双碳十问③丨问主战场——你为什么要为新能源汽车买单?

2021年11月初,联合国气候变化格拉斯哥大会的“舞台”上,碳减排的各方“主角”轮番登场。

10日,交通主题日,100多个国家的政府、城市、企业及金融机构等签署《关于零排放汽车和面包车的格拉斯哥宣言》,承诺在2035年前在主要市场、2040年前在全球范围内结束内燃机的销售;11日,城市、区域及建筑环境主题日,北京作为C40城市联盟的城市之一参加了C40和Arup联合举办的“全球气候行动展”。

众所周知,能源、工业是碳减排大戏的主角,而交通、建筑、农业这三者和我们日常生活息息相关,他们所在的领域也会是“主战场”吗?在不久的将来,新能源车汽车出行会成为群众的普遍消费行为么?三个领域的结构调整,将催生哪些新机遇,又有哪些新挑战?记者对话三个领域的权威专家,从焦点、特点、堵点、亮点中试图寻找答案。

【采访嘉宾】

欧阳明高   中国科学院院士,清华大学车辆与运载学院教授、校学术委员会副主任

郭振伟   中国城市科学研究会绿建中心副主任

罗涛    农业农村部沼气科学研究所博士

范林强   四川省交通运输发展战略和规划科学研究院战略规划所所长

焦点

是不是“主战场”?不光要看比例,还要多角度考量

记者:仅从量上来说,能源、工业无疑是碳排放的“大户”,但交通、建筑、农业也是重要领域,它们也是碳减排的“主战场”吗?

欧阳明高:从国际上看,交通领域碳排放仍在持续增长,交通领域减碳在实现“双碳”目标的过程中占有重要地位。就整体而言,交通领域的节能对于实现碳达峰的贡献可能更大,因为燃油车的保有量很大。对于2060年实现碳中和目标,新能源汽车则是非常关键的,因为新能源汽车不仅仅有利于实现汽车行业自身的碳减排,更是对整个能源行业的碳减排将发挥着关键作用。

纵向看,新能源汽车带动了三大革命:动力电动化、能源低碳化、系统智能化。动力电动化指的电动汽车革命,核心是混合动力、纯电动动力和氢燃料电池动力等新能源动力系统。能源低碳化就是向可再生能源转型(新能源汽车使用新能源,新能源汽车推动新能源发展)、集中式发电与分布式能源相结合、用氢气和电池两种主要储能方式储存间歇式能源等。系统智能化的重点内容是将电动汽车作为智能化用能和储能终端,利用能源互联网、区块链等技术,聚合数以亿计的分布式电动汽车,构建虚拟电厂,发展车-网互动的智慧新能源。

横向看,新能源汽车将会带动交通的全面电动化,不仅仅是汽车,而是包括火车、卡车、轮船、飞机等在内的各种交通工具的全方位电动化。

总之,在“双碳”背景下,交通和能源将会相互融合,实现一体化发展。

范林强:全国交通运输领域碳排放约占全社会碳排放总量的12%,低于能源和工业排第3位。四川省交通运输碳排放占全省碳排放总量的17.5%,仅次于工业居第2位。

目前我省私家车保有量达到1200万辆,私家车出行碳排放占交通运输碳排放总量的40%,私家车出行碳排放的降低除了发展新能源车辆以外,基本需要依靠绿色出行来解决,因此我省绿色出行比例的增长还有很大空间。

同时绿色出行只是推动交通运输绿色低碳发展的一项举措,推进交通运输节能降碳是一项系统工程,还可以采取运输装备能源替代、运输结构调整、绿色基础设施建设、提高交通运输运行效能等诸多措施。

郭振伟:建筑业是个大概念,包含了道路、桥梁等基础设施建设和房屋建设两部分,单看建造施工环节的用能和碳排放,建筑业在所有行业中占比并不大,但一旦包含了房屋建筑的运行使用碳排放,这个占比就会飙升到40%左右,成为所有产业领域绝对的排放大户。

