逐年上升的態(tài)勢。從主要發(fā)達(dá)國家的減排量來看,美國14.4%、澳大利亞28.8%、西班牙50.6%、意大利9.9%、日本5.3%、歐盟-2.2%,這些國家和地區(qū)離減排目標(biāo)仍有很大差距。

  克林頓政府時(shí)期,美國曾于1998 年11月簽署了《京都議定書》。然而考慮到減碳承諾可能會(huì)帶來國內(nèi)經(jīng)濟(jì)衰退,通貨膨脹、生產(chǎn)成本上升、出口減少、資本外流等一系列問題,2001 年3 月,布什政府以“減少溫室氣體排放將會(huì)影響美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展”和“發(fā)展中國家也應(yīng)該承擔(dān)減排和限排溫室氣體的義務(wù)”為借口,宣布拒絕執(zhí)行《京都議定書》。2009 年6 月26 日,美國眾議院投票通過了《美國清潔能源和安全法案》。該法案是奧巴馬政府頒布的首個(gè)以限制污染與全球氣候變暖為目標(biāo)的立法,它規(guī)定了美國在未來的碳排放量控制指標(biāo);并且這份法案當(dāng)中,第一次引入了溫室氣體排放權(quán)交易機(jī)制案。奧巴馬認(rèn)為這項(xiàng)法案將轉(zhuǎn)變美國生產(chǎn)和利用能源的方式,而在創(chuàng)造清潔能源經(jīng)濟(jì)方面領(lǐng)先的國家也必將領(lǐng)導(dǎo)21 世紀(jì)的全球經(jīng)濟(jì)。法案中的一些措施將促進(jìn)清潔能源技術(shù)的發(fā)展,創(chuàng)造數(shù)百萬個(gè)就業(yè)崗位,有助于美國領(lǐng)跑世界經(jīng)濟(jì)。美國政府的減排目標(biāo)與京都議定書中2012 年減排7%的目標(biāo)相比,差距并不大,美國政府很有可能會(huì)接受一個(gè)適中的減排指標(biāo),如到2030年相比2012年減排25%。

  即將在12月舉辦的哥本哈根會(huì)議成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。預(yù)計(jì)哥本哈根會(huì)議將會(huì)有三種結(jié)果:一、不達(dá)成任何協(xié)議;二、達(dá)成全球減排的框架性協(xié)議;三、各國就具體減排指標(biāo)達(dá)成共識(shí)。預(yù)計(jì)此次會(huì)議達(dá)成全球減排的框架性協(xié)議可能性較大,短期來看現(xiàn)有的CDM 機(jī)制仍將得到維持。

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