杜祥琬：未來(lái)能源與雙碳目標

編者按：2021年7月8日，以“碳中和與未來(lái)能源”為主題的“第三屆未來(lái)能源大會(huì )”在北京召開(kāi)，本次大會(huì )由中國能源研究會(huì )與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì )上，中國工程院院士、國家氣候變化專(zhuān)家委員會(huì )的名譽(yù)主任杜祥琬發(fā)表了“未來(lái)能源與雙碳目標”的主旨演講。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

杜祥琬：大家早上好，利用這個(gè)機會(huì )跟大家匯報對未來(lái)能源的一點(diǎn)認識和我們如何從現實(shí)走向未來(lái)的認識，不當之處請大家指正。

關(guān)于未來(lái)能源，我想未來(lái)能源是未來(lái)人類(lèi)文明形態(tài)的基礎，人類(lèi)文明的形態(tài)是要不斷進(jìn)步的，它是歷史必然，而能源革命是其基礎和動(dòng)力。

大家都知道，化石能源、煤、油、氣的發(fā)現和利用極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，使人類(lèi)由農耕文明進(jìn)入了工業(yè)革命，這是一輪全球性的能源革命。但是200多年來(lái)，工業(yè)革命在帶來(lái)巨大進(jìn)步的同時(shí)，也產(chǎn)生了日益嚴重的環(huán)境問(wèn)題、氣候變化問(wèn)題和不可持續性?，F在非化石能源的巨大進(jìn)步正在推動(dòng)人類(lèi)由工業(yè)革命走向生態(tài)文明，這是又一輪深刻的能源革命。

走過(guò)農耕文明、工業(yè)文明的人類(lèi)，正在邁向生態(tài)文明。在這個(gè)過(guò)程當中，能夠跟上時(shí)代進(jìn)步的某些能源會(huì )在未來(lái)社會(huì )找到自己的位置，所以我想未來(lái)的能源可能是多樣化的。但是未來(lái)的生態(tài)文明時(shí)代能源，我想一個(gè)特征必須是高效的、經(jīng)濟的，同時(shí)，它是環(huán)境和氣候友好的、可持續的，這樣幾個(gè)特征。

有物理學(xué)的前瞻認知，我個(gè)人給大家說(shuō)一個(gè)看法，未來(lái)一次能源的主流可以概括成為就是核聚變，核聚變有兩類(lèi)，為什么這樣說(shuō)呢?有一類(lèi)是太陽(yáng)上的核聚變，太陽(yáng)上的核聚變我們都稱(chēng)為太陽(yáng)能，而廣義的太陽(yáng)能包括光伏、光熱，其實(shí)風(fēng)能也好，生物質(zhì)能也好，也都是來(lái)自太陽(yáng)能，而太陽(yáng)能來(lái)自核聚變，而它是清潔、低碳、零碳、可再生的。而且自從有地球有太陽(yáng)，可再生能源的資源就存在著(zhù)。所以說(shuō)起我們國家的能源資源稟賦，我想一定要強調我們國家的能源資源稟賦是由豐富的可再生能源資源。這是一類(lèi)，太陽(yáng)上的核聚變，太陽(yáng)能。

第二類(lèi)，地球上的受控核聚變，我們叫人造太陽(yáng)。目前是裂變核電站在支撐核電，但是大家正在突破人造太陽(yáng)受控核聚變。

要重新認識我們國家的能源資源稟賦，一講到資源稟賦就馬上說(shuō)起六個(gè)字，富煤、缺油、少氣，我想只講這六個(gè)字已經(jīng)不能準確描述我們國家的能源資源稟賦了，這是一個(gè)影響我們國家能源政策、能源戰略的一個(gè)重大問(wèn)題。豐富的可再生能源資源是我們國家能源資源稟賦的重要組成部分，而我們現在全國已經(jīng)開(kāi)發(fā)的可再生能源不到技術(shù)可開(kāi)發(fā)資源量的1/10。所以，能源低碳轉型，資源基礎是豐厚的，我們要讓它高比例發(fā)展可再生能源，首先這是一個(gè)前提，它有豐富的能源資源的基礎。

能源低碳轉型必要性已是全球共識，向低碳轉型，它的資源可供性、技術(shù)可行性、經(jīng)濟性都是比較清晰的，能源低碳轉型的科學(xué)技術(shù)基礎是堅實(shí)的。

