碳排放：從增到減究竟有多遠？

2020.2.21

　　如何解決全球變暖的問題，世界各國一直爭論不休。聯(lián)合國氣候變化專門委員會(IPCC)曾甩出一顆重磅炸彈：到2030年，全球二氧化碳凈排放量需要再下降45%，在2050年左右達到“凈零”，才能使全球變暖幅度控制在1.5攝氏度左右。7月末，《BP世界能源統(tǒng)計年鑒(2019年)》在北京發(fā)布。2018年的能源數(shù)據(jù)描繪了一幅令人擔(dān)憂的畫面：全球一次能源消費增長2.9%，是2010年以來的最高增速；碳排放增長2%，達到了近7年以來的最高水平。并不樂觀的GDP增速和持續(xù)走強的能源價格并沒有阻止能源需求和碳排放以近年來最快速度增長，為什么？未來兩者的發(fā)展趨勢如何？

圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

　　形勢嚴(yán)峻碳排放增長速度快

　　從能源消費角度來看，能源需求中三分之二的增長來自中國、美國和印度三國。相較于近期的歷史平均水平，美國的增長令人驚嘆。2018年，美國的能源消費增長3.5%。不同于以往十年的下行趨勢，這一增速是近三十年來的最高水平。

　　在經(jīng)濟略微疲軟和能源價格走高的作用下，能源需求應(yīng)該在2018年有些許放緩。但恰恰相反，這一增速顯著提高。

　　那么，這些能源需求的增長和碳排放的加速上升有什么關(guān)系？在很大程度上，碳排放的增長就是能源消費上升的直接結(jié)果。相較于過去五年的均值，2018年的能源需求增速高出1.5個百分點，碳排放增速高出14個百分點。至此，全球新產(chǎn)生的碳排放達6億噸，相當(dāng)于地球上增加三分之一的乘用車所產(chǎn)生的排放。

　　日前，美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)莫納羅亞氣象臺的傳感器監(jiān)測到一個驚人數(shù)據(jù)：大氣中的二氧化碳濃度已經(jīng)超過415ppm，即二氧化碳質(zhì)量超過整個大氣質(zhì)量的41.5%，創(chuàng)造了有史以來的最高紀(jì)錄。全球氣候系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)出了警報。與此同時，大氣中的二氧化碳濃度攀升至歷史最高，這或許會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。

　　具體來說，全球多個主要能源消費國遭遇大量的異常天氣，特別是美國、中國和俄羅斯。供暖或制冷等需求的增加導(dǎo)致了能源消費的增長。在過去，取暖時數(shù)的增長往往伴隨著制冷時數(shù)的減少，反之亦然。但在過去的一年里，美國的取暖和制冷時數(shù)總和達到1950年以來的最高位，這極大地刺激了美國的能源需求。據(jù)此，BP集團首席經(jīng)濟學(xué)家戴思攀認為，2018年能源消耗的意外增長或與天氣影響有關(guān)。

　　如果這些極端天氣只是隨機性事件，其影響作用會回歸正常，那么能源需求和碳排放的增長也將會回落。但是，如果這些極端天氣與大氣中不斷升高的碳含量有關(guān)，那將是一種惡性循環(huán)——碳含量增加導(dǎo)致極端天氣出現(xiàn)，家庭和企業(yè)為應(yīng)對極端天氣而增加能源消費，進而導(dǎo)致能源和碳排放的強勢增長。

　　雖然在二氧化碳濃度增高引起全球氣候變暖這一點上，長期以來各方都有不同的觀點，但目前探測到二氧化碳的濃度，已經(jīng)達到人類出現(xiàn)后的最高點，這一事實已足以讓所有人警覺。即使這些天氣影響只是短暫的，能源需求和碳排放增速將在未來幾年內(nèi)重新趨緩，照當(dāng)下的趨勢來看，仍和巴黎氣候大會構(gòu)想的轉(zhuǎn)型路徑有著不小的距離。因此從這個角度來說，人類需要敲響警鐘。

　　需求增長脫碳不能完全依靠可再生能源

　　根據(jù)《統(tǒng)計年鑒》提供的數(shù)據(jù)，幾乎所有能源種類增長都很強勁，超過了過去十年的平均速度。

　　2018年，天然氣的增速達到5.3%，是近三十年來的最快增速之一，貢獻了45%的全球能源增長。美國貢獻了全球40%的需求增長和45%的產(chǎn)量增長。其他國家需求增長主要集中在中國、俄羅斯、伊朗，這三個國家與美國一起貢獻了80%的天然氣需求增長。

