贺克斌院士详解：目前尚未成熟的净零排放关键技术，分布在哪些行业？
-网易研究局碳中和特别策划-
NO.003 专访贺克斌：目前尚未成熟的净零排放关键技术，分布在哪些行业？
贺克斌（中国工程院院士，清华大学环境学院教授）
中国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。为什么需要碳中和？碳中和能改善空气质量吗？碳中和会加大南北差异吗？目前尚未成熟的净零排放关键技术，分布在哪些行业？围绕这些问题，网易研究局采访了中国工程院院士贺克斌。
网易研究局：有观点认为，除开放缓全球气温上升速度，碳中和更深层的含义在于能源结构调整和经济结构转型。还有观点认为，得碳中和者得天下，你怎么看？
贺克斌：碳中和将会带来一场经济社会的系统性变革，其核心就是能源结构调整和经济结构转型。在推动碳中和实现的“五碳并举”体系中，“能源结构降碳”是减碳幅度最大的一个方面，大力促进风光等可再生能源发展、改变产业用能结构等，将推动我国的深度能源结构转型。能源结构的转型，将推动世界经济从资源依赖型向技术依赖型转变。当然，碳中和还将体现在资源利用增效、和更为低碳的生活方式等。因此，碳中和的含义是广泛而深远的。
在实现碳中和的道路上，我们要有紧迫感。距离2060似乎仍很遥远，实则我们时间紧迫。首先，能源基础设施的投入使用都有一个时间周期，即“碳排放锁定效应”。比如，现在的燃煤电厂，生命周期可以达到40年甚至更长。如果一个燃煤电厂在“十四五”期间投运，加40年生命周期就大约是2060年了，在这期间它可以持续的排放二氧化碳。因此，如果我们的转型越慢，这种排放的“锁定”就可能越强，对我们未来碳减排带来更多压力，对我们长期的气候目标带来更大威胁。同时，世界各国特别是发达国家在加快发展低碳技术、推动能源转型，比如欧洲和美国都提出了2050年碳中和目标及其技术创新路径，这本质上是在从资源依赖型向技术依赖型发展道路上的激烈竞争。新的减碳技术体系形成过程中，国际能源、产业、经济格局会发生巨大的转变，可能出现碳边境税等新的制约因素。因此，碳中和更深层的含义是新一轮的工业革命。我国目前在光伏组件、锂电池等方面的市场占有率已经位居世界第一，但在前瞻性的低碳或零碳技术上，跟欧美国家仍存在差距，我们面临的既是挑战又是机遇。因此我们需要自我加压，抢占先机。
网易研究局：2020年，全国二氧化碳总排放量104亿吨，陆地和海洋系统能吸收的二氧化碳大概在10亿吨，碳汇有增长的潜力吗？如何增长？
贺克斌：碳汇是有增长的潜力的。一方面，我们可以通过一定方式增加生态系统的碳汇。以土地利用变化为代表的生态系统管理与增汇措施，例如植树造林、生物能源作物种植、适当退耕还林和退牧还草等可以提升生态系统的碳汇量。在人工生态系统，比如农田中，我们还可以通过改进水肥管理等提高其固碳能力。另一方面，在未来碳捕获和碳封存技术（CCS）可能得到更广泛的应用，也就是我们将电力、工业等部门排放的二氧化碳通过一定技术手段捕获，并运输、封存到适合的地层中，也可以起到类似于增加碳汇的作用。
网易研究局：碳中和对空气治理有什么意义，能在多大程度上减少污染物排放？会对健康带来什么好处？
贺克斌：碳中和目标将对未来长期的空气质量提升、实现“美丽中国”目标起到重要协同增效作用。PM2.5对健康产生影响的阈值极低，因此世界卫生组织（WHO）给出的PM2.5年均浓度指导值为10μg/m3，而我国现行PM2.5标准相当于WHO第一阶段目标值，距离WHO指导值尚有较大差距。这一差距在未来人口老龄化的大背景下，其健康影响问题将更加凸显，因此应当推动空气质量长期持续改善并实现WHO指导值，以达到全面保护人群健康的目的。但是最新研究表明，2030年之后，末端治理措施的减排潜力就将基本耗尽，难以支撑长期的空气质量改善目标。未来碳中和目标下的深度低碳能源转型措施将成为我国空气质量持续深度改善的动力源泉。我们的研究预计在碳中和情景下，到2060年中国将基本完成低碳能源转型，可再生能源发电占比将达到70%以上，工业部门终端煤炭消费比例低于15%，新能源车占比达到60%以上，民用部门能源全面清洁化；与此同时，全国人群PM2.5年均暴露水平达到8μg/m3左右，78%的人群PM2.5年均暴露水平低于WHO指导值，中国空气污染问题将得到根本解决。总体来说，在未来气候变化和清洁空气的协同应对将会发挥越来越大的作用。
