中國城鎮供熱協會



                                              開篇語

                                              據經濟合作與發展組織(OECD)統計數據顯示,2020年碳排放達峰國家的數量已經有54個,其中碳排放量排名前15位的國家中,美國、俄羅斯、日本、巴西、印度尼西亞、德國、加拿大、韓國、英國和法國已經實現碳達峰。作為發展中國家的自主貢獻,我國在2020年承諾將于2030年以前實現二氧化碳達峰。發達國家普遍比我國早10年達峰,那么他們達峰之后政府和企業在研究什么碳中和技術和戰略?氫能、CCUS、可再生能源、儲能技術和特高壓技術均有開展,但作為組合拳在不同的國家有不同的打法。

                                              首先,氫氣作為能量密度非常高的一種非化石能源可用于交通和運輸(海陸空全方位);作為非碳能源,氫能可以實現電力深度脫碳;還可以參與冶金、低碳鋼生產等,所以在雙碳背景下,具有巨大的應用場景及龐大的產業鏈價值的氫能備受各國關注,占世界GDP70%的18個國家已經制定了氫能發展戰略,其中美國、日本、德國、韓國及英國布局已久、成績斐然。

                                              大規模的氫氣“制備、儲存、運輸、加注及應用”甚至再電氣化將成為我國雙碳目標實現的有力助推器。

                                              截至目前,已經達峰的國家經歷了10年到50年或短或長的“達峰后時代”,為實現碳中和做出了各種努力和清潔技術探索,值得我們借鑒。







                                              英國曾經由于經濟發展不注意環境保護而飽受污染之痛,1952年12月份的“倫敦煙霧事件“這一嚴重大氣污染事件直接或間接造成了超過1.2萬人死亡。



                                              所以,英國痛定思痛,成為世界上最早開始環境治理的國家,并于1991年實現碳達峰。2002年5月31日英國與歐盟其他成員國一同簽署了《京都議定書》并積極參與溫室氣體減排行動,比如2002年建成了世界上第一個零碳社區貝丁頓(如下圖)。



                                              2008年英國頒布了《氣候變化法》及全球首個產品碳足跡標準:PAS 2050《商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范》。該標準是為公眾(公司、客戶和其他利益相關方)在第一時間獲知產品的溫室氣體排放情況并采取對于環境有益的恰當決策(是否購買)而編制,用于監督企業的低碳活動,并沿用至今。2019年英國修訂了《氣候變化法》并發布了2050年實現碳中和的計劃,作為路線圖,2020年英國發布的”綠色工業革命“計劃涵蓋了海上風能、氫能、綠色航運、碳捕捉、自然環境等十個方面的內容,并計劃為此投入120億英鎊;還將投入10億英鎊用于海上浮式風力發電、綠色能源存儲系統。此外,許多城市正在努力打造零碳城市,涉及供暖、能源、交通的深度脫碳及新建建筑的凈零碳排放等。







                                              在世界各國中,德國是積極進行能源轉型的國家之一。作為煤炭資源豐富的國家,德國一度使用大量的燃煤發電,導致了產煤區嚴重的環境污染和國民健康問題。



                                              1974年,聯邦德國出臺了《聯邦污染防治法》,主要對大型工業企業進行法律約束,制定了嚴格的排放標準。德國于1990年實現碳達峰,2000年正式頒布了《可再生能源法》,對推動風電、太陽能光伏等可再生能源的發展發揮了決定性的作用,主要的產煤區的生態環境也得到了改善。



                                              2011年日本福島核事故后,德國政府進一步修正該方案目標到“2020年,35%以上的電力消費將來自可再生能源;到2030年,50%以上的電力消費將來自可再生能源;而到2050年,80%以上的電力消費將來自可再生能源“。2020年德國制定了《國家氫能戰略》并計劃為此投入70億歐元,同時,德國積極發展CCUS、儲能系統電池技術等領域的創新。2021年德國宣布在2038年之前關閉所有燃煤發電機組并于2022年關停最后的三座核電站,繼續推進可再生能源的技術進步。







                                              眾所周知,美國擁有強大的能源產業,其中核能世界第一,太陽能和風能迅速發展;同時農業基礎牢固,所以燃料乙醇和生物柴油產量巨大;除此之外,石油和天然氣的產量排名世界第一。

                                              歷史上,美國曾經把煤炭作為第一大能源消費來源,比如1949年煤炭約占一次能源消費總量的37%左右,主要用于發電和供暖;到1958年,天然氣消費量首次超過煤炭,成為第二大能源消費來源,并一直保持至今。2005年之后美國使用煤炭發電明顯降低并促成了其在2007年實現碳達峰。


                                              2019年,由水電、風能、太陽能、地熱能等構成的可再生能源首次超過煤炭,成為美國第三大能源消費來源,加上核能,美國非化石能源已占一次能源消費總量的20%。2020年煤炭僅占美國化石燃料消費量的13%,為美國控制碳排放總量做出了貢獻。



                                              作為“車輪上的國家”,美國交通碳排放曾經一度居高不下,所以美國積極推廣新能源汽車,各州紛紛出臺鼓勵使用生物燃料、獎勵“低碳燃料”的措施;2002年,美國發布了《國家氫能路線圖》對推動發展氫能和燃料電池技術給予了重要支撐。其中,加州是氫能產業的集中示范地區,目前擁有加氫站100座左右,目標2026年達到176座。根據《美國氫能經濟路線圖》發布的規劃,到2030年,全美將推廣使用氫燃料電池汽車530萬輛,預計在全美范圍內建設5,600個加氫站。



                                              此外,美國還成立了美國氣候聯盟,所有加入該聯盟的各州都同意實施碳減排計劃并制定了明確的減排目標。2021年COP26期間,美國宣布2050年實現凈零排放目標(即碳中和),并將通過在大部分經濟領域中(包括汽車、建筑和工業)改用清潔能源發電、提高能源效率并擴大使用從大氣中提取二氧化碳的技術作為技術路線圖。







                                              由于本國資源貧乏,化石能源一直是日本的主要能源且大量依賴進口;為了避免前兩次石油危機導致的能源安全問題,近年來日本逐漸調整一次能源結構,旨在降低對石油的依存度并初見成效,比如:1973年,石油占一次能源來源的75%,2017年降至41%,天然氣的比重由原來的2%提升至22%。但由于長期大量使用化石能源產生的碳排放,日本大約在2020年才實現碳達峰。



                                              日本于2019年宣布目標在“本世紀后半葉盡早的時間”實現碳中和,其中CCUS和氫能源作為重要的兩個研究方向,比如探索在建筑行業使用能夠吸收二氧化碳的混凝土,在能源領域使用藻類固定二氧化碳并產生生物質燃料,同時使用氫、氨等零碳燃料替代傳統的化石燃料,逐步淘汰燃油機車以實現交通領域的脫碳減排等。

                                              為了實現低碳發展,2020年日本發布了《2050年碳中和綠色增長戰略》,鼓勵民營資本投資海上風電、氫能等產業項目。預計到2030年氫能進口規模達到300萬噸,2040年海上風電裝機量達到30~45吉瓦,20%的電廠使用氨混燒技術,為日本實現碳中和目標奠定基礎。


                                              來源:友綠網

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