　　煤炭消費方面，經(jīng)過三年的下降，在2017年小幅回升的基礎(chǔ)上2018年進一步上升。煤炭需求增長14%，1.4%的消費量增速和4.3%的產(chǎn)量增速均創(chuàng)近五年新高。消費和生產(chǎn)的增量主要集中在亞洲，絕大部分來自中國和印度。發(fā)電用煤仍是煤炭消費增長的主要原因。

　　可再生能源增長迅猛，是能源消費的第二大驅(qū)動因素，14.5%的增長相較以往有所放緩，但目前來看仍是增速最快的能源資源。中國和印度在2018年都實現(xiàn)了25%以上的可再生能源增長，占世界總增長的大約一半。但這還是無法跟上發(fā)電需求的增長步伐。因此，發(fā)電需求的增長仍需要更多的煤炭來滿足。

　　電力方面，去年全球電力需求增加3.7%，這是近二十年來的最高增速之一。81%的增長仍是來自發(fā)展中國家。其中，中國和印度共貢獻了三分之二，美國的電力需求在過去一年里增加3.7%。

　　在供給方，發(fā)電量的增長中的14.5%主要來自可再生能源，約三分之一的增長來自可再生能源，其次是占比3%的煤炭和占比3.9%的天然氣。中國繼續(xù)領(lǐng)跑可再生能源增長，占全球可再生能源增長的45%，超過經(jīng)合組織所有成員的總和。

　　盡管可再生能源的滲透率越來越高，2018年非化石燃料占比36%，煤炭占比38%，和二十年前相比發(fā)電燃料結(jié)構(gòu)卻幾乎沒有發(fā)生變化。發(fā)電燃料結(jié)構(gòu)的僵局體現(xiàn)了國際能源署(IEA)等機構(gòu)近期提出的觀點：如果電力環(huán)節(jié)不能實現(xiàn)脫碳，通過高度電氣化來實現(xiàn)低碳能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的路徑無法奏效。也就是說，電氣化只有在發(fā)電側(cè)脫碳的前提下對能源系統(tǒng)低碳化轉(zhuǎn)型才有意義。

　　這說明了一個顯而易見卻尤為重要的問題：盡管可再生能源增速喜人，電力產(chǎn)業(yè)在世界向低碳轉(zhuǎn)型的過程中也起著舉足輕重的作用，但電力需求的增長使得電力行業(yè)難以短期實現(xiàn)“脫碳”，這一點在發(fā)展中國家尤為突出。

　　電力需求的強勢增長，尤其是發(fā)展中國家的需求。我們需要非常快速的行動才可以保持現(xiàn)有的碳排放水平。這凸顯了采用一系列技術(shù)和燃料的重要性，不能完全依賴可再生能源。

　　有效措施提高能源效率與發(fā)展技術(shù)

　　低碳并不是一個抽象的概念，而是在一個具體的社會經(jīng)濟背景下，基于特定的社會經(jīng)濟發(fā)展階段、特定的能源資源稟賦、特定的科技發(fā)展水平和創(chuàng)新能力，以及特定的社會意識基礎(chǔ)與價值判斷和體制能力等因素，而最大限度提高碳生產(chǎn)率的一種發(fā)展模式。

　　除了發(fā)展可再生能源，目前還有提高能源利用效率及運用利用與封存技術(shù)(CCUS)是減碳之路的有效措施。提高能源利用效率方面，能源基金會總裁鄒驥提出了自己的建議：實現(xiàn)低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略重點是提高制造業(yè)能源效率、隨著收入水平的提高而動態(tài)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；應(yīng)依序削減或去除散煤、工業(yè)過程用煤、低效機組發(fā)電用煤，迅速推進交通工具電氣化以降低油耗，以此提升能源結(jié)構(gòu)低碳化程度；應(yīng)有前瞻性地完善城鎮(zhèn)化、基礎(chǔ)設(shè)施、交通、建筑等領(lǐng)域的低碳規(guī)劃目標(biāo)，避免鎖定效應(yīng)。

　　伍德·麥肯茲則表示：“供暖和制冷、建筑、航空等行業(yè)的脫碳腳步較為緩慢，甚至很多仍沒有采用低碳或零碳技術(shù)。”對于如何帶動這些行業(yè)的加速脫碳，伍德·麥肯茲給出了兩個建議：一是強制向排放收費，即全面啟動碳稅機制，二是大幅降低甚至取消化石燃料補貼，并將這筆龐大金額直接轉(zhuǎn)給可再生能源和環(huán)保低碳領(lǐng)域。