第二部分，我們如何從現實(shí)走向未來(lái)，走向未來(lái)能源的兩個(gè)里程碑，就是我們現在提出來(lái)的“碳達峰碳中和”，這是兩個(gè)里程碑，它并不完成走向整個(gè)未來(lái)能源的過(guò)程。“雙碳”目標是有機聯(lián)系的，首先是碳達峰，碳達峰不是沖高峰，也不是攀高峰，它是要看著(zhù)碳中和來(lái)實(shí)現碳達峰的，可以說(shuō)是碳中和的一個(gè)基礎和條件。為什么說(shuō)它不是沖高峰攀高峰呢?大家對2030年前碳達峰要和國家提出來(lái)的2030年前其他幾個(gè)指標聯(lián)合起來(lái)，統一聯(lián)系，并不是我們提2030年碳強度比2005年要下降65%以上，這個(gè)很明顯，我們是要通過(guò)碳強度的逐步降低來(lái)達到碳達峰，這是一個(gè)逐漸走低碳路徑的過(guò)程。

實(shí)現“雙碳”目標對現在的中國來(lái)說(shuō)確實(shí)有很大困難，比如我們現在產(chǎn)業(yè)偏重，能源偏煤，效率偏低，對高碳發(fā)展的路徑依賴(lài)慣性比較大，可是克服這些困難恰恰是在補我們國家的發(fā)展短板，落實(shí)新的理念，來(lái)實(shí)現新的發(fā)展。如果能夠克服這樣幾個(gè)短板，克服這些困難，國家就能進(jìn)步，這是很顯然的。

節能、提效，無(wú)論是實(shí)現碳達峰還是碳中和，是戰略之首，綠色低碳的第一能源就是節能、提效，這也是保障我們國家的能源供需安全，同時(shí)保障國家的環(huán)境安全，也包括氣候變化的安全的要素。而且在現在化石能源為主的這樣一個(gè)能源結構下，我們國家現在還是80%幾的化石能源，在這樣一個(gè)能源結構下，節能、提效是減排的主力，我想強調一下這一點(diǎn)。

實(shí)現碳達峰的基本路徑是什么呢?我想在經(jīng)濟高質(zhì)量增長(cháng)的同時(shí)，進(jìn)一步降低碳強度，碳強度就是單位GDP所釋放的二氧化碳，如何降低碳強度呢?我想是兩點(diǎn)：一個(gè)是降低能源強度，要節能、提效。我給大家舉個(gè)數據，我們現在國家的能源強度還是世界平均水平的1.3倍，這個(gè)是已經(jīng)進(jìn)步了，2010年是2倍，現在進(jìn)步到1.3，已經(jīng)是很大的進(jìn)步了，但是如果我們把1.3進(jìn)步到1.0，就意味著(zhù)同樣的GDP我們可以少用30%的能源。所以節能、提效的潛力非常重要，如果對比OECD國家，我們現在的能源強度是他們的2.7倍，所以降低能源強度有很大潛力，必要性和可能性。如何降低呢?首先主要是產(chǎn)業(yè)結構調整，再加上技術(shù)進(jìn)步，另外還有管理和文化。在當前的消費水平下，能耗如果能夠降低1%，就意味著(zhù)能夠減少0.5億噸的標準煤，也就是節約1億多噸的二氧化碳。降低能源強度的同時(shí)，如果再加上第二條，優(yōu)化能源結構，能源結構再優(yōu)化，碳強度就可以比能源強度下降更多，優(yōu)化能源結構一個(gè)是中央提出的煤炭消費盡早達峰。再一個(gè)，我們現在能源還要有所增加，不是減少。“十四五”能耗增長(cháng)主要有非化石能源+天然氣來(lái)提供，這個(gè)一點(diǎn)不矛盾，能源安全和低碳轉型并行不悖。這個(gè)不展開(kāi)了，我們有幾年的試點(diǎn)，能源革命的思路做下去，原來(lái)主要靠煤的小現場(chǎng)蘭考，現在主要靠非化石能源和可再生能源來(lái)支持自己的電力。

工業(yè)、電力、交通、建筑這四大行業(yè)在實(shí)現碳達峰的同時(shí)，要明確走向碳中和的方向和路徑，他們可能是按照這個(gè)順序實(shí)現碳達峰，但下一步怎么實(shí)現碳中和，現在工程院在開(kāi)一個(gè)課題研究，大家很關(guān)注，也都做了很多研究。

碳中和是我們國家經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的新引擎，是要開(kāi)創(chuàng )一條兼具成本效益、經(jīng)濟效益和社會(huì )效益的路徑，是與實(shí)現國家第二個(gè)百年目標同步的、經(jīng)濟社會(huì )低碳轉型、深刻進(jìn)步的里程碑。碳中和是下一步的里程碑，更為深刻。

