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退出化石燃料时代,为何如此艰难?
REEI 2020/07/21

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大家好,欢迎收听磐之石海外智库能源与气候变化报告解读第七期,我是磐之石的林佳乔。


大家好,我是磐之石的赵昂,今天我们两个为大家解读美国布鲁金斯学会(Brookings Institution)在2020年6月发表的一篇题为“退出化石燃料时代,为何如此艰难?”的文章,这篇文章首先回顾了全球能源系统的历史,阐述了为何全球能源系统目前仍然依赖化石燃料的原因以及如果我们不再使用化石燃料会面临怎样的挑战,文章最后也提出了全球能源转型的几点建议。各位听众可能也注意到,我们这是第一次选择文章来解读,我们是基于这样的一些考虑,因为更迅速的把握当前受到疫情及全球经济波动影响下的能源和气候变化政策,文章比报告更有优势。在未来的解读中,我们虽然仍以报告为主,但会穿插一些时效性强、分析深入的文章来分析,希望能使听众更及时了解到海外智库文章分析的分析成果。佳乔,在解读这篇文章之前,你能先给大家简要介绍一下布鲁金斯学会和这篇文章作者吗?


好的。布鲁金斯学会是一家拥有百年历史的美国独立非营利公共政策研究机构,机构创办的宗旨是开展高质量的独立研究,充当学术界与政府之间的桥梁,向决策者为解决本地及全球社会面临的问题,提供具有创新性和实用性的政策建议。这篇文章的作者是Samantha Gross,她是布鲁金斯学会能源安全与气候倡议项目的主任以及外交政策项目的研究员,她在能源和环境事务方面拥有二十多年的经验。她也曾担任美国能源部国际气候与清洁能源办公室的主任。

 

布鲁金斯学会应该算是全球具有影响力的智库之一,我们之前撰写的一些关于气候与能源的评论文章也会参考布鲁金斯学会的研究数据和研究成果。那我们下面就来看一下这篇文章有哪些值得我们注意的地方。越来越多的科学事实表明如今全球变暖的主要原因是人类对于化石燃料的大规模使用。今年年初的新冠肺炎疫情导致了全球工业活动和外出旅行的大幅下降,这使得石油的需求和价格比以往任何时候都下降的都快,而且疫情期间全球二氧化碳排放量也下降明显。这时有人不禁会问:“我们已经知道煤炭和石油等主流化石燃料不仅会导致气候变化,而且也会带来像环境污染这样严重的环境问题,那我们为什么仍然要使用它?为什么目前的全球能源系统中化石燃料仍占据主导地位呢?”,佳乔,你能稍微介绍一下这篇文章提到的观点吗?

 

关于这个问题,文章作出了三点回答。首先是化石燃料的能量密度比较高,能量密度指的是单位体积内所包含的能量是多少。在工业革命之前呢,人们使用的能源主要是木材,但木材的能量密度很低,也是人类社会发展缓慢的影响因素之一;直到19世纪工业革命的到来使得煤炭成为主要的能源,煤炭的能量密度是干燥木材的三倍;而到了20世纪初期,石油逐渐取代了煤炭的地位,石油的能量密度又是煤炭的两倍。除了化石能源的能量密度这一优势之外呢。第二点是因为化石燃料的便利性。比如石油生产的燃料几乎是交通运输的理想选择,因为石油制成的燃料是汽油、柴油等液体,它的容积小,方便存储和运输。最后一点是由于电力的出现,导致全球能源系统从直接使用化石能源转变为,使用化石燃料发电的能源系统,因为电动机的发展使得电力可以有效地转换为机械能,从而作为很多工业过程、家用电器甚至汽车的动力供应。虽然近些年可再生能源发电发展迅速,但化石燃料目前仍然是电力系统的支柱,接近全球发电量的三分之二。

 

好的,我稍微总结一下,全球能源使用其实是向着能源密度更高,使用起来更加方便的这个方向发展。较高的能量密度意味着需要较小的重量或体积的燃料便可完成工业或者是其它的活动,而发电又是一种非常灵活便利的能源使用方式,可以用于多种场景。那说到发电,电力行业是全球碳排放主要的来源之一,这篇文章指出如果将可再生能源发电与核电结合在一起,就可以帮助电力部门实现脱碳的目标,而其它部门脱碳则需要电气化的过程来实现,比如说交通、建筑、工业这些部门不是使用传统的一次能源,例如煤炭、石油,而是要使用电力来实现它们的生产过程或者是供能过程。关于电力部门脱碳的技术和挑战我们在第三期期报告解读《新冠后中国经济复苏的坎坷之路》中进行了详细的介绍,感兴趣的听众可以收听第三期的内容。虽然将那些碳密集型的行业进行电气化是一个很理想的目标,但实现起来并非易事。比如那些需要极高热量的工业过程(如钢铁、冶炼和玻璃的生产),它们用可再生能源电力来驱动确实存在挑战,那么如何达到它们所需要的高温,怎样的情况才能够满足这样的需求呢?文章里提到了哪些解决办法呢?佳乔,你能介绍一下吗?

