十四五规划草案公布,中国如何布局碳达峰和碳中和?

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笔者在这篇新闻评论中,聊一聊已经公布的“十四五”规划和2035年远景目标纲要的草案当中,体现了中国未来五年怎样的气候环境治理思路。

“十四五”规划和2035年远景目标纲要的草案已经公布,之后将由全国人大这次会议审议通过形成正式文件。这次两会公布的是十四五规划纲要,对于更具体的部门规划,我们还需要等待今年年末前公布的十四五碳排放达峰规划以及能源、电力、交通、建筑等部门规划。不过根据这份纲要,中国未来五年的气候和环境治理思路已经浮出水面,这篇新闻评论中,笔者希望能抛砖引玉,聊一聊十四五中国碳达峰和碳中和的减排布局思路。

近年来,五年规划在环境、能源领域(和其他经济社会领域)的重要性都在增强。十四五规划是中国宣布2030年前碳排放达峰、2060年碳中和目标之后的第一个五年计划,整体上看,这个五年计划对碳达峰和碳中和的布局比较稳健,更像是一个“Business-As-Usual”的安排。考虑到五年计划一般保证底线,而最终一般都会超额完成的情况,针对国内外经济社会形势的不稳定性和不确定性,十四五规划的气候安排为未来五年预留了更多灵活操作的空间。

 

能源和碳排放的整体目标

我们从十四五计划的整体目标说起。十四五计划最重要的两个约束性目标就是提出单位GDP能耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%,这意味着中国的碳排放总量在十四五时期仍会小幅增长。因为十四五计划没有给出预期经济增长目标,而是建议经济增长目标要“保持在合理区间、各年度视情提出”,如果我们假设十四五时期中国年均GDP增长保持在6%的水平(与2021年的经济增长目标一致),意味着十四五安排的中国二氧化碳增长为年均1.9%,五年累计增长9.7%左右。而如果每年的经济增长保持在5%的水平,十四五安排的中国二氧化碳增长为年均0.9%,五年累计增长4.6%左右。

十三五计划中,单位GDP能耗和二氧化碳排放的目标分别为降低15%、18%;根据生态环境部的本周公布的数据,2020年中国单位GDP碳排放比2015年下降18.8%,完成了“十三五”目标。所以十四五时期的碳排放强度减排的目标与十三五一致,没有进一步加大碳减排的力度,而这一力度与2060年实现碳中和的目标还有不小差距。此外,相对于十三五规划,十四五的能源强度的控制也进一步放松到13.5%,也就是对整体能源消费总量的控制进一步放松。这样看,十四五规划的思路是既为煤炭、天然气和石油等化石燃料增长留下空间,同时鼓励非化石能源更快速地增长。

不少气候、经济领域学者都建议十四五时期中国应该提出碳排放的总量控制目标(例如周小川:中国需要制定清晰的碳排放总量年度目标),但是十四五计划没有对碳排放总量提出要求,而是指出要“施以碳强度控制为主、碳排放总量控制为辅的制度”,所以可能在之后的更细节的碳排放达峰计划中,我们可以看到如何利用总量控制的辅助制度。另外值得注意的是,十四五计划中尽管指出要“完善能源消费总量和强度双控制度,重点控制化石能源消费”,但是并没有像十三五规划一样在纲要中明确给出能源消费总量(十三五要求控制在50亿吨标准煤内,2020年消费49.8亿吨)。

根据清华大学气候变化研究院的研究,建议十四五时期GDP能源强度下降不低于14%,非化石能源比重达到20%,GDP碳排放强度下降19-20%,能源消费总量控制在55亿标注吨煤,碳排放总量控制在105亿吨。参见中国低碳发展与转型路径研究

 

能源领域最重要的量化目标应该是“非化石能源占能源消费总量比重提高到 20%左右”,这也应该是十四五规划中目前最有力度的一项气候定量指标。十三五规划中,非化石能源占比要求从2015年的12%提高到2020年的15%,而十四五计划提出2025年达到20%,根据中国的气候承诺,2030年中国非化石能源占比将进一步提高到25%。根据CREA的测算,如果中国希望在2025年实现可再生能源占比超过20%,而且保证GDP能源强度下降超过13.5%的话,中国的单位GDP碳排放强度需要在十四五期间下降19%左右(已经超过了下降18%的目标),如下表所示:

