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碳中和既是我國應對氣候變化行動(dòng)的莊嚴承諾，也是實(shí)現我國經(jīng)濟社會(huì )環(huán)境根本性變革的重要國策，更是我國探索人類(lèi)新文明之路、實(shí)現和平發(fā)展的一大創(chuàng )舉。
制造業(yè)大發(fā)展推升碳排放
能源活動(dòng)是碳排放主要來(lái)源之一，發(fā)達國家90%以上的碳排放和75%的溫室氣體排放來(lái)源于能源生產(chǎn)和消費活動(dòng)。
改革開(kāi)放后，我國在西方訂立的規則下發(fā)展了30年，成為工業(yè)門(mén)類(lèi)最齊全的制造業(yè)第一大國和世界第二大經(jīng)濟體。數據顯示，2013-2018年，我國制造業(yè)能耗占總能耗的比重為68.4%-65.95%，制造業(yè)能耗總量從2013年的約20億噸標煤增加到約30億噸標煤。
也就是說(shuō)，隨著(zhù)我國制造業(yè)不斷走強，能耗也在持續增加。發(fā)達國家通過(guò)調整產(chǎn)業(yè)結構、輸出高能耗制造業(yè)來(lái)接近碳中和，而我國無(wú)法復制這樣的道路。預計我國制造業(yè)將繼續走強，在全球占比會(huì )繼續提升，如果能源結構不變，意味著(zhù)碳排放增加將成必然。
低碳能源需滿(mǎn)足制造業(yè)發(fā)展需求
既要滿(mǎn)足我國制造業(yè)持續發(fā)展的能源需求又要控制碳排放，是我國實(shí)現碳中和的主要矛盾。
我國制造業(yè)的能源需求結構，即電熱比約由2013年的3：7變?yōu)?018年4:6，電力占比上升明顯，但并未改變用熱大于用電的基本事實(shí)。也就是說(shuō)，制造業(yè)六成多的能源需求是熱力。熱電聯(lián)產(chǎn)燃料主要是煤炭，其價(jià)格相對便宜，能夠實(shí)現低成本供熱。因此，選用何種可再生能源取代燃煤，滿(mǎn)足制造業(yè)的熱力需求是解決矛盾的關(guān)鍵。
目前，常規能源中有天然氣、光熱、氫能、核能可以作為備選。其中，天然氣響應快、能量密度大，但有三大劣勢：總量不足，全球天然氣每年貿易總量12000億立方米，我國2019年表觀(guān)天然氣消費量3064億立方米，占能耗總量的8.1%，理論推算全球天然氣即使全部給我國，也只能解決能耗總量的32%；成本過(guò)高，天然氣價(jià)格各地雖不同，但總體上是燃煤的2-3倍，如果全部采用天然氣，制造業(yè)成本瞬間上升，為降碳而增加必要成本可以理解，但增加幅度過(guò)大必然導致制造業(yè)競爭力下降或外移；三是天然氣本身是高碳化石能源，雖然碳排放強度低于燃煤，但碳排放問(wèn)題只是緩解但并未解決。因此，天然氣難以成為主要替代選項。
相比之下，光熱的能量密度無(wú)法滿(mǎn)足大量蒸汽等高能量密度用戶(hù)需求，也無(wú)法保障制造業(yè)用熱連續穩定，從技術(shù)角度不能勝任。核能用于連續穩定的發(fā)電較有優(yōu)勢，對于北方供暖需求也可作為備選，但對于多樣化、多元化的制造業(yè)供熱需求，其技術(shù)性和經(jīng)濟性都難以匹配。氫能在交通領(lǐng)域的優(yōu)勢正在顯現，對于特殊供熱需求如煉鋼代煤雖有成功案例，但對于廣泛的制造業(yè)供熱需求的經(jīng)濟性還需時(shí)間驗證。此外，以上能源種類(lèi)即使實(shí)現經(jīng)濟性，仍有一個(gè)共同短板——現有的燃煤能源基礎設施面臨廢棄。
歐盟思路：重用生物質(zhì)能
