面對越來越嚴重的環境危機，人類迫切地認識到，要改變目前全球溫升速度和大氣環境狀況，僅僅依靠自然選擇是很難完成的。為此，歷經4年談判、涵蓋全球55%以上的溫室氣體排放量的《巴黎協定》應運而生，并且將“全球平均升高氣溫控制在1.5攝氏度以內(與工業革命前相比)”作為努力的目標。

 

為了將未來大氣二氧化碳濃度控制在450ppm的范圍之內，必須大幅度降低當前的碳排放強度，適當調整一次能源消費結構。而中國減少能源系統的碳排放強度主要有三個方面的手段：其一是對于排放源的碳捕捉、封存和利用；其二是能源結構轉型升級；其三是節能增效。就這三個方面來說，能源結構轉型涉及方面廣、轉型成本高并且轉型周期長，截至目前依然沒有較為清晰有效的轉型方向。

 

結合能源使用的歷史和已經完成能源結構調整的國家來看，能源結構轉型主要有三個特點：散燒式到集中式再到分布式、高碳到低碳再到無碳、無附加值到低附加值到高附加值。煤炭與石油和天然氣相比，燃燒效率低、附加值低、環境負外部性大，因此，對于煤炭的取代所獲得的環境效益最大。中國是世界最大煤炭生產和消費國，控制煤炭消費總量在一定程度上已經成為共識。根據中國石油大學(北京)國際能源經濟與氣候變化聯合研究中心(簡稱聯合研究中心)研究測算顯示：2013年全國表觀能源消費量37.5億噸標準煤，而真正被經濟社會所使用的能源量只有24.4億噸標準煤，能源損失量13.1億噸標準煤(占能源消費總量31.6%)，損失的能源中58%來自煤炭的消費。

 

對于中國煤炭消費總量的控制，實踐證明通過結構轉換替代減煤是標本兼治的最優途徑。在中國煤炭消費結構中，發電用煤占比約50%，這一部分煤炭利用效率較高，輔助碳捕捉封存技術的情況下排放量可控。而除集中發電用煤之外，還有一部分小發電機組和居民供熱等使用的散燒煤炭，由于集中程度低、劣質煤炭占比大，導致排放系數遠高于燃煤電廠。據粗略統計，中國散煤消費量為10億噸左右，對于空氣污染物排放量的“貢獻率”卻高達50%。對于這一部分煤炭的治理，實際上獲得的環境效益是較大的。因此結合中國國情，化石能源治理首先應控制煤炭消費量，而控制煤炭之中首先治理散煤消費。

 

目前，控制煤炭消費量的關鍵問題就是對散燒煤炭的取代。考慮到中國大氣污染治理的緊迫性，對于散燒煤炭的取代在短期內需要依靠相對清潔高效的天然氣來實現。天然氣利用效率較煤炭高10%以上，以天然氣為能源基礎的分布式燃料電池綜合效率達70%以上。由于散燒煤炭主要用于工業燃煤鍋爐、居民供暖鍋爐和小型發電機組，采用天然氣替代后，天然氣方便運輸、鍋爐轉換成本低、清潔高效的優勢可以得到充分發揮。根據油氣行業氣候倡議組織(OGCI)最新研究報告顯示，每一萬千瓦時天然氣發電排放的溫室氣體接近500千克二氧化碳當量，是火電排放的1/2。不僅如此，我國還有豐富的生物質能，生物質天然氣資源潛力超過3000億立方米/年。生物質能豐富的區域與煤炭散燒利用區域高度重合，進一步降低了氣代煤的轉換成本，提升了生物質能源進入市場的程度。

 

《巴黎協定》中，中國政府在“國家自主貢獻(INDC)”中提到，碳排放在2030年達到峰值，碳強度與2005年相比下降60%至65%。結合全球2050年溫升控制在2攝氏度以下等一系列目標分析后，2050年中國碳排放份額為35億噸左右。如果按照中國目前的化石能源消費結構，很難實現上述目標。世界上主要發達國家的化石能源消費量控制路徑，基本遵循著煤炭—石油—天然氣這一基本規律。因此，除了對煤炭消費總量控制之外，石油產業的清潔低碳發展同樣極其重要。石油資源是交通運輸的主要能源，2014年中國石油消費中交通運輸部門直接消費1.95億噸標油(占當年全國石油消費量27%)，排放二氧化碳近6億噸，并且汽車燃燒產生的尾氣排放已經成為了嚴重影響空氣質量的首要因素。短期來看石油消費量的控制可以采用深化油品升級等方式，但隨著升級程度的加深和汽車數量的增加，油品升級所帶來的正環境效益將越來越少且升級成本指數式增加。長期來看，利用電動汽車對于燃油汽車進行替代是根本途徑。

 

目前，電動汽車發展依然面臨著很大的挑戰。首先就是電動汽車并沒有看上去那么“清潔”。根據聯合研究中心研究成果顯示，在現有能源結構下，考慮全生命周期時，電動汽車每公里排放0.05千克二氧化碳，是傳統燃油汽車的125%。然而，原因并不是電動汽車不清潔，而是電動汽車上游電源的來源不清潔。電動汽車對于排放的削減程度，主要取決于電力來源中煤電所占比重。其次，電動汽車的無序充電對于電網產生巨大沖擊，擴大晝夜峰谷差。

 

造成電動汽車對環境和電網產生影響的主要原因是上游電源不清潔和無序充電。電動汽車與可再生能源協同發展后會產生雙贏的結果：首先，可再生能源有著天生間歇性發電的特性，而電動汽車本身就是良好的儲能設備，如果利用合理政策調整電動汽車有序充電，不僅會帶來大量的“削峰填谷”的經濟效益，同時還會使可再生能源使用比例大幅上升；其次，電動汽車的不清潔主要由電力來源的不清潔決定的，與可再生能源協同發展后，將有效提高全生命周期的節能減排效益。

 

《巴黎協定》的簽訂和生效，是中國能源結構轉型進程加快的信號，同時也給能源結構轉型設定了一系列的基本目標。在這樣的背景下，中國能源產業亟待明確的變革方向和清晰的變革思路。結合能源轉型的歷史和已經完成能源結構轉型升級的國家經驗來看，中國中長期能源結構轉型應該遵循分布式和集中式并舉、高碳向低碳甚至無碳過渡、可再生能源與儲能設備協同發展。

 

具體來說，首先停止大型煤電機組項目的審批和建設，高效地利用現有的煤電，防止地方政府和企業因煤炭價格暫時的起伏而產生投資沖動。其次，短期內以先進產能替代落后產能，通過政策手段引導取代小煤電機組、小燃煤鍋爐，發展天然氣發電項目，尤其是在有條件的地區大力發展分布式生物質天然氣發電產業；長期來看應該合理建設電網，提高電力消費比例的同時加快推進可再生能源的并網發電。再次，短期內繼續深化油品升級、利用技術進步提升內燃機效率、加強汽車尾氣監控，長期來看堅持可再生能源與電動汽車協同發展的策略。最后，廣泛采用PPP(公私合營)的方式，在政府主導的情況下引導小資金撬動社會大資金，在盈利性項目中政府僅發揮監督者的作用，在非營利性項目或者預期盈利不足的項目中，政府利用適當補貼、稅收減免等手段鼓勵社會資本進入，在緩解政府債務壓力的同時加快能源結構轉型升級。

 

來源：中國石油大學（北京）國際能源經濟與氣候變化聯合研究中心