我认为当前建筑业不是碳减排的“主战场”,建筑业上下游产业链很长,整体实现碳中和需要多个部门、多个环节的支持,建筑业是经济发展和美好生活的基础,在电力、工业碳减排取得显著进展后,建筑业将成为新的碳减排“主战场”,当然,虽然当前不是,但并不意味着建筑业在现阶段可以没有作为,建筑业需要适度提高低碳、绿色发展的要求,配合其他经济部门,促进低碳技术和产品的创新应用,为下一阶段碳减排攻坚战做好准备。

根据多个研究机构发布的成果来看,建筑部门碳减排潜力在70%以上,是工业减排潜力的1.5倍,在三大能源消费部门中占比最大,将为碳排放提前达峰贡献约50%的节能量。因此,做好战略规划,分阶段、分步骤的推动建筑业碳减排对我国整体双碳目标的达成意义重大。

罗涛:四川是农业大省,我们要做好应对气候变化这篇文章,农业肯定是个“主战场”。

农业的排放源,主要是土壤、水稻种植、畜禽养殖和秸秆、养殖等废弃物,而土地的不合理利用是农业碳排放的主要原因。别看农业对二氧化碳的排放量贡献不高,但在非二氧化碳排放上却是“主力军”。根据测算,全国农业的甲烷排放占比达到38%,氧化亚氮的排放占比更是达50%左右。而这两种温室气体的温升效果却很惊人,甲烷是二氧化碳的25倍、氧化亚氮大概是298倍。

特点

四川特色在哪里?

充分发挥四川资源优势,存在着巨大的想象空间与创新机遇

记者:具体到四川而言,这三个领域有没有区别于全国的特殊之处?

欧阳明高:四川省经济总量排名全国靠前,在成渝地区双城经济圈建设的国家战略牵引下,是全国高质量发展的重要增长极和新的动力源。四川有很好的清洁能源优势,全省水能资源理论蕴藏量达1.43亿千瓦,占全国的21.2%,其中技术可开发量与经济可开发量均居全国首位。四川省矿产资源供应能力较强,是西部乃至全国的矿物原材料生产加工大省,钒、钛、锂矿(Li2O)等矿产在全国查明资源储量中排第一位。

我国实现碳中和进程中的重点是解决储能的技术瓶颈,在多种技术路线之中,储能电池和氢能将成为未来主流的储能技术。储能电池和氢能各有特点,两者互补性强。随着双碳目标的不断推进,利用好四川的矿产资源优势与清洁能源优势,做好电池与氢能产业链向西部转移的准备,大力推进四川新能源汽车产业链与能源产业链的跨界融合、有机衔接,是完成碳达峰碳中和“3060”战略目标与实现东西部地区共同富裕的重要举措,存在着巨大的想象空间与创新机遇。

范林强:由于四川地处西部地区,山地、丘陵和高原地形占比达到90%以上,导致全省铁路、水运网络建设较为滞后,交通运输主要依靠公路来完成,据统计,2020年,全省公路客运周转量占比59%,是全国平均水平(30%)的2倍;公路货运周转量占比66%,是全国平均水平25%的2.6倍。同时受地形影响,公路客货运单位周转量能耗明显高于东中部平原地区,全省公路运输碳排放占综合交通全行业碳排放总量的81.8%,是交通运输领域碳排放的最主要来源。

由于我省具有较为发达的内河水运体系和丰富的水电资源,因此个人认为,四川在制定相关政策时应该充分利用我省的资源优势,重点推进公路运输的“公转水”和公路客货运车辆的“油转电”。

郭振伟:四川在过去积累了很好的城乡建设绿色发展基础,这为未来实施建筑碳减排,助力全省碳达峰、碳中和奠定了很好的基础,在推动绿色建筑高质量发展方面,成果也是可圈可点,这是不同于全国整体状态的一个特点,基于此,在高质量绿色建筑基础上快速推进零碳建筑试点示范在当下是比较可行的。

不同气候区、不同地区的建筑布局、建筑构造以及使用习惯,存在比较大的差异,这是建筑地域文化的体现,我认为在政策制定过程,应该重视并考虑这种差异性,分阶段、分步骤、循序渐进的推进建筑碳减排。