歐盟是全球最早致力于低碳發(fā)展的地區，已完成碳達峰，正邁向碳中和，其經(jīng)驗值得學(xué)習和借鑒。
歐盟GDP占全球的比重為22.54%，同期能耗占比為8%，碳排放占比為8.79%，實(shí)現能源系統碳中和采用的是以生物質(zhì)能為主的可再生能源替代化石能源。從歐盟27國的能源總體結構來(lái)看，生物質(zhì)能占可再生能源的比重高達65%；從碳減排的貢獻來(lái)看，生物質(zhì)能占比達43%，位居第一。
究其原因：生物質(zhì)能是化學(xué)能，也是唯一的可再生燃料，可儲存、運輸，面對多樣化、多時(shí)段的供熱需求，生物質(zhì)燃料均可靈活滿(mǎn)足，且生物質(zhì)資源多、分布廣，經(jīng)濟性強，用于供熱競爭力強于化石能源，如北歐的丹麥、瑞典、芬蘭基于廣泛的農林廢棄物構建了具有競爭力的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)鏈，并成為能源市場(chǎng)中占比第一的能源品種；生物質(zhì)能與現有的化石能源基礎設施相容，如英國最大的燃煤電廠(chǎng)Drax6臺660MW燃煤機組全部改燃生物質(zhì)，實(shí)現零碳排放，并獲得巨大的碳減排收益；生物質(zhì)能是唯一可以全面取代化石能源的可再生能源品種，不僅可以滿(mǎn)足能源三大終端動(dòng)力、電力、熱力的需求，還可以生產(chǎn)生物基材料，取代石油基材料，這是其他可再生能源無(wú)法實(shí)現的。目前，基于生物質(zhì)資源的生物煉制（Biorefinery）在歐盟正成為取代石油煉制的新行業(yè)。
多維度助力碳中和
總體來(lái)說(shuō)，我國碳中和的三條路徑——電力碳中和、熱力碳中和、動(dòng)力碳中和，生物質(zhì)能均可以發(fā)揮重要作用。
其中，在電力碳中和方面，未來(lái)電力系統將以可再生能源為主，目前風(fēng)能、光伏具有競爭優(yōu)勢，但發(fā)電小時(shí)數低（每年約2000小時(shí)）、不穩定，主要的解決方案為興建儲能電站，為風(fēng)光場(chǎng)站調峰。但需要注意的是，我國有大量燃煤發(fā)電機組，如果將燃煤改為燃生物質(zhì)，為風(fēng)光發(fā)電調峰，既節省了新建儲能電站投資，也有利于燃煤機組在減碳的前提下實(shí)現最大限度利用，減少原有能源系統直接淘汰而造成的巨大社會(huì )財富浪費。
在熱力碳中和方面，我國制造業(yè)的供熱需求完全可以采用生物質(zhì)能來(lái)滿(mǎn)足，分布式供熱需求可以通過(guò)成型燃料配套專(zhuān)業(yè)生物質(zhì)熱能裝備實(shí)現。當然，以我國能源消耗的體量，僅靠自身資源難以滿(mǎn)足需求。因此，可以建立以生物質(zhì)可再生燃料為核心、“一帶一路”可再生能源合作為目標的架構。對我國而言，大量進(jìn)口可再生燃料取代化石燃料，既可維持制造業(yè)競爭力，又能解決碳排放的約束難題，并有利于推動(dòng)能源裝備與服務(wù)出口。同時(shí)，幫助“一帶一路”國家和地區建立綠色能源基礎設施，實(shí)現互利共贏(yíng)，構建綠色發(fā)展的命運共同體。
在動(dòng)力碳中和方面，目前交通動(dòng)力的解決方案有電動(dòng)、氫能、生物質(zhì)燃料三大類(lèi)，建議由市場(chǎng)選擇而非過(guò)多的行政干預。行政資源應更多投入市場(chǎng)保障體系建設，如碳市場(chǎng)建設和運行，屆時(shí)，會(huì )有適應國情的碳中和動(dòng)力方案脫穎而出。
