美国:在2050年前实现碳中和的路径

2021-08-11 22:46 绿创碳和
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导读

美国作为一个排放大国,碳排放量在全球占比约15%左右。现任总统拜登上任**天就宣布重返《巴黎协定》,并就减少排放提出若干新政。未来美国碳中和之路会如何起步?


01

气候领域新目标


“到2035年,通过向可再生能源过渡实现无碳发电;到2050年,让美国实现碳中和。”这是美国在气候领域提出的最新目标。


为了实现美国的“3550”碳中和目标,拜登政府计划拿出2万亿美元,用于基础设施、清洁能源等重点领域的投资。



具体措施主要有:在交通领域的清洁能源汽车和电动汽车计划、城市零碳交通、“第二次铁路革命”等;在建筑领域,建筑节能升级、推动新建筑零碳排放等;在电力领域,引入电厂碳捕获改造,发展新能源等。同时,加大清洁能源创新,成立机构大力推动包括储能、绿氢、核能、CCS等前沿技术研发,努力降低低碳成本。


分析人士认为,美国的气候和能源政策目标正越来越清晰,在2050年实现碳中和是其长远目标,而由传统能源独立向清洁能源独立是其战略路径。



不过,和其他国家一样,要推动碳中和目标的实现,困难也不少。


从历史上看,自上世纪90年代以来,美国两党就气候问题的博弈始终没有停息,美国国内相关政策也出现多次反复。即便是民主党内部,核心环保主义者和保守派之间的对抗也十分引人注目。去年美国刚刚正式退出《巴黎协定》,要等到今年2月19日《巴黎协定》才开始对美国生效。



碳中和是一个中长期目标,缺乏长期稳定的政策信号将不利于抓住这个历史新机遇。对于减排要求明显高于其他国家的美国来说,国内利益博弈将大大提高实现目标的难度和成本,降低企业投资意愿,使实现碳中和之路更为曲折。


在企业层面,不少跨国公司都有其减排目标,这些企业以多样化的路径迈向碳中和目标,其中包括巨额投资、企业转型,以及对新技术的开发利用。据报道,通用汽车近日就宣布其能源转型白皮书,将通过发展电动车,未来五年投资270亿美元来实现到2040年其全球产品和运营都实现碳中和。



此外,通用在产业上下游协同发展,发展绿色供应链。然而,业界人士指出,需要警惕企业决策可能未经深思熟虑,企业管理层对目标的生疏和准备不够。


改变长期以来形成的能源结构,向以可再生能源为主转变,最终实现能源转型并非易事。如何处理好在推动低碳清洁能源发展的同时,照顾好化石能源生产商的利益也是棘手的问题。



在国际层面,美国目前最迫切的是要在第26届联合国气候变化大会(COP26)(第26届联合国气候变化大会将于2021年11月1-12日在英国格拉斯哥举行)之前提出一个新的2030年目标的国家自主贡献(NDC)和气候融资方案。如果美国能提交这一方案,那么造成全球三分之二碳污染的国家都将承诺了碳中和目标。


02

美国减排三要素


能源消耗产生的二氧化碳排放,短期主要受天气、能源价格和发电能源来源变化的影响,长期影响因素主要包括:鼓励低排放或无排放技术的政策、降低成本和提高效率的新技术、需求侧效率提高、制造业、GDP和人口结构的变化等。近年来,美国减排之所以成效较好,可以简单归纳为以下三个方面:


(一)单位GDP能耗持续下降


能源消费下降的同时经济能保持稳定的增长,源自能源效率持续提升。


按2012年美元计算,1949年美国每美元实际GDP的能源消耗为15180英热单位。20世纪50年代至70年代中期,美国单位GDP能耗徘徊在14000至13000英热单位之间。1985年,下降至9600英热单位,此后下降速度加快。2019年,美国单位GDP能耗仅为5250英热单位,仅为1949年的34.58%。



一个国家的工业化进程,决定了这个国家的能源强度。从20世纪90年代至21世纪初,美国由工业化进入信息化的时代,带来了能源强度的不断下降。


(二)能源结构持续优化


要实现碳达峰和碳中和,就必须相应地调整能源结构,1949年以来,美国能源消费结构持续优化。


直到1949年,美国一次能源消费结构中,煤炭都是**大来源,当年占比37.48%。从1950年开始,石油成为美国**大能源并保持至今。美国进入石油时代,比1965年全世界迈入石油时代早了整整15年。1958年,天然气超过煤炭,成为美国第二大能源品类,并一直保持至今。


美国能源消费结构最有标志性的变化发生在2019年,当年由水力发电、风能、太阳能、地热能、木柴等构成的可再生能源,130多年来首次超过煤炭,成为第三大能源,加上核能,非化石能源已占美国一次能源消费总量的20%。



除消费总量的结构优化外,为二氧化碳排放达峰做出重要贡献的还有发电行业。美国能源消费的**大户是发电部门,2019年占能源消费总量的37.03%。从1949年美国能源信息署有统计数据开始直到2015年,煤炭一直是美国发电用能的**大来源,但从2016年起天然气成为**大发电用能源,所占的比重不断提高,2020年高达40%,可再生能源为21%,核电为19%,煤炭只占19%。