罗涛:对于农业而言,四川最大的优势就是自然资源的禀赋非常适于农作物生长,这就决定了我们的农业有多种形态存在。这样一种情况下,四川农业应该是一种多样化的发展,走精细化、精品化、优质农业的路子。打造全国高品质农业集散地。

而在碳减排上,我们需要找到一个多生态的、适宜于四川气候和社会经济发展的农业结构尺度。比如养猪,就应加强规划引领因地制宜、规模适度发展,养殖规模与种植业消纳能力要相匹配,要研究推广绿色养殖减排技术。

四川在农业碳减排工作上已经迈出了步伐,户用沼气碳减排成功实现了碳交易,不仅减少了温室气体排放,还增加了农户收入。因此四川可以率先在全国做一些农业生产类CCER项目,让农业也能得到像工业项目那样的碳汇收益,然后慢慢促进产业向集约化发展。

“堵点” 

难在哪里?技术、产品、资金,道道都是“关口”

记者:我们梳理近期的公开资料发现,交通、建筑、农业领域的碳减排,各自还有不少的“堵点”,那么难点究竟在哪里呢?

欧阳明高:今年3月15日,习近平总书记在主持召开中央财经委员会第九次会议时发表重要讲话指出: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。要实现碳达峰碳中和,最重要的是实现新能源革命。

推进新能源革命有几大重点:从传统化石能源向可再生能源转型,尤其是光伏与风电的大规模应用;能源集中式发展转向分布式,推动建筑成为微型发电厂;利用氢气和电池等技术存储间歇式能源;发展能源互联网,以及电动汽车将成为用能和储存能源的终端。

当前光伏、风电本身的技术和发电成本降低,已经完全具备大规模推广条件,但利用成本仍然较高,这其中储能是瓶颈,需要靠电池、氢能、电动汽车等来解决。因此,我国实现碳中和进程中的重点是解决储能的技术瓶颈。根据储能的周期和规模,主要划分为电池范畴、氢能范畴(氢及其载体)。电池和氢能共同构成主流的储能方式。从新能源革命和储能的角度看,新能源汽车和储能共同载体是电和氢。新能源汽车与新能源革命的共性核心是储能、氢能与智能,新能源汽车的规模推广将有力破解新能源革命的瓶颈。

范林强:与其他行业相比,交通领域的碳减排难度更大,一直是世界性难题。

以四川省为例,一是交通基础设施建设需求仍然较大。“十四五”及未来一定时期内,全省交通基础设施建设规模仍将维持高位运转,铁路建设存量约0.8万公里、高速公路约0.8万公里、普通国省道升级改造需求超过2万公里。

二是运输装备、运输需求刚性增长仍然较快。“十四五”期间,全省汽车保有量(年均增速5%)、旅客运输量(年均增速4.5%)、货物运输量(年均增速3.2%)仍将持续快速增长。

三是配套基础实施建设需求规模大。交通运输装备是流动性的能源使用终端,与其他行业相比,需要建设大量的车辆充换电设施和船舶岸电设施等配套基础设施。

四是能源替代技术还不成熟。目前新能源车辆的续航能力、电池寿命、电池回收等都还存在诸多技术短板。

郭振伟:就目前的试点示范项目来看,零能耗和零碳建筑的实施成本还是比较高的,而且建筑形式也受限,不依靠外部绿电的项目,基本都是低层或者多层这样体量小的建筑,这与我国近些年城乡建设主流的建筑型式不一致,也与我们集约节约用地的理念有冲突。

新建建筑的标准提高了,成本肯定会上升,增加造价一般情况下会传导到房价,开发企业的预期利润、投入的资金成本等影响也很大。目前规模化的老旧建筑改造资金主要来源于财政专项资金的支持,有个别地方在试点开展企业参与老旧小区改造,但还没有形成规模,商业模式也不是很稳定清晰。

此外,在农村,房屋的节能减排需要技术、产品和资金三个层面的支持。过去我们有一些节能措施、节能产品下乡进村,出现了一些矛盾和纠纷,比如部分地区的光伏下乡,核心原因还是实施的企业目的不纯,将经营风险转嫁给了农民,其商业模式本身就是存在问题的。

