低碳发展时代的世界与中国能源格局

哥本哈根会议认定了"2℃"和"在2050年前全球排放量减到1990年的一半",到2050年,碳减排要求世界人均能耗不高于2.5t标煤/a。能源碳强度ω是一个反映碳排放与能源结构关系的新指标,利用它与一次能源消费中生成并排放二氧化碳的各种形式能源所占比率γ的关联式ω=2.4γ进行推算:按照450情景方案,二氧化碳排放峰值307×108t出现在2020年,而能耗峰值在2030年左右;按照丹麦方案,二氧化碳排放峰值320×108t出现在2025年,能耗峰值也大约在2030年,将达到273×108t标煤/a,人均3.3t标煤/a。碳排放峰值年越推迟,达到2050年远期目标的难度越大。按照丹麦方案,2030~2050年的20年间,需平均每年减排10×108t二氧化碳,同时与450情景方案相比,大气中二氧化碳总量将增加400×108t以上。根据中国政府宣布的2010~2020年的减排目标推算,2020年能耗为41×108t标煤,二氧化碳排放约74×108t,中国只要能做到能耗强度每5年降低20%,就能够实现此目标。中国应在2020年之前快速发展非化石能源、加速产业转型、大力发展天然气、大幅提高能效,这样就完全能够与世界减排同行。     

中国低碳经济前景刍议(下)——中国减少碳排放的措施

为了减少二氧化碳排放量,根据中国能源消费量大和人口众多的国情,需要控制2050年个人乘用车保有量不超过3×108辆;石油消费量控制在6.0×108t;将城市商业和居住领域人均天然气消费量提高到200~250m3,天然气发电消费量提高到3000×108~3500×108m3,消费总量达到9000×108m3;将煤炭消费量控制在一次能源需求量的36%左右;人均电力消费量提高到8000k W·h。应从2030年起规模化、商业化地实施二氧化碳捕集与封存(CCS)措施。根据IPCC第五次评估报告(AR5)第一工作组报告第11章和第12章的评估数据,分析碳排放量对远期(至2100年)及未来更长时期(至2300年)气候变化的影响。按照比较符合实际的RCP4.5情景数据,根据预估的中远期的碳排放量,预测21世纪下半叶大气气温将逐渐升高,23世纪全球平均温升可达2.5℃±0.6℃。IPCC预测2050年全球温室气体排放量将到达峰值(约50Gt二氧化碳当量),然后逐步降低,到2080年后稳定在约25Gt二氧化碳当量的水平。21世纪末世界人均二氧化碳排放量将达到2t的水平,对发展中国家而言碳减排压力仍然相当大,需采取严格而有效的碳减排措施。欧盟新近向联合国提出的全球2050年减排目标,与中国2030年达到碳排放峰值的承诺不一致,值得关注。     

中国能源温室气体排放与可持续发展

全球气候变化对经济社会的可持续发展带来严重挑战。影响温室气体排放的因素主要有经济增长、人口、能源消费强度、能源结构等。预计中国2005～2020年GDP年均增长率为8.0%～8.6%。基准情景下,中国2050年能源需求总量达到66.19×108t标煤,人均能源消费量4.4t标煤,CO2排放量117.3×108t,能源消费弹性系数0.42,2020年CO2排放强度比2005年下降43%～48%;减排情景下,中国2050年能源消费量50.4×108t标煤,人均能源消费量3.5t标煤左右,CO2排放量70.7×108t,人均CO2排放量4.8t左右,能源消费弹性系数0.32,2020年CO2排放强度比2005年下降48%～52%,若能实现减排情景,则意味着中国已做到了低碳经济;而从可预见的技术条件以及清洁能源和可再生能源利用的规模来看,实现低碳情景难度很大。中国正处于工业化中期的发展阶段,能源需求增加是客观存在的,应力争转变经济增长方式,优化产业与产品结构,减少与控制高耗能产品出口,提高非化石能源比重和能源利用效率。发展中国家在应对全球气候变化行动中应制定中、短期目标与长期目标。中、短期目标即相对减排,中国政府制定的2020年CO2排放强度相对2005年降低40%～45%的约束性目标就属于相对减排;长期目标指的是当发展中国家实现工业化后,若全球技术发展迅猛,这时发展中国家温室气体的总量控制与减排才有可能做到。     

