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仇保兴:城市碳中和的五大变革

  时间: 2021-12-27      1140     分享:

国际欧亚科学院院士、住房和城乡建设部原副部长、中国城市科学研究会理事长仇保兴应邀在 2021 宏观经济论坛暨创新峰会上做了题为《城市碳中和的五大变革》演讲。

今天,我跟大家一起讨论一下碳中和与城市发展模式的创新。


首先需要讨论的是碳中和的路线图,全国各地现在都在制定各自城市、地区以及行业的碳中和路线图。

碳中和路线图如果是比较合格的,或者是优秀的,肯定是具有若干特征的。第一个特征是安全韧性,没有安全就等于没有一切,所以必须要建立安全韧性,路线图所采用的技术必须是安全、韧性、经得起一定风浪的。第二,采用的技术成本是趋降的。第三,技术的可靠性是越高越好,而不是可靠性逐步打折,或者可靠性会退化。第四,这个路线图能够将原有的能源系统,特别是灰色系统逐渐转为绿色系统,使灰色系统和绿色系统能够兼容,这点尤为重要,因为中国的煤发电站数量占到了全球的 50%,将这些煤电厂逐步转型到绿色发电设施是非常有必要的。最后,能够实现 " 进口替代 ",中国是最大的石油进口国,也是全世界最大的天然气进口国,通过碳中和路线图可以把能源过度依赖进口的问题解决掉。

符合五个特征的路线图,就是比较好的路线图。这些路线图实施有哪些比较好的基础条件?在中国有一个比较好的消息,太阳能光伏发电最近十年来成本下降了近乎十倍,风电也下降了 40% 以上,而且这个成本还会继续下降。预计未来十年,太阳能光伏发电成本还有一定下降空间,这是非常好的消息。



正因为这些新技术的发展,我们才能对碳中和线路图充满希望,但是这里面有一个很重要的问题,我们用什么来作为碳中和的主体,我认为碳中和必须以城市作为主体,理由有四个。

第一,城市是人为温室气体排放的主角,因为 75% 的人为温室气体是由城市排放的,所以 " 解铃还需系铃人 "。

第二,中国城市的管理体制和西方不一样,西方的管理体制是城市的建成区有多大,城市的管辖范围就多大。但是中国的城市管辖范围包括了农村、原野以及很多空地。比如说我在杭州当过市长,杭州的城市建城区有 1000 平方公里,但是杭州的行政管辖范围按 1.5 万平方公里计算,是建成区市行政管辖范围的 15 倍。在 15 倍的管辖范围内可以从容地布置碳汇、可再生能源的生产基地以及能源的消费,拥有这样的基础条件碳中和路线图才可以在广泛的管辖范围内根据地区条件从容制订。

第三,改革开放 40 年,一直是以城市 GDP 指标作为竞争轨道,这种竞争为经济产生了良性动力和纠错机制。城市就是一个 " 造富机器 "," 造富机器 " 相互竞争,相互学习,相互进行协作,成为城市发展的主流。但在 " 十四五 " 期间我们需要转向双轨竞争,即 GDP 的竞争和减碳的竞争,用不着重新搞一套绿色 GDP,目前长三角城市已经开始发力减碳竞争了,通过相互之间学习,相互之间竞争,相互之间的合作就形成了良性循环,财富增长的同时还可以减碳。

第四,城市作为主体,行业减碳也是非常重要的,比如能源系统、电力系统、燃气、石油这些系统也有路线图要制定,也有时间表要确定。但是这些行业的碳中和体系是从上到下的,但城市的碳中和体系是由下而上的,这两种体系一个是生成的碳中和体系,一个是构成的碳中和体系,两者之间互补方可增强中国碳中和体系的韧性。

城市作为碳中和体系应该怎么划分?有哪几个板块?