實(shí)現碳中和呼喚重大創(chuàng )新，這塊我只是提到為止，周孝信院士會(huì )講得更專(zhuān)業(yè)。構建以新能源為主體的新型電力系統，這一句話(huà)好說(shuō)，但是內容非常豐富，縱向的源網(wǎng)荷儲一體化，橫向多能互補，要把我們新能源，可再生，特別是大家關(guān)注的有間歇性的風(fēng)能、太陽(yáng)能這些能源，和智能電網(wǎng)，和各種儲能技術(shù)等等，各種靈活性資源相集成，讓我們的電力系統具備柔性、平衡功能，達到優(yōu)質(zhì)電力輸出，我想是這樣的含義。每一句話(huà)都不是多余的，做起來(lái)都很重要，但是很費勁。

可再生能源比例高了，要增強電力系統的靈活性，靈活性資源有多種多樣，靈活性資源也好，儲能技術(shù)也好，比如有穩儲能，抽水蓄能電等等，這是一大類(lèi)。再是化學(xué)電池儲能，又是一大類(lèi)。再是火電靈活性改造調節，也是一個(gè)大的靈活性資源。再加上氫儲能，指的是綠氫，這個(gè)氫儲能可以應對比較長(cháng)周期的間歇性，他們幾個(gè)靈活性資源的性質(zhì)還不一樣，可以用在不同的地方，液體陽(yáng)光，也有專(zhuān)家們專(zhuān)門(mén)闡述這一點(diǎn)。還有需求側響應，需求側本來(lái)就是柔性的，我們如何用好，用數字化技術(shù)把需求側管理用好的話(huà)，它也是一種靈活性資源，等等，我這只是簡(jiǎn)單的提到。

我再提一個(gè)問(wèn)題，要發(fā)展風(fēng)能、太陽(yáng)能，風(fēng)、太陽(yáng)是可再生的，沒(méi)問(wèn)題，但是要把它變成電，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、光伏發(fā)電，可再生能源需要設備，比如我們太陽(yáng)能做太陽(yáng)能電池，風(fēng)能要做風(fēng)機，而這些設備本身是需要有材料做成的，這些材料里面有一些新的礦物質(zhì)它是不可再生的。所以可再生能源也有這樣一個(gè)問(wèn)題，比如陸上風(fēng)電風(fēng)機，這些問(wèn)題怎么解決呢?我們以后要大量的長(cháng)期發(fā)展太陽(yáng)能風(fēng)能，而這些資源又是不可再生的，我想一個(gè)辦法就是循環(huán)經(jīng)濟，如何把這些太陽(yáng)能風(fēng)能到期以后收下來(lái)不是垃圾，而是可以回收的可以循環(huán)利用地資源。另外，靠材料科學(xué)創(chuàng )新，我們用新的材料做風(fēng)機，像這些都是新的問(wèn)題，也都是我們發(fā)展新能源的一些新的挑戰。

能源轉型大勢下，能源核心資產(chǎn)將不再是煤礦和油氣田，而是新能源技術(shù)的創(chuàng )新開(kāi)發(fā)能力和對新能源關(guān)鍵礦物質(zhì)的掌控及新材料的科學(xué)創(chuàng )新。

我想這樣幾個(gè)問(wèn)題，價(jià)值鏈延伸可持續情景是必須的，要可持續的話(huà)就必須解決好這些問(wèn)題。

“雙碳”目標是基于我們國家的國情，也基于人類(lèi)文明進(jìn)程新的覺(jué)醒，提出的兩個(gè)目標。事關(guān)中華民族永續發(fā)展和構建人類(lèi)命運共同體，特別是碳中和，呼喚深度的科技創(chuàng )新和金融的支持，剛才我只是點(diǎn)到為止。

“雙碳”目標會(huì )帶來(lái)新投資，新的技術(shù)，新的產(chǎn)業(yè)，新的交通，新的建筑，新的能源，帶來(lái)新的發(fā)展方式，它會(huì )深刻推動(dòng)經(jīng)濟和社會(huì )進(jìn)步，是實(shí)現經(jīng)濟、能源、環(huán)境、氣候共贏(yíng)的大事。

“碳達峰碳中和”是我們國家要參與全球的大考，是從工業(yè)文明時(shí)代走向生態(tài)文明時(shí)代，是人類(lèi)文明的趕考，中國在這個(gè)時(shí)候不能落后，歷史要我們考出好成績(jì)，讓我們大家共同努力!

我就講這么多，不當之處請大家指正，謝謝。