全球碳中和運動缺乏一個明確的理論基礎

 

熱力需求的核心是溫度要對口（有些應用也需要壓力對口），高溫工業過程（如發電）產生的余熱完全可以是其他中低溫過程所需要的熱能。著名工程熱物理學家吳仲華【5】結合熱力學的第一和第二定律，提出的“分配得當、各得其所、溫度對口、梯級利用”的能量利用16字原則，至今對于熱能的循環利用還具有重要的指導意義。建筑物的暖通需求是能耗和碳排放大戶，應同時做好通過“被動房”和“主動房”技術提升建筑物能效，優化建筑物用能結構。

 

交通領域亦需要通過電氣化與氫燃料電池等技術路徑，并在全社會提倡低碳出行盡可能減少燃油消費等，積極打造綠色交通體系。但需要注意的是，航空與海運領域在未來較長一段時間內，還需要液態燃料來驅動。包括生物質燃料在內的“零碳”燃料，或者說是“碳中和燃料”將扮演重要角色。

 

綜上，從能源系統視角，可以看到從單個能源產業角度無法看到的現實，從而避免一些片面的做法。這里涉及的幾個核心問題包括：

 

首先，由于化石能源一直擔負著能量提供與材料提供的雙重功能，系統分析要求我們在能量的低碳轉型后，必須要為材料的供應尋找新的可行途徑?；谶@一點，那些認為未來社會全部由電力驅動的觀點就站不住腳，100%電氣化或者電力加氫能的碳中和技術路徑就可能是一個戰略誤區。從這個角度看，中央提出“構建以新能源為主體的電力系統”，而不是“構建以新能源為主體的能源系統”，是非?？茖W合理的。

 

其次，能源低碳化轉型要在保障能源安全的前提下穩妥進行，可參照發達國家的經驗，在未來一定時期（如10-20年）內，將一定比例（如60%）的能源作為保障能源供應安全的基礎能源，拿出剩余的部分參與能源轉型，主要用可再生能源、天然氣和核電來代替煤電。由于我國基本沒有燃油發電，而且油氣具有良好的工業基礎，在核聚變工業化突破之前，石油需要力求總量穩定，為煤炭的產業轉移和核能發展贏得時間和空間。天然氣要穩中有升，對石油進行有序替代，確保油氣行業低碳轉型，最終向零碳過渡。這樣分步滾動實施碳中和計劃，而不是一步到位。

 

第三，電力、熱力或交通移動力是人類生活與生產活動所需要的能量服務。對于節能減碳而言，提高“有用能量”占總消耗能量的比例，即提高能效，可以減少能源浪費，進而減少碳排放。這就要求相關技術設備在設計指標方面更加精確、嚴苛，盡可能提高各環節轉化和傳輸效率，甚至可以按照有用能量的概念重新設計耗能設備，以此反推能源轉化和供應系統的合理性。這就是為什么在很多耗能領域存在巨大節能空間的原因。2016年，北京國際能源專家俱樂部對杭州泵浦公司的循環水節能技術開展了評估與推廣工作。按該公司介紹，我國的化工、電廠、冶金行業的循環水冷卻系統普遍存在“大馬拉小車”現象，80%以上的循環水系統具備15%以上的節能潛力。

 

第四是重視對電、熱、冷等多種用能需求的集成與優化，提高能量的綜合利用效率，降低碳排放。

 

能源系統的特征是任何一種資源都可提供多樣的能源服務，而任何一種能源服務都可由不同的能源資源來提供。這就需要圍繞著某一需求，或者某個客戶，針對其能量需求對不同技術和資源進行集成優化、梯級利用，提升整體效率，降低碳排放和客戶綜合成本。并通過先進技術對各種資源進行整合，促進傳統能源系統向更高效、更安全、更清潔、更智能、更協調的現代能源體系轉變。

 

第五是重視數字技術的推廣應用。當前，數字技術正在以“互聯網+”為主要手段的第一階段向以物聯網、大數據、人工智能和區塊鏈等為主要手段的第二階段進軍，更多的行業將被新的數字化浪潮重塑。數字技術作為新的生產力，可推動不同種類能源在更大范圍內優化配置，構建電力、天然氣、熱力與互聯網運營商之間互惠共贏的能源互聯網生態圈，這對提高能源系統整體能效，降低CO2排放起著關鍵作用。建議國家在電力系統現有“能源互聯網”的整體架構基礎上，籌劃能源化工領域數字化發展的整體架構，明確重點應用領域與試點項目。

 

第六是全局優化。能源系統是一個互聯互通的體系，碳中和戰略需要全局考慮，不能只考慮局部優化。如將數據中心這樣的電耗“巨獸”轉移到可再生能源富足的西部，必將導致西電東送電量減少；在內蒙古牧區“一刀切”禁止新上發電項目有可能會影響到東北和華北的電力供應。碳中和在需求側應強化節能工作，充分開發身邊的可利用資源，在供應側還應整合各類低碳要素資源，跨領域、跨行業、跨地區進行協同、有序、穩步推進。碳中和在路徑上也應多元化，而不是過分依賴某一技術路徑。

 

此外，能源基礎設施是城市基礎設施的組成部分，可以通過城市規劃及智慧城市建設，將水、電、通訊、交通、生活垃圾處理等城市基礎設施進行集成優化，產生融合效應。 內.容.來.自：中`國`碳#排*放*交*易^網 t a np ai f an g.com