我认为可以分为工业、碳汇和农村农业、建筑、交通、市政这五个在这五个板块中,可以想象有一些城市已经没有工业了,比如说北京,工业都迁移了,有一些旅游城市,比如丽江也没有工业,主要是旅游业。有一些城市在沙漠地带,像乌鲁木齐基本上就没有什么森林,所以碳汇量就很少。但是所有的城市都有建筑,都有建筑能耗,都有建筑的能源供应,都有交通能耗,也就是交通的碳排放,也都有市政和废弃物的处理。所以说即使城市有千差万别,但是有共性的三个板块就是建筑、交通、市政,这三部分的能耗减碳是完全可以开展相互学习和竞争的。

要把 " 建筑、交通、市政 " 这三方面的碳排放降下来,很重要的是依靠更多的技术创新和社会治理系统,比如法律、宣传、政策等,把行政手段和技术创新进行有机的组合。如果说采取碳交易、碳税、车辆减排是精确减碳的话,碳价格机制或许会带来更多的收益和更小的不确定性。如果电厂生产出来多少电,排放出来多少碳,碳要就地封存,成本是非常高的。现在世界上最大电厂的碳封存系统也关掉了,为什么?封存的整个过程同样需要能源,而且这个能源也产生着碳排放,人们发现不仅成本极高,而且封存的过程中排出的碳比封存的还多,这显然就不合理了。

需要强调的是," 海洋碳汇 " 的潜力是巨大的,例如海洋里面有珊瑚、贝类,它们能够把二氧化碳转化成碳酸钙,这个封存过程中不消耗任何碳,这种封存叫自然封存,如果这种自然封存能够代替工业文明式的封存,效益是非常高的。碳中和技术还在不断创新,新的治理手段也在酝酿中,这些手段和技术决定着财富的分配和城市发展的潜力。


在交通方面,交通的模式出现了飞跃性的创新,为什么说飞跃性的创新呢?自古以来交通工具用什么燃料就排放什么样的温室气体,已经成为一个规律。但是现在不一样了,现在燃料要讲究 " 出身 ",你的 " 出身 " 不一样,排放的碳也完全不一样,比如说我们经常讲的氢动能,氢气汽车用的燃料氢气如果来自于化石能源的,排放就很高,高到什么程度呢?高到比用汽油、柴油还高出 20% 以上。但是如果氢气来自于可再生能源,我们称之为绿氢,那么绿氢的碳排放量仅相当于目前燃油车的 1/20,但氢气来源不一样,碳排放的差距就可能相差 20 倍以上,例如通过天然气制成的灰氢。如此一来,生物医疗、甲醇、乙醇、甲烷," 出身 " 不一样,碳排放是不一样的。第一次在交通模式的创新上要讲究燃料出身证明,而且要跟踪这些出身证明,里面不能掺假,要回溯到整个燃料生产的全流程。这样才能够精确地计量温室气体的排放,过程中有大量的新技术和治理手段投入使用,每项新技术,每项新的治理方法都是造富的新机会。



冬奥会氢燃料客车

再比方说城市内部的交通,怎么叫好的城市内部交通工具呢?有三个要素,第一碳排放要低,第二占地面积要小,第三 PM2.5 的贡献要小,这样看来比如说自行车、电动自行车、电动车,或者公交、地铁,这些都是好的交通工具,为什么?因为 PM2.5 的贡献很小,而且 PM2.5 基本为 0,碳排放很低。除了电动汽车的占地面积大以外,其他的占地面积都比较小。但是摩托车就是比较糟糕的交通工具了,碳排量很大,而且 PM2.5 的排放比一般的汽车还大,这样的交通工具从倡导绿色出行的角度应该是需要逐步淘汰的。但是很有意思,各个城市都在淘汰电动自行车,却很少人说淘汰摩托车,为什么?对摩托车牌照的发放和管理相关部门是可以要求收费和处罚,但电动车没有,这就是利益机制的作用,这是跟碳中和是截然相反、背道而驰的。