　　我們需要采用更多的燃料和技術(shù)去贏得這場實現(xiàn)巴黎氣候協(xié)定的遠征。在2020年前，工業(yè)、建筑、交通和火電部門的能效技術(shù)將對碳排放控制發(fā)揮重要作用。低碳技術(shù)方面，推廣應(yīng)用重點包括超臨界發(fā)電、陸上風(fēng)力發(fā)電、大型合成氨、綠色照明等。同時加大電力和工業(yè)碳捕集利用與封存、第四代核電、大規(guī)模儲能技術(shù)、海洋地?zé)崮馨l(fā)電等關(guān)鍵低碳技術(shù)的研發(fā)力度，并加快整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)、海上風(fēng)電、高效集成熱泵系統(tǒng)、低成本高效太陽能建筑、純電動汽車等技術(shù)的示范。

　　國際能源署發(fā)布消息稱：“要實現(xiàn)本世紀(jì)末溫升不超過2℃(2DS)和1.75℃(B2DS)的目標(biāo)，全球封存(CCS)累積減排貢獻分別可達到14%和32%。”國際能源署同樣認為CCUS是唯一能夠大幅減排燃煤電廠二氧化碳排放的技術(shù)，也是煤炭密集型產(chǎn)業(yè)(如煤化工、鋼鐵、水泥等)減排二氧化碳的主要選擇。

　　與CCS相比，CCUS技術(shù)更強調(diào)利用。據(jù)此判斷，CCUS作為一項有望實現(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳利用的新興技術(shù)，是未來減少二氧化碳排放、保障能源安全和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。以前，為實現(xiàn)環(huán)保效益，措施是將捕捉的二氧化碳封存至海底或地下。那么接下來需要研究的就是如何將二氧化碳資源化，兼具環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。碳排放由增到減目前看還是道阻且長，生產(chǎn)、運輸上減排，倡導(dǎo)和堅持綠色生活，已經(jīng)刻不容緩。

　　碳減排，跨國公司如何做？（特約記者 | 隋英琦）

　　采取高效的運營手段。在美國萬蘇特氣田BP采用氣井智能自動化系統(tǒng)以減少放噴，改進完井流程以減少放空燃燒，實現(xiàn)減排4.8萬噸二氧化碳當(dāng)量。過去的7年里，在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)了750萬噸二氧化碳當(dāng)量的實際可持續(xù)減排。

　　研發(fā)高效的產(chǎn)品。BP不斷開發(fā)燃料和潤滑產(chǎn)品，促進了大量的技術(shù)革新。在18個國家供應(yīng)Ultimate系列高性能燃料，并在美國、德國推出了新型汽油和低硫加熱油，降低碳排放。

　　投資低碳能源業(yè)務(wù)。經(jīng)過3年運營，BP建立了大規(guī)模且多元化的低碳能源業(yè)務(wù)。自2005年以來，在低碳業(yè)務(wù)方面的投資已超過29億美元。

　　倡導(dǎo)低碳理念。作為油氣行業(yè)氣候倡議組織者(OGCI)的發(fā)起成員公司之一，BP積極參與公共政策的制定，曾向美國、澳大利亞、歐盟提交正式提議。在公司網(wǎng)站設(shè)置了能源計算器，贊助有關(guān)碳排放的巡回宣傳活動，便于學(xué)生自行研究學(xué)校的碳排放。

　　繼續(xù)支持各種創(chuàng)新。BP與美國能源生物科學(xué)研究院、中國科學(xué)院、普林斯頓大學(xué)、英國能源技術(shù)研究所開展合作，致力于促進清潔能源技術(shù)的商業(yè)化，對氣候科學(xué)進行更深入的研究，并為管理二氧化碳排放制定可行的解決方案。

　　埃克森美孚

　　2018年埃克森美孚首次發(fā)布碳報告，公開討論氣候變化和環(huán)境政策的影響，并在9月加入了OGCI。公司制定了“氣候變化風(fēng)險管理戰(zhàn)略”，內(nèi)容包括減輕運營中的排放，開發(fā)可擴展的技術(shù)解決方案，為客戶提供低碳解決方案，參與氣候變化政策的制定，包括美國的碳稅立法。

　　2000年以來，埃克森美孚在能源效率和低碳技術(shù)方面的投資超過80億美元，其中約40億美元用于提高上游油氣運行效率，減少碳排放量，另外40億美元用于下游提高效率和減排。與歐洲同行相比，埃克森美孚在低碳領(lǐng)域的投資重心在研發(fā)而不是發(fā)展新項目。埃克森美孚與Global Thermostat公司、FuelCell Energy，Inc.以及全球約80所大學(xué)合作，共同探索下一代能源技術(shù)。埃克森美孚利用這些專業(yè)知識進行專有的基礎(chǔ)研究，以開發(fā)突破性的碳捕集(CSS)技術(shù)，旨在降低復(fù)雜性，降低成本并最終促進這一關(guān)鍵技術(shù)的廣泛全球部署。

