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专家解读

创建本质安全新型能源体系 实现低碳转型与能源安全并行不悖

作者:李政  2024-07-31

  6月29日,清华大学气候变化与可持续发展研究院院长李政教授出席由经济管理出版社主办的“第一届国家能源转型与碳中和发展论坛”并发表主旨演讲,阐释他对能源转型的思考。特此整理刊发,以飨读者。

  随着全球变暖,极端天气气候事件频发。应对气候变化、加速能源转型事关人类命运,行动迫在眉睫。中国为应对气候变化、实现能源转型提出了“双碳”目标,并积极推进。

  对世界最基本的认知其实是很重要的,对相同事物的不同认知,甚至会将世界引向完全不同的方向。今天会议的主题是能源转型,就涉及很多基本理念和信念的认识。

  气候变化是人类当前的、长期的和多维度的严峻挑战

  据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的第六次评估报告显示,目前全球平均气温比工业化前升高了接近1.1摄氏度。

  随着气温的增长,我们所经受的极端天气频次和烈度会加剧。相信这几年我们身边人都有同样的感觉:极端天气越来越频繁。2021年的极端天气历历在目,2022年全世界包括亚洲、欧洲、非洲多地都出现高温干旱和洪水,全球气温屡创新高,2023年高温延续,全球平均气温屡创纪录。进入2024年,我印象特别深刻的还有德国的世纪洪水再现、广东暴雨和印度52.3摄氏度的高温。

  这些气候灾害近在咫尺,其危害不仅局限于直接的物理伤害,还带来一系列其他维度的严峻问题。按照《自然》杂志的一篇文章,到2070年因为气候变化,生物会因温度上升而从原来适宜栖息的区域向两极移动,导致新的病原体在不同物种之间传播,最终可能传播到人类,并因此造成瘟疫。所以气候变化是远期的、近期的和多维度的危害。

  如何应对气候变化?

  实际上,应对气候变化已经成为全球的广泛共识。那么怎么应对?要追求协同效应。提升国家竞争力是各国碳战略的重要追求。这是一场新的绿色革命,全球层面零碳承诺的政治共识和系统转型的大趋势已经非常清晰,能源转型是大趋势。

  在每年的联合国气候变化大会上,缔约方开展越来越富有成效的辩论和斗争,各方之所以有如此激烈的博弈,其实是建立在共识的基础上,即大家都认为这件事情要去做,要行动起来,所以才会有《联合国气候变化框架公约》,才会有联合国气候变化大会,才会有大会上的激烈角逐谈判,才会共同签署相关协定——前提是这件事情是要做的,应对气候变化的共识越来越多。

  能源系统要以公正有序的方式转型,已经写在各国政治共识的文件“阿联酋共识”里。世界各国也制定了各自的长期温室气体低排放发展战略,以著名的欧洲绿色新政为例,除了在能源、工业、建筑、交通、农业、生态和环境七个领域里制定相关的目标和政策之外,还有顶层的总体目标,就是要建立一个富有竞争力的资源节约型现代经济体,即在积极应对气候变化的同时,追求继续在经济和竞争力上保持领先地位。在积极应对气候变化的碳中和目标下,协同提升国家经济竞争力是世界主要经济体的重要战略追求。美国也是如此。现在美国关于气候变化有很多争论,以至于大家担心政治变化之后会不会再次退出《巴黎协定》。但是其实很多美国人对应对气候变化还是很明确和积极的,在拜登政府时代就出现了很重要的变化。吉娜·麦肯锡作为美国首位国家气候顾问曾在《纽约时报》上撰文表述她“见证了一种范式的转变”,这种范式的转变其实表征了发达经济体在能源转型背后的共同动机和驱动力,即私营部门不再将气候变化视为失业的根源,而是将其视为创造就业的机会和振兴经济的机会。

  因此,应对气候变化和绿色低碳转型是一次机会,是一场绿色工业革命。我们中国在过去历次工业革命中都是落后的,现在是头一次有机会在同一个跑道上跟发达国家同台竞技,而且具有位于前列的优势,这是与中华民族伟大复兴目标完全一致的,一定要抓住机会。

  能源安全和双碳是否矛盾、不可兼得?