广东省温室气体减排综合评价模型研究

国外能源模型一般是在发达国家的市场经济基础上开发的,比较适合于市场体系较为完善的国家和地区的能源系统的模拟和预测。中国对能源与环境进行系统建模研究起步较晚,然而还是取得了较大的成果,但省域级别的能源环境经济模型的研究还比较少,尤其是对于像广东省这样经济发展很快,而资源、能源十分匮乏的省份,能源对经济发展的"瓶颈"作用特别突出,因此开展省级能源经济模型研究意义十分重大。利用日本京都大学和国立环境研究所开发的综合模型工具ExSS,建立了适合广东省实际情况的能源与环境评价模型,并设定三种情景,应用模型对广东省2015年的能源消费量、能源结构和温室气体排放进行预测。三种情景分别是基准情景、政策情景和低碳情景。2015年基准情景、政策情景和低碳情景的能源消费量分别为3.4×108t标煤、3.2×108t标煤和3.1×108t标煤;三种情景下二氧化碳排放量分别为6.4×108t、5.6×108t和5.1×108t。广东省在"十二五"期间应加大力度调整能源结构,增加天然气的使用量,减少煤炭的使用,使煤炭的消耗比例控制在合理范围内。     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅳ)——天然气能源在中国的应用前景和碳减排分析

中国目前天然气在能源消费结构中的比例不到4%。与欧美发达国家相比,中国在商业和居住方面的年人均天然气消费量要低30多倍;按照EIA的中长期预测,中国天然气仅占家庭用能的21%～28%、商业用能的14%～20%,与发达国家大约相差1倍。中国用于发电的天然气使用量不到2%,由于风电比例的提高,非常有必要争取2050年将天然气调峰发电的比率提高到5%以上。如果2030年中国天然气产量达到3000×108m3并加大从国外的进口量,使消费量达到5000×108m3,天然气在能源消费结构中的比率有可能提高到14%。制约中国天然气消费量提高的因素包括国内天然气产量、国外进口量、基础设施建设和天然气价格等。提出2050年中国实现天然气消费量达到6000×108m3和8000×108m3的两个情景,其基础是确保常规天然气产量为2500×108m3,页岩气产量达到1000×108~1500×108m3,煤层气和煤制替代天然气产量达到1000×108~1500×108m3,进口量为1500×108~2500×108m3,这是一个非常艰巨但却有可能实现的目标。如果2050年中国天然气消费量达到8000×108m3的高消费量情景,按照发改委能源研究所设定的节能情景的能源消费总量测算,天然气在一次能源消费结构中的比例可上升到14%;按低碳情景测算,天然气的比例可上升到18%;按强化低碳情景测算,天然气的比例可上升到20%,达到目前世界的平均水平。两个天然气消费情景的二氧化碳排放量分别为7.4×108t和9.6×108t。从各方面而言,增加天然气消费量都是正效应而非负效应。     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅶ)——中国能源需求暨碳排放情景分析讨论

