碳中和“超级能源系统”内涵、路径及意义——以鄂尔多斯盆地为例

超级含油气盆地为推动社会进步和人类发展提供了能源基础,在气候变化与“碳达峰碳中和”背景下,构建兼顾能源生产与碳中和的“超级能源系统”是转型方向。在加快构建以新能源、新电力、新储能、新智能“四新为主”的绿色+智慧能源体系框架下,以巨量地下煤炭/石油/天然气/地热与地上丰富风光能源资源高度叠合、化石能源与新能源融合协同开发利用的区域性智慧用能系统构成的“超级能源系统”与以碳循环为主线的碳中和系统相融合,在传统含油气盆地中研究选择具备建成世界级能源生产与碳中和示范大基地条件的碳中和“超级能源盆地”。鄂尔多斯盆地区位优势明显,化石能源和新能源资源丰富,CO_(2)源汇匹配优势显著,具备建成世界级能源生产与碳中和盆地的基础条件,以鄂尔多斯盆地为代表的碳中和“超级能源盆地”给出了传统含油气盆地转型方向。“煤炭+石油+天然气+新能源+CCUS(碳捕集、利用与封存)/CCS(碳捕集与封存)”融合发展理念与模式下,盆地区域内基本实现碳中和,进一步夯实能源生产保供能力,助力“双碳”目标实现,建立现代能源产业体系,推动地区绿色可持续发展。在中国率先建成以鄂尔多斯盆地为代表的世界级碳中和“超级能源系统”示范盆地,将重塑超级能源盆地勘探开发新理念与新模式,对全球“碳中和”下的能源革命具有重大意义。

中国实现碳中和:进程评估与实践困境

中国实现碳中和目标面临经济结构转型与能源结构调整等严峻挑战。根据2020年中国30个省市自治区的能源消费数据与土地利用数据核算得到其CO_(2)排放量与吸收量,对碳中和进程进行评估。研究认为,2020年中国30个省市自治区平均碳中和进程为5.45%,区域碳中和进程差异较大,呈现出“阶梯状”特征;其中9个高碳中和进程型省市自治区平均碳中和进程为16.66%,而11个低碳中和进程型省市自治区平均进程仅为1.32%。目前,中国实现碳中和面临碳赤字严重、碳汇量缩减以及区域协同不足的实践困境,应根据区域CO_(2)排放与吸收特征,由经济与科研水平具有比较优势的省市自治区研发新型低碳技术,通过区域内部产业承接转移实现结构性减排,同时完善碳汇自然资源价值实现机制推进增汇,配合国家重大区域战略实现区域协同的碳中和。

碳中和目标下中国天然气工业进展、挑战及对策

天然气在21世纪中叶将迈入“鼎盛期”,“天然气时代”正在到来。回顾全球天然气工业历程,梳理美国页岩革命启示,总结中国天然气发展历史与成果进展,分析天然气在能源绿色低碳转型中的地位与挑战,提出当前和未来中国天然气工业的发展对策。中国天然气工业经历了起步、增长、跨越3个发展阶段,已成为世界第4大天然气生产国与第3大消费国;天然气勘探开发理论技术取得重大成就,为储量产量规模增长提供了重要支撑。碳中和目标下,推动绿色可持续发展,天然气工业发展挑战与机遇并存。天然气低碳优势显著,“气电调峰”助力新能源发展;同时,开采难度与成本加大等问题更突出。为保障国家能源安全,实现经济社会与生态环境和谐共生,碳中和进程中,立足“统筹布局、科技创新;多能互补、多元融合;灵活高效、优化升级”,完善产供储销体系建设,加速推动天然气工业发展:①加大天然气勘探开发力度,规划部署重点勘探开发领域,突破关键理论,强化技术攻关,持续支撑增储上产;②推进天然气绿色创新发展,突破新技术,拓展新领域,融合新能源;③优化天然气供需转型升级,加大管道气、液化天然气布局和地下储气库建设,建立储备体系,提升应急调节能力和天然气一次能源消费比例,助力能源消费结构转型,实现资源利用低碳化、能源消费清洁化。

国内碳中和技术研究进展评述

碳中和概念提出以来,国际国内逐渐明确相关领域科技进步是实现这一目标的根本举措。在此背景下,本文研究了国内碳中和技术的最新进展和前景走向。文章基于已有文献界定了碳中和技术内涵,梳理了代表性碳中和技术分类和14个重点碳中和技术领域,概括了国内碳中和技术需求和技术路径,列举了近年来国内重点领域碳中和技术最新进展,讨论了当前国内碳中和技术发展存在的困难,提出了包括发展多领域技术集成在内的进一步促进国内碳中和技术发展的7项对策建议。