 

好的,文章提到了三种解决途径。第一种是研发生物燃料。燃烧生物燃料时所释放的碳排放量与植物生长时碳固定量是相同的,也就是所谓的碳中性;但是生物燃料生产过程中还是会产生二氧化碳比如运输,而且生物燃料还会与粮食生产争夺耕地。另一种途径是将可再生电力转化为具有可燃性的零碳燃料,比如说,使用可再生能源发出来的电力,进行电解水制氢气,将氢气作为零碳燃料燃烧,但这个过程将消耗大量的能源,能源效率是个问题。最后一种途径是碳捕获与封存技术(Carbon Capture and Storage,CCS)的应用。最常见的CCS技术应用是,将捕获的二氧化碳加压注入储油层以提高采油率,有人会质疑这种做法是否真的会减少碳排放量?但有研究表明,以这种方式注入的二氧化碳会永久留在储油层中,而且如果储油层中注入足够的二氧化碳,它可能会抵消采油过程中的碳排放量,但CCS技术目前仍有许多尚待解决的问题(例如如何确保二氧化碳的永久安全封存和降低成本大规模实施)。

 

好的,除了你刚刚提到的关于零碳燃料和CCS技术上的挑战外,文章中还提到了政治是推动能源系统脱碳的一个不可忽视的大的挑战。因为要最大程度地减少气候变化的影响,减少人类对化石燃料的依赖,就需要减少化石燃料使用的政策和进行绿色投资,而这些投资会带来不确定的长期利益变化。而且长期有效的气候政策需要决策者和公众达成共识,这不是一个简单的过程,在这个过程中也常常会受到来自公众的压力和不满,例如法国2018年12月因为油价提升导致的大规模游行示威活动,我们常称的“黄马甲”事件。但是大气中二氧化碳的累积性质意味着我们如果不能立即采取行动,日后我们将会付出更大的代价,因此我们应该对全球气候应对的问题采取这种越早采取行动越好的策略。

 

是的。我国作为全球第一碳排放大国,制定的能源政策将对全球能源系统有着深远的影响。目前我国煤炭消费总量和煤电装机容量都占到世界总量的一半以上,受新冠疫情影响,国际能源署(IEA)预测2020年全球煤炭需求将下降8%左右,而对于我国的预测是下降5%,因为上半年经济活动和电力需求的减少对燃煤发电和煤炭消耗总量都产生了影响。虽然我国目前煤电产能已经过剩,但能源主管部门此前已经宣布放松对新建煤电项目的监管,这也将刺激燃煤电厂的投资。

 

是啊,燃煤电厂投资的增加不仅导致我国碳排放量的增加,也会造成了城市空气污染和公众健康风险等问题。在2013年之前一段时间内,我国80%左右的污染物排放量都是和煤炭直接或者间接使用相关的。所以,能否降低煤炭消费总量和煤电装机容量在很大程度上决定了中国未来能不能实现经济高质量发展和生态环境保护的战略目标。关于我国接下来的“十四五”规划(2021年-2025年),佳乔你认为在这样的规划中煤电和空气污染治理应该如何发展呢?

 

我国从2013年开展了声势浩大的“大气十条”污染防治行动和坚决打赢“三年蓝天保卫战”等等一系列环境保护措施,雾霾的治理也已经取得了非常显著的成效,但目前还有接近一半的城市没达到国家二级空气质量标准(35微克/立方米)。煤电的超低排放改造虽然对我国过去近十年的空气质量起到了重要贡献,但煤炭在开采、运输等过程中仍对生态环境造成了严重的破坏。因此,在“十四五”期间,我国还是要力争,继续降低煤电占一次能源消费的比重,还未达到国家二级空气质量标准的城市也要努力达标。此外,国家对于山西、内蒙古等耗煤大省已经明确下了“能源革命排头兵”和“北方的生态屏障”等发展目标,这些省区未来应努力降低煤炭消费总量,寻找新的经济增长点,来实现能源与经济的结构转型。

 

是的,从中央政府对陕西、内蒙这样传统的以煤电为主或煤炭开发为主的能源大省来看,所定的这种新的发展目标从长远来看,可能生态安全也好,能源革命也好,能源转型也好,这一定是中国政府摆在前列的一个宏观的战略目标。但是从短期或者中期的发展,或者是在疫情复苏的这样一个阶段当中,煤电的发展的这样的一个定位,也是我们时常关注的。我们看到最近有一些这方面的讨论,我相信我们在以后的解读当中也会结合目前在“十四五”过程当中,我们对于化石能源发展的决策以及所实现的目标有更多的讨论。

 

好,我来对我们今天我们所解读的文章再来总结一下,文章从梳理能源发展的历史,特别是从化石燃料能量密度高以及能源使用的灵活性和便利性的角度来出发,提出了化石燃料仍然被严重依赖的一个重要原因,那么在当前面对能源转型这样的一个全球应对气候变化挑战的过程当中,我们也不得不看到化石燃料在现代经济发展当中所扮演的一个决定性作用,它对于经济发展起到了一个经济的命脉的效果,但大规模的化石燃料使用所带来的全球二氧化碳排放量的大幅度增加,引发全球变暖这样的一个前所未有的系统性的挑战和衍生的一些其它的环境污染,比如空气污染,都使得我们重新思考,如何能够尽快走出严重依赖化石能源这样的能源系统,那么为了能向低碳的能源系统迈进,电力部门低碳化和其它碳密集型部门的电气化是实现这一目标的出路,零碳燃料的研发和CCS技术的发展将辅助这些部门进行电气化。最后,我再稍微说下这篇文章的不足之处,文章缺少了全球主要排放大国,例如中国、美国和印度,各自在减排方面所承担责任及履行情况的梳理,当然可能在这篇文章立意当中也是提到,它是关注整个全球的发展的挑战,但是我们认为如果能够梳理主要排放国的一些低碳发展策略的话,对于读者也是对来讲也是非常好的了解和学习。

 

我觉得这篇文章的脉络非常清楚的,它不光是把结论简单的摆出来,它还对事情的来龙去脉做了背景介绍,所以读起来还是比较有收获的。那这期海外智库能源与气候变化报告解读就到这里了,如果你有疑问或者对这份报告感兴趣,可以留言或与我们取得联系。如果你喜欢本期内容,欢迎点赞、分享并且订阅我们的报告解读栏目。对原文感兴趣的听众呢,也可以点击音频介绍中的原文链接。我们下期再见!