预测世界二氧化碳排放量峰值40Gt/a出现在2025年,此后年均下降4.1%,2050年才能达到IEA Blue Map情景要求的14Gt/a,届时人均排放量为1.5t,由于总降幅未达到80%,仍需努力减排,争取2070年世界二氧化碳排放量达到10Gt/a。中国2005~2025年累积二氧化碳排放量约160Gt,2025~2050年间约194Gt,2050~2070年间约75Gt,2005～2070年间合计约472Gt,约占当时世界份额的27%。希望中国碳排放峰值出现在2025年而不是2030年,即使能控制当年二氧化碳排放量达到10.5Gt/a的水平,此后年均下降2.9%,2050年达到5Gt/a的较高水平,年人均排放量降低到3.4t,仍高于世界均值。为了与世界总降幅同步,还需要进一步减排,争取2070年二氧化碳排放量达到2.5Gt/a。为了在2050年达到期望的碳减排目标,必须优化中国的产业结构和能源结构,发电、钢铁、水泥是中国节能减排的重点。受生物质资源不足、煤化工生产油品只能适度发展、氢燃料替代目前尚无确切时间推广节点的制约,预计2050年中国替代石油燃料的比率在20%左右,低于欧美地区50%～70%的比率。但通过提倡绿色出行、提高发动机燃油效率、乘用车过渡到以纯电动汽车和混合动力汽车为主、石油替代步伐加快且替代方式多样化、提高石油加工轻质化程度、加大天然气在CHP或DES/CCHP的高效利用等措施,将2050年的原油消费量控制在6.0×108t仍然有可能。加工6×108t原油可生产1.08×108t化工轻油,CBTL生产的油品总量中还包含1200×104t石脑油,合计化工轻油量为1.20×108t,加之还可由煤化工MTO/MTP生产一定量的烯烃,可满足基本有机化工原料的需求。只有通过各部门的综合努力,低碳排放的A或B情景才有可能实现,任何部门的牵制都将影响全国碳减排目标的实现。     

中国2030年碳减排的自主行动目标

<正>2020年,中国能源消费排放二氧化碳大致在95×108~105×108t之间,人类活动导致的不确定因素下,尽管新常态呈现碳减排加速形势,但反弹效应依然存在。我国碳排放峰值最有可能出现在2030年前后,对应的二氧化碳排放量约为110×108~120×108t。与此同时,中国主要资源消耗和污染排放将在未来10~20年先后达到峰值。中国向联合国提交的国家自主贡献报告显示,中国到2030年的自主行动目标是:二氧化碳排放到2030年左右达到峰     

我国中长期能源碳排放情景展望

本文基于最新修订后的我国能源统计数据,对当前至2050年我国中长期能源消费及其结构、能源二氧化碳排放趋势进行了情景分析。分析结果表明,在碳排放快速达峰、中速达峰、慢速达峰三种情景下,我国2020年的能源消费总量区间在48．43～51．28亿tce,煤炭消费占比区间在58．2％～62．1％;2030年能源消费总量区间在54．25～60．17亿tce,煤炭消费占比区间在43．8％～55．9％。慢速达峰情景下,2045年左右能源碳排放量才能达到峰值水平;中速达峰情景下,2030年左右能源碳排放量达到峰值水平,同时碳排放量将在2025年至2040年之间的较长一段时期内处于峰值平台期;快速达峰情景下能源碳排放将在2020年左右达到峰值,并且达峰后碳排放将开始出现明显的下降趋势。     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅲ)——石油能源产品在交通运输等行业中的应用和碳减排

在我国中长期的终端能源需求中石油将占约15%的份额,其中55%～60%将被用于交通运输行业。逐步减少交通运输领域石油能源产品的使用量,对减少能源消费总量和二氧化碳排放量十分重要。目前国内外研究机构预测的中国2050年货运周转总量(8×104～9×104Gt.km)及公路货运周转量均明显偏高,造成预测的运输燃料消耗量太高,这也反映出调整中国经济产业结构和进出口贸易结构的紧迫性。减少私人乘用车的拥有量和出行量也是节能减排的关键,采用西方发达国家私人乘用车的比例,预测中国2050年将拥有5×108～6×108辆乘用车不符合中国人口众多、城市中心区人口密度的特点,将乘用车数量控制在3.0×108辆的水平比较恰当。目前全球运输领域二氧化碳排放量约占总排放量的20%～25%,中国运输领域的二氧化碳排放量将逐步上升,占总排放量的份额将从目前的7%提高到2050年的30%以上。应努力采取各种措施,使2050年乘用车的二氧化碳排放强度降低到40g/km的水平。除了减少化石能源石油产品使用量、使用生物质燃料、推广纯电动汽车和开发燃料电池汽车外,改变出行方式、发展方便快捷的公共交通显得十分重要。预计我国2050年燃料电池汽车将占到小汽车保有量的20%左右,纯电动汽车占30%左右,各种混合动力汽车将占50%左右。为了使中国2050年二氧化碳排放总量控制在40×108～50×108t的水平,有可能也有必要将石油的使用量控制在6.0×108t,交通运输领域石油能源产品使用量控制在4.0×108t以下。     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅰ)——中国分阶段温室气体减排目标的提出及其依据