中国实现碳中和:降碳风险的识别与应对

中国实现碳中和目标必将引发能源利用模式的深度变革,重塑各领域生产生活方式既是一场系统性变革,也面临微观与宏观的转型风险。从系统视角阐释中国零碳转型过程中降碳风险及其风险的系统传导机制,并基于低碳/零碳/负碳技术创新及转化的“研发—应用—推广”的阶段过程,解析了零碳转型过程中风险因素的传导路径;指出技术成熟度、产品绿色溢价、资产沉没成本、技术应用及供应链保障五类主要降碳风险,评估其对中国碳中和目标实现和社会经济发展的影响。提出中国需从系统视角慎重把握目标实现过程中的降碳风险,从政策引领、监测核算、科技人才、创新环境、国际合作等多方面共同发力和协同推进,全局把控设计应对政策措施,应深入实施低碳技术领跑者政策、加强碳排放核算与碳减排风险评估、积极培育壮大低碳技术研发力量、营造有利于低碳创新的社会环境。

碳中和背景下我国电力碳排放水平分析

电力低碳化转型对我国实现碳中和目标具有全局性战略意义。在总结我国近10年电力低碳化发展历程的基础上,以人口、城市化、经济总量与经济结构为边界条件和驱动力,分析预测未来40年电力增长过程和阶段性发展目标;以系统安全、供需平衡为约束,分析了化石电力占比、终端电力消费比重、核电发展规模以及碳捕集、利用及封存(CCUS)等因素对碳排放水平的影响;预计电力碳排放峰值将出现在2035年前后,达到60~65亿吨,随后逐年降低,到2060年降至10亿吨以内,辅以CCUS技术,可实现电力零排放。最后,针对需求持续增长与低碳转型长期并存的矛盾,提出未来电力发展须以安全供给为前提,优先开发可再生能源电力、多能发展、更大范围多能互补协调开发和互补运行的建议。

气候变化与碳中和

工业化以来化石燃料的广泛使用使大气中的二氧化碳浓度急剧升高,造成全球气候变暖、极端天气气候事件频发。为有效应对和减缓气候变化,国际社会通过《巴黎协定》设定了2℃和1.5℃温控目标,由此提出了碳中和的概念。文章介绍了全球变暖的基本事实、人类碳排放对工业化以来全球变暖的作用,归纳了关于未来气候变化的主要结果,阐释了1.5/2℃温升阈值与碳中和的关系,概述了国际社会为有效应对全球变暖而在减少碳排放方面的努力。

碳中和目标下矿山生态修复的制度困境与规范调适

矿山生态修复产生的碳减排与碳汇功能,对促进实现碳中和目标能够发挥重要作用。法学视角下,矿山生态修复制度研究应首先完成对相关概念的厘清,并结合碳中和要求界定法律目标。通过实践检视,发现矿山生态修复存在项目设计不科学、资金投入不到位、功能评价不全面、工作管理不严格等阻碍回应碳中和要求的因素。然而,实践上的问题表征根本归因于制度的内生困境,具体表现为矿山生态修复规划逻辑结构失调、多元激励保障失位、标准理性评判失当、监管执行监督失序等方面。因此,响应碳中和目标,应建立完善的矿山生态修复法律体系,以此为基础,优化矿山生态修复规划制度、激励机制、标准规范、监管机制等。

碳中和目标下我国森林碳汇功能实现的困境检视与法治保障

森林是水库、钱库和粮库,同时森林生态系统固碳增汇功能在实现碳中和目标中的作用也愈发凸显,成为重要的“碳库”。然而,我国森林碳汇功能实现存在因法治化程度较低、法律体系不健全且位阶低而造成的法律困境,以及因存在产权、资金、技术、风险障碍而造成的事理积弊。因应之策在于:一方面要积极推进国家应对气候变化专门立法、推进森林碳汇相关法律修订与制定、加强森林碳汇司法保障以巩固提升森林碳汇能力;另一方面要明晰森林碳汇的产权与收益归属,建立健全森林碳汇金融服务体系,提升森林碳汇项目技术实现能力、发展森林碳汇项目风险分散机制以消弭森林碳汇功能实现的障碍。

数字经济对我国碳中和能力的影响研究

数字经济是一种以数字技术为核心驱动力的新型经济形态,蕴含着绿色低碳效应,能够促进社会向资源节约型和环境友好型发展。文章采用2013—2021年中国30个省份面板数据,探究数字经济对碳中和能力的影响效应。研究发现:数字经济对碳中和能力具有促进作用且呈现非线性特征,对碳减排能力具有先促进后抑制作用,对碳移除能力具有促进作用;我国东西部地区影响异质性的原因是碳减排能力与碳移除能力的水平差异;数字经济能够助力各社会主体,通过促进企业技术创新、公众绿色消费以及调节政府环境规制增强碳中和能力,其中绿色消费机制不可持续;各社会主体协同关系对碳中和能力影响不显著。