根据Lauri Myllyvirta的研究,十四五时期中国的在不同GDP增长率下各类能源消费增长情况。表中假设中国十四五时期GDP能源强度下降13.5%且保证非化石能源占比超过20%(这两项要求已经保证GDP碳排放强度下降超过18%的目标)。煤炭、石油、天然气的占比假设为51%、19%和10%。原文值得一读:https://energyandcleanair.org/china-14th-five-year-plan-carbon-neutrality/。

 

能源与电力

按照惯例,十四五规划纲要并没有对更细节的建设多少各类电力给出计划(除了按照惯例给出核电十四五末运行容量达到70GW的计划,当前中国运行、在建核电站共62GW,十四五时期还会新上马几个核电项目)。十四五时期的更细节的能源和电力结构还需要等到十四五能源规划才能比较清晰。

十四五纲要给出了主要能源技术的发展思路与十三五规划一致,但是一些新表述也表达出了十四五时期能源发展的新思路,比如针对对于非化石能源,纲要提出要“坚持集中式和分布式并举”,加快发展东中部分布式能源,有序发展海上风电;专门提出“因地制宜开发利用地热能”。针对国内外关注的中国大量新建煤电问题,纲要指出“合理控制煤电建设规模和发展节奏”,并且在消费侧强调“以电代煤”。纲要也规划了特高压输电等电力外送建设方案。关于碳市场,规划纲要也指出“推进碳排放权市场化交易“。

图片来自十四五规划草案:十四五”大型清洁能源基地布局示意图。

 

针对未来五年中国电力结构的发展,上个月国家能源局发布的《关于征求2021年可再生能源电力消纳责任权重和2022-2030年预期目标建议的函》如果落地,可能将成为中国近年来力度最大的一个可再生能源发展政策。这个规划信息量很大,或许是目前我们理解中国对未来5-10年电力结构设计安排的最重要的文件。这一建议稿提出到2030年,要“确保全国各省级行政区域都达到同等消纳责任权重”,也就是所有地区的可再生能源电力(包括水电,占全国总电量15%左右)占比都到超过40%。(类似可再生能源升级消纳制度,美国拜登政府也在尝试推动Clean Energy/Electricity Standard,推动美国各州的电力部门最早在2035年脱碳。)因为当前一些地区因为水电资源丰富,可再生能源电力现在就已经超过40%,所以按照这个规划的安排,中国2030年的电力结构中将有大约45%的部分来自可再生能源,其中水电20%,光伏、风电等占比25%

按照能源局的规划,可再生能源占比在2030年将超过40%,如果加上核电,则零碳能源有望超过50%。上图是笔者根据这一规划的简单作图,其实2020年之前的是真实数据,2021年及以后是根据能源局文件目标简单核算的发电数据,最后两个柱子是国际能源署IEA的模拟结果。能源局的规划是按照中国2030年发电量11000TWh来安排的。我们可以看到“火电规模基本不变,可再生能源快速发展”的思路。

 

这个计划的力度大概是什么样的呢?整体来看如果这个计划得到实施,则中国基本可以在2030年之前实现碳达峰,但距离2度目标下的要求还有一定差距(可以比较IEA的模拟结果),而对于当前的政策则已经迈了一大步。我们现在的承诺是2030年建设风电、光电超过1200GW(2020年光伏装机量250GW左右,风电装机量280GW左右),在这个计划影响下,中国如果发电量在2030年达到11000TWh(比2015年的5700TWh近乎翻一番),那么风电、光电装机量将可能达到1600GW,也就是说,中国的光伏、风电装机量要在十年内增长1-2倍。而即使中国的发电量增长相对保守,这一计划也保证了1200GW的任务一定会完成。从光伏、风电行业内部预测来看,2030年达到1600GW也在预期之中。