  我国在2060年前实现碳中和就是要以《巴黎协定》设定的2摄氏度和1.5摄氏度目标为导向,努力实现整个经济社会包括能源系统的绿色低碳转型。这意味着,碳中和应该是全部温室气体的中和。到2060年前实现碳中和的总量平衡关系是:届时剩余的非二氧化碳温室气体排放量和届时的碳汇量数值相等、正负抵消,同时能源系统和工业系统要做到净零排放,所以要实施CCS和负排放的技术,避免剩余难减排的二氧化碳排放进入大气。

  能源转型是实现碳中和最主要的途径,在能源需求侧要提升能效、转变结构和实施碳埋存,终端消费需要实施循环经济、电气化与工艺节能提升、低碳原料/能源替代和碳埋存,例如,终端用能的电气化比例要从目前的27%提升到64%以上,同时加强生物质、氢能等零碳能源的利用。

  那么能源转型和能源安全是否有矛盾,能不能做到并行不悖?答案是必须而且可以!确保能源安全,不仅是能源转型的根本目标,而且是全时间、全过程不可逾越的前提。近几年,因为地缘政治的巨大变化,原本等量齐观的“安全—经济—环境”不可能三角能源范式发生变化,各个国家都把能源安全作为优先事项和基本前提。由于世界各地多起能源安全危机的发生,许多人因此责怪或者怀疑能源转型造成能源不安全。能源不安全是否和能源转型必然相关,是不是全部能源不安全都由能源转型引起?这需要做认真的辨析。

  我们需要认识到其中的辩证关系,即能源转型在增强能源安全的同时,也会带来能源安全新挑战。例如,新能源和电动汽车的发展,实质性地减少了油气进口的压力,从而有助于能源安全;但风光可再生能源固有的波动、间歇和不确定特性给电网带来安全性风险,同时也因为需要使用多种关键金属,也会带来新的进口安全问题。这些问题需要正视和认真对待。从理念上要认识到能源转型不简单是一个可再生能源和化石能源此长彼消、一夜之间替代化石能源的问题。实际上这是个漫长的过程,在此过程中可再生能源和化石能源需要相互配合扶持,把握好节奏,在保证安全的前提下,在经济成本最优的方式下,实现公平有序转型。

  我的观点是能源安全和低碳转型必须也可以实现并行不悖,解决方案就是要建立一个具有本质安全属性的新型能源体系。本质安全是工业生产上常用的一个概念,是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性,即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。具有本质安全属性的新型能源系统应该有三个层次,即战略安全、运行安全和应急安全。油和气属于战略安全层次,因为大量进口且对经济运行有全局性影响;煤炭和煤电属于运行安全层次,因为煤炭资源在我们手上,规划、开发、建设的决策权也在我们手上,所以是一个运行安全的问题。

  避免运行安全风险,一方面是要保证随时间的供需基本面平衡,另一方面是在任意时间点上都要有一定的弹性,避免短时脉冲型需求增长造成的供应危机。最后我要强调,天灾人祸总是存在的,为应对突发危机,必须建立具有应对外部冲击和内部冲击能力的应急安全体系。从这个意义上讲,能源安全其实和能源转型并没有必然的联系,而是和系统是否具备本质安全属性有关。建立起本质安全的新型能源体系,在保证短时间尺度、随时的、任何点的安全的基础上,同时在长时间尺度上主动、积极引导整个系统转型,是可以做到能源转型和能源安全并行不悖的。

  要处理好经济社会发展安全和绿色转型之间的平衡,必须确立和强化“能源安全是发展新能源的目的、同时也是不可逾越底线”的意识;要坚持先立后破的原则,建立起既保障经济社会发展又促进可再生能源快速增长和大规模应用的能源安全体系;要坚定不移推动能源系统转型,利用我国的技术和产业优势,大力发展可再生能源,尽快使可再生能源增量赶上并逐渐超过新增能源需求量,实现2030年前碳排放达峰并逐渐下降的目标。

  (作者:清华大学气候变化与可持续发展研究院院长 李政)

来源:南方电网报

标签:本质安全,新型能源体系,低碳转型,能源安全

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