减少温室气体排放已刻不容缓,一系列研究显示,温升2℃是人类生活不受气候变化干扰的上限,大致550μL/L二氧化碳当量的温室气体浓度或约450～500μL/L的二氧化碳浓度对应2℃的温升。达到稳定浓度时的2005年以后的累积排放量和2005年的排碳数据一起才可以计算出最终的减排量化指标,而拐点年代和逐年排放量是可调控的动态指标。核实本世纪上半叶的累积排放量,并将排放额度分解到各个国家和地区是一项十分艰巨且很迫切的任务。我国的碳减排可分为2005～2020年的前期、2021～2035年的中期和2036～2050年的后期。权威部门曾推算了一系列数据,但与当前掌握的实际数据对比,对2010年的碳排放预测数据均偏低。有学者提出我国2005～2050年间的排碳额度为370Gt,约为全世界的28%,比例基本合理。如果2050年二氧化碳排放总量确定为140×108t,则中国为40×108t,人均2.6t,形势非常严峻。把我国2020年二氧化碳排放量控制在100×108t以内十分必要;我国碳减排中期处于拐点过渡期,我国的拐点将直接影响世界的拐点,应争取拐点出现在2025年,过渡期为2020～2030年;我国2050年与2035年的二氧化碳排放量差值应为45×108t,只要依靠非化石能源替代化石能源、采用CCS技术、最大限度地采用零碳排放甚至负碳排放的替代燃料就能得到控制,但仍然存在许多不确定因素,有待深入研究。     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅶ)——中国能源需求暨碳排放情景分析讨论

预测世界二氧化碳排放量峰值40Gt/a出现在2025年,此后年均下降4.1%,2050年才能达到IEA Blue Map情景要求的14Gt/a,届时人均排放量为1.5t,由于总降幅未达到80%,仍需努力减排,争取2070年世界二氧化碳排放量达到10Gt/a。中国2005~2025年累积二氧化碳排放量约160Gt,2025~2050年间约194Gt,2050~2070年间约75Gt,2005～2070年间合计约472Gt,约占当时世界份额的27%。希望中国碳排放峰值出现在2025年而不是2030年,即使能控制当年二氧化碳排放量达到10.5Gt/a的水平,此后年均下降2.9%,2050年达到5Gt/a的较高水平,年人均排放量降低到3.4t,仍高于世界均值。为了与世界总降幅同步,还需要进一步减排,争取2070年二氧化碳排放量达到2.5Gt/a。为了在2050年达到期望的碳减排目标,必须优化中国的产业结构和能源结构,发电、钢铁、水泥是中国节能减排的重点。受生物质资源不足、煤化工生产油品只能适度发展、氢燃料替代目前尚无确切时间推广节点的制约,预计2050年中国替代石油燃料的比率在20%左右,低于欧美地区50%～70%的...     

试论本世纪末全球实现二氧化碳“净零排放”的难度

《巴黎协议》确认要将全球平均气温较工业化前水平升高幅度控制在2℃内,争取低于1.5℃,本世纪末实现二氧化碳"净零排放"。经分析,要实现该目标难度非常大,主要原因是:《巴黎协议》实现目标的措施不具体,依靠各国自主贡献的碳排放量总和远大于实现温升目标的碳排放限额,与科学家的判断和预测相距甚远;发展中国家在中远期还需要使用相当份额的化石能源,由于缺乏丰富的可再生资源,本世纪末仅中国每年就至少还要使用十几亿吨煤炭,实现净零排放难度相当大;发达国家已经跨过了碳排放峰值,而发展中国家碳排放峰值年不可能提前到2020年,要延后到2030~2040年,其后还有几十年的平台期或准平台期;发展中国家尤其是中国2050年非化石能源的替代份额已相当可观,已占到一次能源消费总量的32.2%(基本情景)和43.0%(积极情景);本世纪末化石燃料燃烧、水泥生产、土地利用改变对大气中二氧化碳累积量增加的正贡献仍然大于土地吸收和海洋吸收的负贡献;CCS封存量有限,花费相当大的建设成本只封存几百万到几千万吨二氧化碳对减少温室气体排放起不到根本性的作用。     