光伏、风电建设的难点就是消纳问题(参见国家电网碳达峰、碳中和行动方案)。一方面,光伏、风电需要靠天吃饭,而且近年来“我国用电需求呈现冬、夏双峰特征,峰谷差不断扩大,北方地区冬季高峰负荷往往接近或超过夏季高峰,电力保障供应的难度逐年加大(引用自国家电网)“,所以电力供应保障仍需要常规能源兜底。国内外的主要能源系统模型也指出,即使是在碳中和的电力系统中,化石能源、核能、储能(“稳定能源”)容量的占比也在继续保持在1/6-1/4的水平上(参见如何实现碳中和:美国2050路径、成本、与中国的对比和未来十年举措),但是这些能源有一些只在用电高峰时期会被用到,其年利用小时数将大幅下降,这就需要电力运行经济机制的重构来保证这部分“稳定能源”可以得到保证。

另一方面,新能源成本会随着新能源的建设规模增大而上升(参见马斯克说的光伏很轻松就能供给全中国的电力需求,这可行吗?),国家电网的计划中对此总结很到位:“国内外研究表明,随着风光等电源发电量占比的快速提高,为消纳新能源付出的系统成本将会明显上升,新能源发电成本下降不能完全实现对冲”。风电、光伏的间歇性问题既有技术上的挑战,也有体制上的问题。如果对比中美电力脱碳的体制挑战,中国的优势在集中力量办大事,电力(特)高压传输系统和核电建设这些需要集中力量的问题,美国体制下往往很难推进,而中国则有能力按部就班建设;当前中国的主要劣势就是电力体制还不能适应电力系统的脱碳发展(包括消费侧),欧美国家电力制度改革也经历了很长时间才逐渐完善,而中国的电力体制改革开始较晚,且之前的关注点一直在动摇发电长期合同和高效利用煤电上。发展适合碳中和电力系统的体制,十四五计划纲要虽然没有给出方案,但是未来五年非常关键(参见碳中和,中国的雄心与软肋)。

关于储能的问题,国家发展改革委、国家能源局前几天发布的《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》信息量更大,提出了不少关于发展电源侧和消费侧“风光水火储一体化”的意见(提出积极实施存量“风光水火储一体化”提升,稳妥推进增量“风光水(储)一体化”,探索增量“风光储一体化”,严控增量“风光火(储)一体化”),而且中国将出台第一个国家层面单独的储能行业的五年产业规划,顶层设计储能产业发展。

最后我们来看一下十四五规划对于碳捕集与封存和利用(CCUS)、氢能和生物质发展的安排。十三五规划纲要中没有提及碳捕集与封存和利用、氢能,提出“加快发展生物质能、 地热能,积极开发沿海潮汐能资源。完善风能、太阳能、生物质能发电扶持政策”。在十四五规划中,碳捕集和封存提出要开展“重大项目示范”,氢能与储能则被列为“未来产业”,提出“组织实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业”。从长期来看,碳捕集与封存和利用对于碳中和是不可或缺的技术,而且规模不会小,所以未来五年开展重大项目示范,并且在2030年代初步实现产业化,对于碳中和意义重大。

 

交通、建筑与工业

一般来讲,五年规划对于能源与电力行业的重要性要比其他行业大,十四五规划纲要对于交通、建筑和工业行业的绿色发展和减碳计划也是按照惯例采用了定性表述的方法。关于十四五时期这些部门的具体方案,还需要等到年末各部门的十四五部门规划才能有更多信息。在交通领域,纲要提出了“加快普速铁路建设和既有铁路电气化改造”以及“推动城市公交和物流配送车辆电动化“,公共交通和铁路的电气化进程也许会加快;

在建筑居民领域,规划也提出要发展近零能耗建筑重大项目示范,以及建筑能效的提高。从碳中和角度看,建筑领域“近零能耗建筑”有意义,但是最关键的两大举措还是电气化和能效提高。电气化改造主要就是居民和商业做饭、取暖的电气化。政府工作报告关于2021计划中也指出“北方地区清洁取暖率达到70%”,这与之前的清洁取暖规划目标一致,但是清洁取暖中一大部分仍然是煤炭,而且这一部分的脱碳还有不小难度。在农村,2月底下发的《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》提出了燃气下乡政策,明确提出“推进燃气下乡,支持建设安全可靠的乡村储气罐站和微管网供气系统”。天然气干净、方便,受到农村居民欢迎,“燃气下乡”短期内是惠民政策。但是从碳中和的角度来看,这部分天然气最后也需要电气化才能实现农村脱碳,所以“煤改气”的规模不能过大。在碳中和的供热和电力系统中,也会需要储气罐站来兜底满足冬天最冷天气下的取暖需求,所以“燃气下乡”也应该为长期的碳中和农村取暖作准备。

