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碳中和目标落实的四大路径 碳中和实现路径

来源:中机院  时间:2021-12-01  点击:
  基于对中国国家温室气体清单报告和两年更新报告的分析,结合国际环境与发展领域工作动态,提出能源消费的低碳化是碳中和的主要抓手,应重视能源创新技术的研发与应用,同时加强对非二氧化碳类温室气体管控的统筹;大幅增加碳汇,关注基于自然的解决方案,积极探索海洋蓝

  碳中和作为一种净零排放状态,需要同时考虑碳减排和碳抵消。碳中和目标的实现与否,取决于对温室气体排放(增加)和吸收(减少)的核算结果。UNFCCC 要求所有缔约方采用缔约方大会议定的可比方法,定期编制并提交所有温室气体人为源排放量和吸收量国家清单。IPCC 的清单方法学指南,是缔约方编制国家清单的技术规范和参考标准。因此,国家层面碳中和承诺也将会根据 IPCC 的清单方法学指南进行核算。依据 IPCC 清单方法学编制的中国国家清单 / 两年更新报告中识别出来的温室气体排放源和吸收汇,可以为落实碳中和目标提供相应的路径参考。
 
  1 能源消费的低碳化是碳中和的主要抓手
  根据《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》,2014 年我国温室气体排放总量(不考虑土地利用、土地利用变化和林业,LULUCF)约为 123.01 亿吨CO 2 e,能源活动(占比 77.7%)是最主要的排放领域。能源活动排放中,二氧化碳排放为 89.25 亿吨 CO 2 e,占86.9%。其中,能源工业(如电力和热力生产)、制造业和建筑业(如钢铁、化工、建筑等)燃料燃烧产生的二氧化碳排放约占能源活动二氧化碳排放量的 44.8% 和38.4%。从排放构成来看,燃料燃烧的二氧化碳排放是我国温室气体排放的主要来源(占比为 60.31%)。能源消费的低碳化是我国控制温室气体排放、实现气候目标的必要条件和主要抓手。
 
  在能源低碳化方面,中国一直在开展相应的工作,包括煤炭消费总量控制、提高天然气消费占比,以及积极发展非化石能源等。2018 年,中国煤炭在能源消费占比下降至 59.0% ;非化石能源占比为 14.3%。实现碳中和,到 2050 年中国必须建成一个以新能源和可再生能源为主体的“近零排放”的能源体系,非化石能源在整个能源体系中的占比要达到 70% ~ 80%。相比于 2015年国家自主贡献中提出的“到 2030 年单位国内生产总值(GDP)二氧化碳排放比 2005 年下降 60% ~ 65%,非化石能源占一次能源消费比重达到 20% 左右”,碳中和目标更加雄心勃勃,需要在既有能源结构调整的举措上,寻求突破性的能源技术创新和应用。
 
  国家发展改革委、国家能源局 2016 年 3 月制定的《能源技术革命创新行动计划(2016—2030 年)》 [13] 指出,能源技术创新进入高度活跃期,对世界能源格局和经济发展将产生重大而深远的影响。围绕 2015 年提交的国家自主贡献目标(2030 年前后达峰),行动计划指出要通过能源技术创新,重点从可再生能源领域、核能领域和二氧化碳封存利用领域入手,加快构建绿色、低碳的能源技术体系。在可再生能源领域,除却常规的风能、太阳能等技术之外,氢能技术成为国际社会重点关注的方向。2020年6月,德国联邦政府通过了一揽子经济刺激计划与“国家氢能战略”,计划投资 500 亿欧元推动氢能和电动汽车的发展,旨在领军全球氢能技术开发和生产,促进氢能大规模作为动力燃料使用,利用氢燃料推动经济脱碳[14] 。在核能领域,“重点发展三代、四代核电,先进核燃料及循环利用,小型堆等技术,探索研发可控核聚变技术”。在二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)领域,二氧化碳的利用、负排放技术和技术经济性研究是热点 。
 
    2 非二氧化碳温室气体的排放宜及早统筹考虑
  如前所述,UNFCCC 下除二氧化碳之外,议定书附件 A 还列出了其他非二氧化碳类温室气体,这些温室气体的排放也在国家清单核算范围之内。中国第三次国家信息通报中识别了覆盖六类温室气体在内的 40 个排放关键类别。2014 年中国非二氧化碳类温室气体的主要排放部门及排放量如表 3 所示。
 
表3 2014年中国非二氧化碳类温室气体的主要排放部门及排放量

      非二氧化碳类温室气体排放增长迅速。以含氟温室气体为例,《IPCC 第五次评估报告》 [17] 显示,含氟温室气体的排放占比从 1990 年的 0.81%,增加至 2010 年的 2.0%,排放量增加了 218.39%。中国清单数据显示,2005—2014 年间,中国含氟温室气体排放量占比从 1.6%增加至 2.6%,排放量增加了 126.91%。含氟温室气体的排放增速远远高于其他温室气体。如果不采取任何减缓措施,到 2050 年,全球含氟温室气体的排放量将达到40 亿吨 CO 2 e,相当于二氧化碳排放的 7.9% [18] 。与此同时,含氟温室气体的减排表现出巨大潜力。根据联合国环境规划署的评估,削减 HFCs 到 21 世纪末就可避免 0.5℃的升温[19] 。相比于不受控情景,到2050 年削减 HFCs 最高可带来 1 000 亿吨 CO 2 e 的直接减排效应。除此之外,由于 HFCs 替代伴随着能效提升,可以带来最高1 000亿吨CO 2 e的间接减排效应。因此,碳中和目标的实现,除重点推动能源的低碳化之外,还应及早统筹考虑非二氧化碳类温室气体的排放。
 