中国发布2020年能源战略目标

<正>Energy Daily,2014-11-20中国发布了一系列实现其现代能源结构的未来能源战略目标。2014年11月19日公布的能源发展战略行动计划(2014~2020)中,国务院承诺更高效率、自给自足、绿色和创新的能源生产与消费。包括2020年前每年的一次能源消费量设定为48×108t煤当量。这意味着今后6年的一次能源消费量年均增长率必须限定在3.5%以内。据统计,2020年前煤炭的年消费总量控制在42×108t以下,比2013年煤炭消耗量36×108t增加16.3%。这计划对北京周边地区、长     

2025年中国一次能源需求量将占全球25％

荷兰皇家壳牌集团日前在北京发布《壳牌能源远景2050》报告。中国2025年的一次能源需求将在全球占25％以上;到2050年,中国自身的一次能源需求将是本世纪初的4倍,化石能源仍将占中国一次能源需求的约70％,煤炭仍将是中国首选的能源。但中国可在能源生产与消费方面找到途径,降低对煤炭的依赖性,减少二氧化碳排放,     

对中国未来低碳能源约束下的能源构成和油气需求分析

《中国2050年低碳发展之路.能源需求暨碳排放情景分析》(简称《情景分析》)提供了4种情景,其中低碳情景大致给出了一个可能实现的能源状况,而强化低碳情景则要付出更大努力和超常投入,属于争取实现的可能目标。新能源在能源构成中的扩大是一个漫长的逐渐加速的过程。对水电和新能源的发电量应有较清楚的认识,在中国电力工业构成中,水电和若干新能源装机容量所占比例要明显高于其实际发电量所占比例。按《情景分析》的研究,到21世纪中叶我国能源构成将有很大改善,但还很难将化石能源降到占构成的50%以下,更不能改变传统(基础)能源为主体的情况。即使按低碳和强化纸碳情景的约束条件,中国对油气的需求量仍将持续增长,而在化石能源中相对低碳的天然气发展最快。2035年前后石油需求量可能超过6×108t,天然气需求量可能超过3500×108m3。相应石油进口依赖度可能超过60%,天然气将达到45%左右。煤炭仍居首要能源地位,压低煤炭需求量是实现低碳化的重要措施,但过分压低煤炭比例难以做到。这就要求必须把煤炭清洁化利用和低二氧化碳排放提到能源发展战略的高度上来认识。中国能源战略应首先关注节能减排,其次是保障基础能源的可持续发展,以及以科技领先促进新能源发展。     

城镇化与能源革命

中城镇化与能源革命已成为新的经济增长模式的两翼,城镇化需要通过能源革命为其提供有效的能源供应保障.现有大、中城市周边的新开发区是城镇化的主力,农村地区的城镇化、现代化也极为必要,农民的市民化是在中心城镇实现能源革命的前提.2011年中国能源弹性系数高达0.8,2012年煤炭消耗达到36.5×108t,超过了“十二五”规划2015年的消耗量,以煤炭为主的能源生产模式和高耗能、高污染、高排放的能源利用模式再也不能持续下去了,“十八大”之所以将“能源生产和利用模式的转变”上升到”革命”的高度,正是针对这种局面提出来的、“能源生产方式的革命”是坚持和加快一次能源向低碳转型,加速提高清洁、低碳能源占一次能源的比重;“能源利用方式的革命”是摈弃传统粗犷的能源利用模式,采取科学用能模式城镇化为我国实现工业和建筑物能源利用方式的革命提供了绝好的机遇,应与之同步规划建设适应}中国情的天然气DES/CCHP能源系统.经量化计算,若2015年新区应用天然气CCHP的比率能达到40％,使能效达到70％以上,总能耗就可降至39× 108t标煤,能源强度比2010年降低18％:二氧化碳排放量可降至80.5×l08t,碳强度比2010年降低22％ 另外,交通运输的能源革命也不容忽视.     