总的来说,建筑碳减排的路径是比较清晰的,障碍主要集中在执行层面,减排责任的承担主体应该是谁,减排的约束惩戒机制如何构建,成本投入和预期回报如何平衡这些都是有待明确和突破的。

罗涛:难点就是我们的农业太小太分散,不能够集中精力办大事。你比如说,一个火电厂,决策层要求怎么办就可以整体行动起来,但农业牵涉到千家万户,而且我们国家分散的农业结构并没有改变,在这种情况下,很难做到立竿见影,需要一个长期的过程才能实现这个目标。

另外的难点在于调动农民的积极性。比如一个养牛场,农民只关心卖牛肉和牛奶,而合理利用养殖废弃物给他带来的收益太微小,他是无暇去关注的。如果政府不配套一系列的技术、设备、资金,乃至法律法规,碳减排措施对农民是没有约束力的。

此外,我们还知道农业可以增加碳汇,但参与碳交易必须先要制定标准,这也是个难点。因为农业的涉及面很广,具体到每个国家每个地区,量化的考核因子都可能不一样,比如说畜禽粪污的标准,北京和四川就不一样,四川和海南又不一样,必须要有非常详细而且科学公正的评判标准,而且要得到全世界的公认。

亮点

三个领域带来哪些新空间?会催生新产业、新职业,带来海量资金

记者:三大领域的结构调整,既是调整,也带来了机遇,您认为这会催生了哪些新空间?

欧阳明高:过去几年,能源领域出现的最重大的突破,是汽车动力系统从油电混合动力汽车向纯电动车,乃至氢能燃料电池汽车的迈进,中国新能源产业从此进入了快速发展的阶段。新能源动力系统与新能源电力系统非常相似,负荷、电源、储能和网络协同互动,共同构成新能源电力系统。电网和负荷波动性的挑战孕育出以电动车为主体的移动能源互联网,单车数十至上百千瓦充电,对电网稳定性带来了较大挑战;碳中和背景下电网波动性增加,需要灵活电源参与能量互动。

电动汽车入网特征包括单体容量小、总体数量多,时空灵活性高,响应速度快,可预测性高,具有能量自消纳能力。电动汽车与电力系统的互动,在发电侧可以实现调峰调频,提高电网的灵活性;在输配电侧可降低电网投资,提高电网利用率;在用户侧可减少电费,促进分布式资源消纳,提高可靠性。未来十年我国将形成车网互动的智慧新能源生态。其中黄金组合是分布式光伏+电池+电动汽车+物联网+区块链,即分布式光-储-充一体化智慧能源系统;白银组合是集中式风电与光伏+氢能+燃料电池汽车+物联网+区块链,即集中式风-光-氢一体化智慧能源系统。

郭振伟:在城乡建设绿色发展政策的指引下,绿色建筑将加大覆盖面,进一步提高建筑绿色、健康、低碳性能,这对于建筑设计、绿色建材、高效建筑设备以及绿色施工、绿色运维或智慧运维都将带来新的机会。

此外,其实老旧建筑、老旧小区进行绿色改造的碳减排潜力非常大,未来如果建筑碳交易能够启动,且碳减排量的交易价格相对稳定,就会吸引商业机构主动投入资金,从而形成全新的老旧建筑改造模式。

罗涛:将会在农村催生一些新的产业和新的职业。

四川是农业大省、也是畜牧大省,在稻田、水产、畜禽粪污等领域已经形成了不少低碳减排技术,但农业碳减排潜力仍然很大。

比如说农村沼气。可以由专业的公司去收集村庄里分散的沼气,一部分制成肥料卖给农民,另一部分可以开展分散式供气供热,而在做到标准化产业化的情况下,还可以拿到碳市场进行交易。

再比如秸秆的能源化利用,我们也在推进一些项目。利用秸秆烧水、供热、乃至于利用秸秆发的热量给蔬菜大棚保温,这样就可以有效地减少化石能源的消耗。但这有赖于把整个产业链做起来,建立起微循环圈,才能让农业生产更加清洁化绿色化。

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