碳达峰碳中和视域下我国生态安全的现状、难点及进路

实现碳达峰碳中和、保障生态安全是生态文明建设的重要内容。目前,我国适应碳达峰碳中和的生态安全保障体系已基本形成,但在理念融合、治理体系、发展模式、法治保障等方面仍存在难点。为此,应以整体主义为基本立场,以协同治理为进路,完善生态安全保障体系。在理念层面,生态安全观与低碳发展理念的融合基础在于主体的生态理性实践。在治理层面,政府、企业和公众在现代环境治理体系中承担不同的角色和功能,应结合碳达峰碳中和的特点,注重实现主体之间的协同。在发展方式层面,应将生态安全作为发展与转型的底线,实现减污降碳协同增效。在法治层面,应从立法、执法、司法三个方面完善以碳达峰碳中和为导向的生态安全法治保障体系,实现碳达峰碳中和与生态安全的协同共进。

碳中和背景下新疆八大产业的集群发展态势与空间格局研究

不断推进“双碳”目标和特色产业发展是新疆经济社会高质量发展的必由之路.因此,基于2011―2021年新疆八大产业的数据,运用探索性空间数据分析法探究了新疆八大产业的集群发展态势和空间格局,并进一步探讨了碳达峰压力的影响效应.研究表明:1)新疆第一产业占比高于全国平均水平,新疆第二、三产业低于全国平均水平;并且,新疆产业结构高级化低于全国平均水平,产业结构合理化略高于全国平均水平.2)新疆八大产业聚集规模逐渐显现,且位于全国前列.3)新疆八大产业在总量、份额、结构和竞争力上均占据主导地位,是促进区域经济社会发展的优势产业.4)在研究期间内,新疆八大产业对就业和经济增长发挥着重要作用,是地区经济社会发展的重要动力.5)碳达峰压力对新疆八大产业集群发展的影响存在显著差异,有效促进了油气生产加工、绿色有机果蔬和新能源新材料产业的集群发展,但对其它产业集群发展的促进作用还未有效发挥.

面向碳中和目标的中国工业部门减排路径与战略选择

工业部门(包含电力工业)是中国碳排放量最多的国民经济部门.探寻工业部门合理有效的碳减排路径是中国碳达峰、碳中和目标顺利实现的关键.本文分解了中国2000年—2019年工业碳排放历史演变路径的驱动因素,预测了三种情景下2019年—2060年工业碳排放的潜在演变路径,估计了工业部门碳中和进程中所需的投资额,讨论了不同减排时点选择下投资需求的异质性.研究发现:1)规模效应和效率效应是历史演变路径中最关键的驱动因素,而化石能源清洁转化效应、化石能源内部结构效应和清洁能源替代效应的影响较小;2)非电力工业未来核心的碳减排技术路径为能源效率提升和清洁能源消费替代,电力工业未来核心的碳减排技术路径则为清洁能源发电替代;3)在当前的技术水平下,工业部门碳中和的进程中需要超过300万亿元的巨额投资,所需投资主要集中于高排放的非电力工业.本文最后提出了“以技术为核心,以市场为机制,以政策为引导”的中国工业部门实现碳中和的战略选择.

碳中和背景下蓝碳保护与发展趋势及中国因应

蓝碳具有比传统绿色碳汇更强大的碳捕获和存储能力,保护与发展蓝碳是实现碳中和的重要路径。中国蓝碳资源禀赋优越,蓝碳挖掘潜力巨大、开发利用前景广阔。当前,蓝碳保护与发展在国际层面面临着蓝碳生态系统退化严重、全球碳交易体系缺失等挑战,在中国层面也面临着蓝碳生态系统危机重重、蓝碳监测与核算体系不完备、蓝碳交易体系不健全、缺乏成熟的蓝碳法治保障等问题。从国际社会实践看,蓝色碳汇已然由科研概念阶段迈入实用工具阶段,未来蓝碳纳入气候变化法律与框架将是完善全球气候治理体系之必然;从国内实践看,中国对于蓝碳的相关研究已经由跟随转至逐渐引领,国内各项政策试点也在有序推进。面对国内外蓝碳发展局势,中国自价值、技术、制度、立法等多个方面作出因应,着力挖掘蓝碳资源固碳增汇潜力是把握蓝碳发展机遇的必然,对于助力碳中和目标实现价值重大、意义深远。