在工业领域,十三五时期主打大气污染治理,十四五也会继续,其中不少举措对碳减排产生了积极影响。十四五规划中的工业领域的低碳发展举措集中在资源循环利用、能效提高方面,这是因为工业领域脱碳很多需要碳捕集、氢能等新兴技术。十四五时期最应该关注的还是绿色复苏问题,2020年疫情发生后,为了促进经济复苏,中国的重工业产品产量又创新高,粗钢产量在2020年增长7%,水泥产量增长2.5%。而这是在前半年产业受到疫情影响下的增长。如果重工业未来一段时间保持2020年下半年的增长节奏,并且大量上马新的钢铁、水泥项目的话,对我国碳中和发展会有消极影响。

 

大气污染防控和协同治理

十四五规划因为中国碳达峰和碳中和的承诺,绿色发展更多强调了碳排放。不过大气污染防治仍然是环境治理的重点。十四五规划依然延续了大气十条、十三五规划的目标。相比十三五时期的工作,十四五规划强调了“推进细颗粒物(PM2.5)和臭氧 (O3)协同控制”,随着PM2.5浓度快速下降和臭氧浓度呈现上升趋势,中国大气污染防治工作已经从PM2.5为主走向了PM2.5和臭氧共治的局面。

十四五规划大气污染防治的目标是:地级及以上城市 PM2.5 浓度下降 10%,有效遏制O3 浓度增长趋势,基本消除重污染天气。十四五规划也给出了治理的重要举措:因地制宜推动北方地区清洁取暖(推进大气污染防治重点 区域散煤清零)、以及工业窑炉治理、非电行业超低排放改造(实施 8.5 亿吨水泥熟料、4.6 亿吨焦化产能和 4000 台左右有色行业炉窑清洁生产改造,完成 5.3 亿吨钢铁产能超低排放改造,开展石化、化工、涂装、医药、包装印刷等重点行业挥发性有机物治理改造)。十四五规划对于挥发性有机物排放的排放下降要求与十三五一致,下降10%以上,同时要求氮氧化物也下降10%以上,可以看到为了遏制臭氧污染增长趋势,氮氧化物和挥发性有机物的协同治理也进入十四五议程。

关于大气污染防治的内容,笔者在《神 州 十 年 治 霾 史》中已经做了相对详细的介绍。2013年的大气十条提出“经过五年努力,全国空气质量总体改善,重污染天气较大幅度减少;京津冀、长三角、珠三角等区域空气质量明显好转。力争再用五年或更长时间,逐步消除重污染天气,全国空气质量明显改善。”如果十四五时期中国的重污染天气基本消除,中国十年来的大气污染治理真的是严格目标而且说到做到,与脱贫攻坚一样,绝对值得一次全国表彰大会

中国的大气污染治理目标实际上是一直两个维度,一个关注整体和平均(比如北京的2017年达到60ug/m3的“京60”目标,和这次“地级及以上城市 PM2.5 浓度下降 10%”的目标),另一个关注短期的重污染天气(比如重污染天气小于多少天,或者这次的“基本消除重污染天气”)。两个目标之间既有协调性,又不完全相同。重污染天气引起关注,主要是因为人民群众反映最强烈的不是长期的轻中度污染(实际上健康影响更大),而是重污染天气。而长期的平均的目标需要长期和平均的减排努力,而且与当年度的天气情况关系不小;而重污染天气主要就发生在天气条件不佳的那几天,目前要搞红色预警,停工限产才能够完成——这两个目标之前怎样协调?停工限产成本很高,政府对哪些部门、哪些地方先减排可以减少之后红色预警发布的概率?这些问题在十四五精准减排上应该有所体现。

北京3月4号两会期间也出现了一次重度污染天气,加上今年春节期间,北京市已经出现了4个重污染日。两会期间的重度污染天气也表明,随着对企业环保管制不再一刀切,我们需要更聪明的减排方式去实现十四五的大气污染治理目标。

 


本文转载自微信公众号“环境科学与政策”,原作者刘尚炜,版权归原作者所有。如有侵权,请立即与我们联系,我们将及时处理。

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