大運彩票鱼虾蟹:贺克斌:碳达峰碳中和目标给环境科技带来哪些挑战?

申博会员直营网 2021-06-23 09:37 来源:中国环境报

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“十四五”期间,生态文明建设以降碳为重点战略方向,推动减污降碳协同增效,将迎来生态环境质量改善从量变到质变。对于碳达峰碳中和,不仅要从气候履约的角度去理解,还涉及产业竞争问题,更与生态文明、美丽中国建设,甚至健康中国建设有着密切关系。目前,国家相关部委、地方政府、行业企业、高等院校、研究机构等各界都在积极行动。

从产业竞争的角度看碳达峰碳中和,欧洲的《绿色新政》、氢能炼钢技术,日本的碳中和发展路线,英国的能源白皮书,美国的零碳排放行动计划,都透露出产业能源关键技术升级换代的意味。这种升级换代一旦与碳产生关联,紧跟而来的将是碳边境税,所有高碳煤电产品都可能受限,我国外循环空间会被大大压缩。这样碳达峰碳中和就不仅仅是气候履约问题,而是成为产业竞争的一个焦点。所以在当前的国际环境下,我们的科学技术、产业技术水平需要跟上。

贺克斌,资料图

温室气体减排和大气污染治理有协同性

碳达峰碳中和目标在推进生态文明建设方面有很大的驱动作用。温室气体减排和大气污染治理有协同性,如果走碳中和路径,PM2.5和臭氧的协同治理会实现根本性的改变。“大气十条”和蓝天保卫战实施几年来的工作成效,都证实在减少大气污染物的同时,可以很大程度实现减碳,对推动碳强度降低发挥重要作用。

从污染物减排的角度来看,如果没有碳达峰碳中和的推动,以现有的政策措施,在2030年之后,减污过程将会减缓。但在碳中和情景下,与降碳结合,则会释放出更大的减污潜力。在2030年到2060年之间,主要污染物排放仍有不小下降空间。由于能源结构发生了改变,这种根本性的改变不会反弹,因此在监管上避免了耗费大量的人力物力财力。

从污染物暴露浓度对健康的影响分析来看,从现在起到2060年,我国老龄化程度、污染物浓度对健康的影响程度会逐渐上升。使健康获益的环境改善、污染物暴露水平的降低其实有非常大的潜力。今天多花一元钱治污,未来会少花十元钱治病,人的生活质量、获得感等都会受到影响。所以减污降碳非常值得推进。

要实现这个目标,主要靠能源结构调整。根据模型计算推演,从2020年开始,如果没有碳达峰碳中和目标约束,以现有的末端治理、管理减排等措施进行治理,到2065年,PM2.5浓度最多降到25微克/立方米。但是如果有碳达峰的约束,可以降到20微克/立方米。如果实现提前达峰,在2025年到2030年之间,就可以到16微克/立方米左右。如果不仅提前达峰,还加上了碳中和的措施,就能到8微克/立方米左右。

然而,实现这样的目标不是轻轻松松的。在去年11月全国18家单位联合发布的低碳发展路径报告中,在降碳目标约束下,可以用更少的总能源消耗达到同样的经济发展目的,实现资源增效减碳。

资源增效减碳,能源结构降碳,加上地质空间存碳(CCUS)和生态系统固碳,构成四大技术手段。四个手段什么时候用、哪个先用、哪个后用,将以碳市场为杠杆,形成市场机制融碳。这些方式同时发力,会形成实现碳达峰碳中和的合理路径。

碳达峰碳中和在未来对环境科技提出诸多挑战

要实现碳达峰碳中和,生态环境领域还可以有哪些作为?

在资源增效减碳方面,应思考城市发展如何引导合理需求,提升用能效率,优化用能结构,降低用能负荷。节能降耗和治污是系统关联的。现在单位GDP能耗已经有很大的下降,但是仍然还有很大的节能潜力。

比如,“无废城市”建设不仅要考虑固废,实际上废水、废气、废热,都是和无废社会相关联的,也都是和碳有关联的。未来的“无废城市”要实现“四废”打通、废碳打通。用好物质循环利用的关联,需要大量的理论、技术去支撑。

又如循环经济。根据国际上的分析,45%的温室气体来自日常生活用品的生产,比如汽车、衣服、食品。如果循环经济策略在钢铁、水泥、塑料、铝、食品等方面加以应用,可以消除这45%中20%以上的二氧化碳排放,这将是巨大的贡献。能源结构的调整产生很强的产业碰撞,但是循环经济、资源增效是协同的,各方相对容易达成共识,应该充分发挥作用。

大数据、人工智能等很多新基建也可以实现资源增效。一方面,这些领域用电量极高,需要节能,现在就应当对未来用电量有预判,提升用电的有效性。另一方面,互联网技术的应用会促进车联网、物联网、能源互联网的应用,大大提高增效潜力。新基建在本身实现节能的同时,要为系统节能更好地发挥作用,实现“环境+”。

在能源结构减碳方面,生态环境技术也面临很多挑战。风、光资源不稳定,大气成分和物理参数会大大影响风、光效果。所以,大气环境领域可以加强与气象领域的合作。现在气象领域做天气预报,可以为减灾防灾提供参考。以后可以变成资源预报,为发电、供电提供参考。未来风光企业可能会成立天气参数的预报部门,吸收专业人才进行大气成分变化研究等。此外,还要考虑多个互相关联的因素,比如气候变化对未来大气扩散条件和空气质量的影响,不同减排路径的影响,气溶胶辐射效应变化下对空气质量的不同影响,相关问题需要多个专业领域协同解决。

在可再生能源方面,比如光伏发电会用到镍等稀有金属,还有一些稀土元素,如果全世界大幅使用“风光”,矿产资源是不够的。现在固废领域往往从矿产元素的毒性角度去考虑,其实现在也需要认识到,当风光能源大幅度使用的时候,其资源属性价值会提高,在碳市场中体现出来。

在矿产资源和回收循环上,要加强对关键金属资源的循环利用及其承载率的研究,将其价值与碳达峰碳中和关联起来。在生态系统固碳方面,陆地的绿碳、海洋生态系统恢复的蓝碳都与此相关。生态环境工程恢复湿地及其生态功能,实际上是在增加碳汇。土壤生态系统碳氮循环的变化对固碳能力的影响,需要用模型进行规范。由于氮磷元素不足的时候会显著降低二氧化碳施肥的效果,未来还应思考解决,在削减氮氧化物,涉及到氮限制的情况下,未来的人为排放循环如何与碳达峰碳中和关联起来,如何在全球和区域范围内增加碳汇,实现良性循环。

碳达峰碳中和目标对未来环境科技提出了诸多挑战。我们不是旁观者,而是参与者,甚至在有些问题上还是主导者。减污降碳协同增效,要在时空协同、过程协同、区域联动、深度脱碳上优化路径。生态环境部门将来很可能需要在监督执行中落实监测、核算、核查等任务,而现在相关技术方法、仪器设备等还相对缺乏,这在微观、中观、宏观管理上都需要大家一起努力去寻找应对方案。

贺克斌系中国工程院院士、清华大学教授。本文根据贺克斌在第十届中国环境院所长论坛上的发言整理,未经本人审阅。

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