基于碳中和新技术的美丽中国建设

碳中和技术是以减少碳排放和增加碳固定为目的,以节能、减排、增效为核心的新技术体系,主要分为三类,包括温室气体的捕集技术、温室气体的埋存技术和低碳或零碳新能源技术.将碳中和技术应用于美丽中国建设不仅可以有效推动我国能源结构的转型和科学技术的进步,还能够促进生态环境的改善和绿色经济的发展.本研究通过阐述碳中和技术相关理念和发展现状,分析了实现碳中和的有效途径,并进一步讨论了碳中和技术如何助力美丽中国建设.结果表明,目前关于碳中和技术的研究领域主要有氢能领域、电化学领域、绿色化学领域、节能技术、储能技术、废物的资源回收以及合成生物学领域.这些新能源和新技术的出现不仅能够极大地提高能源的利用效率,还能够促进绿色清洁技术的发展.此外,碳中和技术也能够减少污染物的排放,增强资源的高效利用,助力低碳能源体系的建立和促进生态文明体制的健全,从而助力美丽中国建设.

碳中和标准体系建设现状、实践及展望

通过对国内外现行和正在研制的碳中和相关标准进行梳理和归纳,结合碳中和实现路径中标准的运用实践,探究我国不同行业、不同领域碳中和标准体系建设现状。指出我国的碳中和标准体系建设存在着顶层设计和统筹机制不完善、政策与标准发展不协调、技术研发与标准结合不紧密等问题,提出了强化统筹规划和顶层设计、构建标准实施和监管体系、加快制定急需技术标准、建设绿色产品认证制度、构建绿色金融标准体系,以及推进国际交流与合作等标准化工作建议。

绿色视域下造纸产业经济现状及碳中和实现策略研究

碳中和是未来我国造纸产业优化产业结构、推进绿色可循环发展的重要目标。总结了当前我国造纸产业经济绿色可循环发展现状,阐述了我国造纸产业发展绿色可循环经济的问题,着重强调了碳中和对我国造纸产业的影响并对碳中和视角下我国造纸产业经济绿色可循环发展策略进行分析,旨在为我国造纸产业在碳中和目标下的发展提供借鉴。

碳达峰碳中和目标下固体废物治理的法律因应

我国在联合国大会上提出了“2030年碳达峰2060年碳中和”的目标。为达成此目标,固体废物治理领域也需要积极作出响应。固体废物治理体系的核心是固体废物的处置。不同的固体废物处置方式有着不同的碳排放结果,填埋或焚烧方式处置所排放的温室气体量都远大于循环利用的方式。应以固体废物领域碳排放统一核算制度为基石,从推进政策实施和立法修改等的多个层面上去因应。立法面向上,《固体废物污染环境防治法》《清洁生产促进法》《循环经济促进法》乃至编纂中的“环境法典”都应当围绕减碳模式的固体废物处置方式改进和制定相关法律规范;制度建设面向上,以固体废物碳排放强制核算法律制度建设为主,通过碳排放强制核算制度规范相关主体及其权利义务关系并深度挖掘固体废物处置的碳减排潜力。

碳中和通识课程体系设计

碳中和是我国提出的重大发展战略,碳中和人才培养对实现碳中和目标至关重要。高校开设碳中和通识课程,加强对大学生的节能低碳教育,是新发展阶段经济社会发展对高校和大学生提出的必然要求。本文围绕“碳中和”通识课程体系设计进行研究,阐述高校开设碳中和通识课程的背景和必要性,理清开设碳中和通识课程的目标导向,论述碳中和通识课程的课程设计框架,最后针对碳中和通识课程设计提出了一些建议。

甘肃省碳中和路径下二氧化碳减排与环境健康效益协同分析

基于LEAP(the Low Emissions Analysis Platform)模型,并利用综合效益模型(Integrated Benefits Calculator,IBC),耦合建立甘肃LEAP-IBC模型。根据碳中和政策,结合甘肃省社会经济发展现状,建立基准情景与碳中和情景。通过自下而上不同部门的技术组合叠加,量化分析甘肃省2019—2050年的能源需求量以及CO_(2)与PM_(2.5)等污染物的排放量,并评估其带来的环境、健康协同效益,进而以碳减排成本及健康成本衡量综合效益。结果显示:在碳中和情景下,甘肃省CO_(2)排放将呈现达峰期、平台期、中和期3个阶段,并在2027年达到峰值,约为1.90亿t;随后,CO_(2)排放量将持续下降,到2050年CO_(2)排放量为380.82万t,根据甘肃省综合碳汇,可以达到碳中和。此外,实现碳中和可以使污染物协同减排与健康效益更好,较基准情景相比,碳中和情景下可以减少1.64亿t CO_(2)排放量以及4.15万t PM_(2.5)污染物的排放量。同时,PM_(2.5)质量浓度在2050年将下降为13.34μg/m3,符合国家一级标准。碳中和情景下可以多避免8636人(48.26%)的提前死亡和12.06万a(49.06%)的生命损失。因此,相较于基准情景,碳中和情景可以多带来477.7亿元的经济效益,具有更好的综合效益。