网易研究局：据IEA统计，中国电力和热力生产行业贡献51.4%的碳，随着技术进步，光伏电、风电现在的价格已经很低了。但由于利益分配的原因，光伏电、风电并没有被大规模应用，如何解决这个问题？
贺克斌：现阶段，光伏发电和风电的价格已经可以与煤电等化石燃料发电方式竞争，甚至低于煤电价格，但是还面临着较高的并网成本的问题，一定程度上阻碍了其更快更广的应用。其实在近些年，我国在风光资源发电方面已经有很大的发展，到2019年，我国风电和光电装机容量已经占总装机容量的超过20%，而在2010年两者仅仅占3%左右，同时弃风率、弃光率也在近年不断下降。在未来更广泛的使用风光资源，还需要更多灵活消纳技术体系以及市场、政策等的支持。比如，在全国碳市场体系中，利用风电、光电相比煤电可能在价格、成本等上获得一定优势，从而促进风光资源的更大范围的利用；也可能针对供需两侧出台相关的扶持政策等，来有效促进风电、光电的比重继续增加。
网易研究局：据IEA今年发布的《2050年净零排放：全球能源行业路线图》，2050年实现净零排放的关键技术中，50%目前尚未成熟。这50%的技术是哪些技术，分布在什么行业？
贺克斌：目前尚未成熟的净零排放关键技术，分布在各个行业中，凸显了各个行业共同努力实现技术突破和应用的必要性和紧迫性。比如，电力部门中，天然气/生物质燃料结合CCUS（碳捕获、利用与封存）技术、氢能涡轮机还处于示范阶段；工业行业中，钢铁部门的氢能炼钢、水泥部门的CCS应用、许多化学品制造的电气化等尚未成熟；交通部门中，电动船、电动飞机的研发应用还处于示范期或小规模原型期。此外，建筑物用电的固态冷却技术、二氧化碳的船舶运输技术和以二氧化碳为原料生产甲醇等化学品的技术等多方面技术都仍未成熟。因此，碳中和的实现是与各个行业的进步都息息相关的。
网易研究局：有观点认为，山西等经济较落后的能源省份承担更大压力，北上广等发达地区压力更小。碳中和是否会加大经济发展的地区差异？
贺克斌：碳中和将对不同地区带来不同机遇与挑战。一方面大规模的风、光等可再生能源的开发与使用，必然为我国风光资源较好的西北等经济欠发达省份带来新的发展机会，一方面也对山西等经济欠发达的化石能源大省带来挑战与压力。
我国的碳达峰、碳中和工作要坚持“全国一盘棋”，要以各地区战略定位、发展水平、资源禀赋，以及各省控制温室气体排放的责任、潜力和能力等为依据，还要综合考虑行业发展需求、产业链间关系、生产力布局、产业结构特点等因素，统筹确定地区、行业梯次实现碳达峰的目标任务。一方面山西作为化石能源大省，不宜再建能源强度高、碳锁定效应大的能源基础设施，应该因地制宜寻找新的发展机会；另一方面要处理好“用能大省”与“产能大省”的互动关系。在梯次实现碳达峰的目标任务中，需要积极鼓励发达地区对山西等欠发达能源省份的支持、以及先进的做法、技术与经验的转移。
网易研究局：从目标来看，碳交易所是为了实现碳中和，而不是以盈利。但现实中，碳市场可能会出现操盘和炒作行为，导致碳价不稳定，给企业带来损失，怎么稳定碳价格，让碳交易所更好地为碳中和服务？
贺克斌：碳市场和碳价格的稳定需要政府适当的调控和干预措施。从实践看，人们对碳市场的担心是碳价太低，还没有出现碳价太高的情形。碳价的基本面是由政府发放的配额数量决定的，如果碳价太高了，政府可采用拍卖的方式向市场提供额外的配额；如果碳价太低了，政府可通过对配额有效性期限限制和公开市场操作（就是政府回购配额，此措施虽然提出过，但迄今没有用过）等措施稳定碳价。为了防止大户操纵市场，一般都对配额挂单交易设置上限，譬如上海环境交易所就设置了每单不超过10万吨的上限。还有，碳市场中也设置了交易熔断机制，譬如上海环境交易所就是设置了与上个交易日相比，交易价格变动不能超过正负10%。另外，现在信息技术很发达，对所有的交易行为都有记录，也都可以进行追踪，在这方面的市场监管和普通的证劵交易没有区别，因此可以对市场行为进行有效的监管。