为什么中国要推行电动汽车,有人怀疑电动汽车用的电还是煤发电的,碳排放仍然是很高的,但是大家可以看到如果电动汽车用的是煤发的电,比起汽油、柴油的汽车来讲碳排放还是降低了 20%。如果电动汽车用的是可再生能源的电,排放就归零了,所以说电动汽车不管怎样都能够降低碳排放,降到 20%-0 之间,我们还是要推行电动汽车。正因为如此,全世界都已经作出了自己的承诺,都列出了什么时候停止燃油车的生产,挪威做得最早,计划在 2025 年的时候就停止生产和销售燃油车,全部要电力化,或者是氢能源,这点对城市所有的造车企业都是前所未有的冲击,也是前所未有的机会。



第三,建筑模式的创新。建筑是所有的人都必须拥有的,要么是买来的,要么是租的,建筑的碳排放一直是被低估的,国际能源组织曾经对世界建筑进行了碳排放的估算,认为建筑的碳排放从全生命周期来讲是占全社会碳排放 38% 左右。但是在中国经过详细计算,我们建筑的全生命周期碳排放,居然占到了全社会的碳排放的 48%,为什么会比国际的平均值还要高得多呢?是因为世界上百分之六七十的建筑是木材,木材是一种碳中性的建筑材料。但是在中国 80% 以上的建筑材料是用钢筋水泥,钢筋水泥是不具备木材的 " 碳中性 " 的。



中国建筑的节能是整个碳中和体系中的最需要攻克的,从当前建筑运行相关的二氧化碳排放状况来看,我国公共建筑的总面积占比最小,但是耗能强度最大,单位面积公共建筑的碳排放约是日本的一倍;北方采暖建筑总面积不大,但每平米二氧化碳排放约为 36 公斤。现在还有很多南方城市都在计划实行集中供暖,如不谨慎考虑,这将会明显增加这些城市的碳排放。因为北方地区采暖每平方米建筑约排放这么多二氧化碳,主要是因为按平方米计费引发的浪费,如果在南方地区例如武汉、成都等实施集中供热,这显然属于高碳行为。

有许多人可能在离开家庭的时候会记得把电灯等用电设施关掉,但是暖气片是不会关的,因为暖气片是按平方米计价的,这也是我们所忽视的,事实上如果关了暖气片,节能的效果将比关电灯等用电设备要大出十倍。

另外,可以看到绿色建筑是全球流行的新的应对碳中和的建筑体制。绿色建筑有两个专有名词——第一个是全生命周期节能、减碳、节水、节采,室内环境比较好的建筑;第二个专有名词——绿色建筑是气侯适应型的建筑,即建筑的能源系统和围护结构能够随着气候的变化而自行调节,使建筑的用能模式发生适应性变化。

例如绿色建筑可以在夏天需要制冷时,将室内空气中的热储存在地下,到冬天时再把热量重新提取出来进行取暖,这两者在长江流域是可以实现平衡的,一个建筑能够对外界进行适应性的自我调整,这就叫做气侯适应型建筑。而且建筑的窗户是随着阳光的变化而自动进行变化,能够遮阳、吸收阳光,这些成本都是非常低的。建筑的节能如果从气侯适应性的角度来看,可以获得低成本、高质量的节能建筑。

建筑发展到未来,利用越来越便宜的可再生能源,越来越便宜的光伏,就可以实现正能建筑。什么是正能建筑呢?所有的建筑都需要消耗能量,但是正能建筑利用光伏等可再生能源产生的能量比建筑本身消耗的能量还多,这时候就变成了正能建筑。一个城市如果所有的建筑大部分都是正能建筑,那么建筑将不再仅仅只是耗能单位,也可以成为产能单位。


仇保兴,国务院参事室参事,中国城市科学研究会理事长,经济学博士、工学博士,高级规划师,住房和城乡建设部原副部长、党组成员,国务院三峡工程建设委员会委员,十二届全国政协委员,人口资源环境委员会副主任。