　　30多年來，埃克森美孚一直積極參與碳捕集和儲存應(yīng)用，開發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)得到了廣泛部署，發(fā)揮了重要作用。僅2017年，埃克森美孚捕集并存儲了660萬噸的二氧化碳，相當(dāng)于超過100萬輛車每年的溫室氣體排放量。

　　雪佛龍

　　2017年，雪佛龍發(fā)布第一個氣候變化報告，并于2018年9月加入OGCI。雪佛龍的目標(biāo)是提供多樣化、有彈性的油氣組合，上游的投資組合向天然氣轉(zhuǎn)變，大力發(fā)展天然氣為核心的項目，包括澳大利亞和安哥拉LNG項目、孟加拉國陸上項目以及美國頁巖項目。

　　2018年，雪佛龍的天然氣占總能源產(chǎn)量的40%，比2010年提高10個百分點。雪佛龍在碳捕集技術(shù)上投資11億美元，碳捕集相關(guān)項目有澳大利亞目前產(chǎn)量和投資最大的項目——高更(Gorgon)LNG項目，以及世界上第一個油砂碳捕集與封存項目——阿爾伯塔油砂項目，2013年以來排放量減少了26%。

　　過去3年，雪佛龍每年在低碳業(yè)務(wù)的研發(fā)上投入5億美元，并在2018年6月投資1億美元用于低碳技術(shù)研究。2014年，成立了電力與能源管理子公司，統(tǒng)一管理公司可再生能源及天然氣發(fā)電業(yè)務(wù)，在墨西哥和美國測試太陽能項目及風(fēng)能發(fā)電項目，研究地?zé)峒吧锶剂稀?/p>

　　今年8月11日，雪佛龍公司啟動全球最大的碳捕集和儲存項目之一——高更LNG項目，把捕集的二氧化碳注入其位于西澳大利亞州海域的一個島下深層儲集層中。

　　殼牌

　　2017年12月，殼牌公布了凈碳足跡計劃。計劃到2035年減少約20%碳足跡，到2050年減少約50%碳足跡。

　　在過去的10年，殼牌天然氣產(chǎn)量從2007年的42%增至2017年的50%。IHS估計目前殼牌的權(quán)益液化能力約為4000萬噸/年，幾乎是同行業(yè)公司的兩倍。

　　殼牌于2016年創(chuàng)建新能源業(yè)務(wù)板塊，關(guān)注新燃料和電力業(yè)務(wù)。在巴西和印度建立可替代能源汽車；2017年與IONITY簽署協(xié)議，提供歐洲各地電動汽車充電點，并在2018年收購New Motion，經(jīng)營歐洲3萬多個充電點；計劃到2023年在德國安裝230個加氫站；2017年底收購太陽能開發(fā)商Silicon RANCH公司主要股份；投資美國和荷蘭風(fēng)能資產(chǎn)。殼牌2018至2020年計劃每年投資新能源10億至20億美元，為同行業(yè)最高水平。

　　在碳捕集方面，截至2019年5月，殼牌參與的阿薩巴斯卡油砂項目在啟動不到4年中，捕集并安全儲存了超過400萬噸的二氧化碳。殼牌Cansolv研發(fā)的碳捕集技術(shù)現(xiàn)已在加拿大薩斯喀徹溫省的Boundary Dam電站使用。

　　道達爾

　　對于現(xiàn)有業(yè)務(wù)，道達爾通過減少放空燃燒和提高能源效率的方式控制碳排放，并在評估投資項目時結(jié)合油價預(yù)測或?qū)嶋H油價情況，在公司內(nèi)部實施30~40美元/噸二氧化碳當(dāng)量的碳定價機制。2010年開始，道達爾的新項目不再放空燃燒天然氣。2016年，道達爾業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的溫室氣體排放量為3900萬噸二氧化碳當(dāng)量，比2010年減少了23%，計劃2020年燃燒量較2010年下降80%，到2030年徹底停止放空燃燒。

　　重點發(fā)展碳捕集技術(shù)。二氧化碳捕集、利用與存儲技術(shù)，是實施全球二氧化碳方案的關(guān)鍵技術(shù)。2010~2013年，道達爾在法國拉克地區(qū)開展二氧化碳捕集和封存示范項目，積累了豐富的經(jīng)驗。2017年道達爾參與了挪威蒙斯塔德(Mongstad)碳捕集技術(shù)中心項目。道達爾對碳捕集與儲存技術(shù)的經(jīng)費投入不斷增加，近兩年的研發(fā)費用增長了兩倍，未來占公司研發(fā)費用的比例將保持在10%左右。

碳排放減排

中國石油報

喜歡作者我要約稿