  3 实现碳中和目标需要大幅增加碳汇
  2014 年 中 国 土 地 利 用、 土 地 利 用 变 化 和 林 业(LULUCF)温室气体清单报告范围包括林地、农地、草地、湿地、建设用地和其他土地等 6 种利用类型的温室气体排放和碳吸收汇。每一种类型都根据实际情况分别估算其地上生物量、地下生物量、枯落物、枯死木和土壤有机碳五大碳库的碳储量变化。2014 年,中国 LULUCF 共吸收二氧化碳 11.51 亿吨,排放甲烷 172万吨,净吸收二氧化碳当量 11.15 亿吨,约占总排放量(123.01 亿吨 CO 2 e)的 9.06%。其中,林地和林产品是最主要的吸收汇,吸收二氧化碳占比分别为 73.0% 和9.61%。重大生态保护与修复工程是中国增加碳汇的重要手段,发挥了重要的协同增效作用。中国实施了包括天然林资源保护、退耕还林还草、防护林体系建设、京津冀风沙源治理、湿地修复等在内的一批重大生态保护与修复工程,以增加林地、草原等碳汇。2018 年,中国森林覆盖率达到 22.96%,森林蓄积量达 175.6 亿立方米;草原综合植被盖度达到 55.7%。2018 年,中国恢复退化湿地 7.13 万公顷,退耕还湿 2 万公顷。
 
  然而,清单数据显示,目前 LULUCF 的碳吸收量相比于碳排放总量占比不足 10%。因此,碳中和目标的实现需在现有基础上,进一步增加碳汇。基于自然的解决方案(NbS)是近期国际社会关注的热点。NbS 通过对生态系统的保护、恢复和可持续管理来帮助减缓和适应气候变化。2019 年被联合国秘书长列入其应对气候变化的九大优先行动之一。NbS 可为实现《巴黎协定》的目标贡献约 30% 的减排量,同时产生环境和社会经济的协同效益[21] 。此外,值得注意的是,2019 年 9 月 25 日,可持续海洋经济高级别小组发布题为《基于海洋的气候变化解决方案 :5 个行动机遇》的报告[22] ,提出了基于海洋的五大气候行动,可以实现巨大的减排潜力(如表 4所示)。IPCC 特别报告指出,海洋从 1980 年以来已吸收人为排放二氧化碳总量的 20% ~ 30%,造成了海洋的酸化,威胁海洋生态系统健康和海洋经济可持续发展[23] 。
 
  因此,如何在海洋生态环境保护的同时,发掘海洋应对气候变化的巨大潜力,可成为进一步研究方向。
 
表4 基于海洋的气候行动领域的减排潜力
 
  4 碳抵消方案要重视规则制定
  碳抵消是碳中和目标实现不可或缺的方式之一。碳抵消主要通过市场交易机制来实现,主要的抵消方案包括碳配额和碳信用。国家层面上,采用碳抵消机制来实现碳中和,需要制定具有国际公信力的机制,如碳配额和信用的产生 / 审核机制、交易实施机制等。《京都议定书》下市场交易机制包括排放交易(附件一国家之间,交易产品为配额)、联合履约(发达国家与经济转型国家之间,交易产品为排放减量单位 ERUs)和清洁发展机制(附件一国家与非附件一国家之间,交易产品为核证减排量 CERs)。根据缔约方会议决议,三种交易机制均有相应的监管机构制定规则,包括审定与核证的技术方法、第三方资质、交易实施程序等。
 
  《巴黎协定》第六条为缔约方提供了两种市场机制,分别是自愿基础上的合作方法和可持续发展机制。合作方法允许参与缔约方使用国际转让的减排成果(ITMOs)来实现减排目标,但合作应确保环境完整性和透明度,并采用稳健的核算以避免双重计算。可持续发展机制被视为清洁发展机制(CDM)的延续,是一种信用机制。可持续发展机制的核心问题在于减排活动的范围、额外性评估、CDM 机制的过渡等。截至目前,缔约方尚未对市场机制的实施细则达成一致。
 
  国际碳行动伙伴组织(ICAP)的数据显示,截至2019 年年底,全球已有 20 个碳排放交易体系投入实施(覆盖全球 9% 的排放量),覆盖 27 个司法管辖区。另有 6 个司法管辖区正计划未来几年启动碳交易体系,其中包括中国和墨西哥 ;此外,还有 12 个不同级别的政府开始考虑建立碳市场。《巴黎协定》下市场机制实施细则的谈判和全球碳排放交易体系的建设及未来潜在的链接,决定了碳抵消方案的多样性。碳抵消机制的实施将面临重要的规则构建任务。(作者:刘侃)

 
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