掌握原油资源与贸易信息 优化原油采购与原油加工

世界一次能源消费不断增长,据国际能源署(IEA)预测,2030年世界一次能源需求量为165×108t油当量,2050为215×108t油当量。2030年能源消费中化石能源仍占主导地位。世界石油探明储量中,中东地区约占60%,欧佩克约占76%。世界主要国家原油储量、产量和加工能力分布不平衡。世界原油重质化劣质化趋势明显。世界炼油厂逐年减少,平均规模越来越大,炼油企业和装置结构发生明显变化,炼油工艺装置结构调整步伐加快,加氢裂化、加氢处理与焦化的加工能力还将有较大幅度增长。石油输出国大力发展炼油和石化工业。中国交通运输业和汽车工业的迅速发展推动了炼油工业的发展,但中国炼油工业面临着石油资源短缺和原油对外依存度越来越高的挑战。据IEA预测,中国2015年石油需求量为5.0×108～5.3×108t,2020年将达到5.9×108～6.4×108t,对外依存度将达到70%。     

IEEJ世界能源需求展望

正日本能源经济研究所发表了《IEEJ展望2018》,展望了至2050年世界能源供需、石油需求峰值的情况、应对气候变化问题等。至2050年世界人口将增加0.3倍、经济增长1.5倍、能源消费增加0.5倍(61.42×108t油当量)。2015年世界一次能源消费136.47×108t油当量,2050年增加到197.89×108t油当量。由于节能进展,单位国内生产总值(GDP)消耗的能量年下降率为1.6%,2050年只需现在的56%。35年后经合组织(OECD)能源消费量随经济增长反而比现在减少。今后能源消费的增加均出自非OECD国家     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅴ)——非化石能源的需求与碳排放

随着技术的进步,非化石能源将成为重要的一次能源,其对化石能源的替代将对碳减排起到举足轻重的作用。核能属于不排碳的新能源,生物质能具有零排碳甚至负排碳的特点,其他可再生能源包括水能、风能和太阳能等均属清洁的超低排碳能源。先进的核能压水堆技术成熟,型式已发展到第三代,安全性不断提高。尽管发生了日本福岛核危机,但不应责怪核能本身,仍需要在高度重视安全的前提下大力发展核电。我国核电规模不宜过分压缩,2050年核电规模为300GW,发电量2100TW.h,占总用电量份额20%的目标比较恰当。用生物质秸秆制造燃料乙醇、用林业废弃物制造合成柴油和用废食用油脂制造生物柴油能显著降低运输业的排碳,7×108t干生物质可替代1×108t进口原油,在高油价时代其意义不言而喻。我国曾推广秸秆发电,但经济效益和社会效益有限,建议在生物质秸秆制造燃料乙醇达到产业化后不再扩大秸秆发电规模,以保证燃料乙醇产业的原料来源。水能、风能和太阳能发电量占总电量的比率是衡量绿色电力的重要指标,中国2050年这三种可再生能源发电量约3600TW.h,仅占总用电量的36%。非化石能源发电量占总发电量的份额是一项重要衡量指标,IEA在Blue Map等情景中将2050年该百分比定为61%～75%;中国工程院预测的我国2050年该百分比为70%。但如果2050年的核电装机容量为400GW时可提供总发电量的28%,加上水电、风电、太阳能三种可再生能源发电提供的36%,合计为64%,仍然存在6%的缺口;若核电装机容量只能达到300GW,缺口将达13%。如靠化石能源来弥补发电量的不足,将带来增加碳排放的后果。     

中国是世界上最大的碳排放国之一

<正>中国在2010年超过日本成为世界第二大经济体,2013年超过美国成为世界第一大货物贸易国,但中国在为此感到自豪的同时也应看到,中国的碳排放与其人口、经济规模、制造业产值、能源使用量占世界总量中的比重是不相称的。2011年,中国的碳排放量达到80×108t,占全球总排放量四分之一强,超过美国排放量的50%左右。2005~2011年,全球新增二氧化碳排放量中,中国所占的比重达60%以上。即使按人均水平来看,中国人均二氧化碳排放量也已达到6t,超过世界平均