发电用煤迅速下降,极大推动了美国的碳达峰。2007年至2019年,来自煤炭的碳排放减少50%以上,总量超过10亿吨,其中2019年比2018年下降15%,减排1.84亿吨;2005年至2019年,发电行业累计减排54.74亿吨,其中33.51亿吨来源于天然气对煤炭的替代。


(三)强制要求加优惠政策


上世纪70年代的石油危机严重冲击了美国,促使时任总统尼克松提出能源独立计划,此后历届美国政府均将实现能源独立作为能源政策的核心内容。


从20世纪80年代初的里根政府开始,联邦政府大力推行能源市场自由化政策,解除了对天然气的价格管制,努力营造一个充分竞争的、鼓励私人投资和技术进步的政策环境。


正是在能源独立和市场自由化、鼓励创新等政策的刺激下,无数中小企业前赴后继,使得页岩革命成为现实,改变了美国和世界油气工业的格局,美国在实现能源独立的同时,可以持续调整并优化能源消费结构。



与此同时,联邦和地方政府的强制要求、优惠及刺激政策,使得新能源、可再生能源得以大规模推广使用。


2005年和2007年,美国分别颁布“能源政策法案”和“能源独立和安全法案”,要求销售的车用燃料中添加生物燃料,设定到2022年消费360亿加仑可再生燃料的目标,明确每一个以石油为基础的汽油或柴油的炼油厂或进口商,必须履行可再生燃料义务数量。



生物质柴油由于具有良好的温室气体减排得分,消费得到了鼓励。在2004年的“美国就业法案”中,设立了“生物质柴油税收抵免”条款,规定生物质柴油或可再生柴油每加仑享受1美元的税收抵免。2016年,美国联邦政府为此项政策提供的补贴为27亿美元。


正是在法律的强制要求和优惠政策的刺激下,美国可再生燃料获得了长足的发展。2020年1月1日,美国燃料乙醇的生产能力高达113.4万桶/天,生物质柴油的生产能力为16.7万桶/天。


州政府对环境的高要求,也在刺激能源行业升级技术,进而推动全美的持续减排。作为联邦制国家,美国州政府在环境治理方面有很大的自主性,并对推动全美的环境治理发挥了积极的推动作用,其中最有代表性的就是加州,可以说加州引领了美国的环保减排潮流。



早在1953年,加州就推广空气污染控制技术;60年代,加州在全美率先推行减少汽车尾气排放量的措施;1970年,加州率先检测PM10,1975年要求所有汽车配备催化转换器,1984年开测PM2.5。1988年,加州通过了较联邦政府更加严格的《加州洁净空气法》。


特朗普政府宣布美国退出《巴黎协定》后,2018年9月10日,加州州长布朗签署一项法案,宣布到2045年加州将实现电力100%由清洁能源供应,完全放弃煤电等传统化石能源。


目前,加州正在积极推动立法,计划2022年禁止全州新建房屋使用天然气,转用电能,从而成为全美**个告别天然气的州。


03

探索可负担的减排


当今世界上的绝大多数国家,要想实现碳达峰和碳中和目标,都必须直面三大难题:一是解决好经济增长-能源消费-温室减排的三角关系,二是调整能源消费结构的同时保障能源供应,三是环境治理和减排不能给社会大众带来难以承受的经济负担。


根据世界银行的统计,以全球人均GDP1.1万美元为标准,当今世界80%以上的人口低于这个人均GDP,50%左右人口还处于中下收入和低收入状态。因此,大力发展经济和消除贫困,是当下和未来相当长时间世界各国政府都必须承担的责任。


联合国在设定人类发展指数时,将人均能源消费100吉焦列为参考参数之一。2019年,全球人均一次能源消费为75.7吉焦,其中亚太地区为61.1吉焦,中南美洲为55吉焦,非洲仅为15.2吉焦。当前全球约80%的人口,生活在人均能源消费大大低于100吉焦的国家和地区,其中超过12亿人口的非洲处于能源消费的赤贫状态。



从全球来看,当前以煤炭、石油和天然气构成的传统化石能源,占一次能源消费总量84%以上,是当今人类社会消费的绝对主体能源,也是二氧化碳等温室气体排放的主要来源。


正是这三个80%,使得世界上没有任何一个组织在对2030年和2050年的长周期预测中,会做出经济增长和能源消费将下降的结论,对二氧化碳排放的预测也持非常谨慎的观点。大力呼吁开展减排的国际能源署,在其2020年版《世界能源展望》中给出的最保守预测是,到2030年世界经济增长应保持在3%左右,一次能源消费增长至少应保持在1%以上,2025年-2030年间二氧化碳排放增长也将超过1%。


能源效率提升和能源消费结构优化,是美国减排的两大关键因素,但对世界很多国家来说,没有美国那样的产业基础和资源基础来实现优化和提升。即使某个国家有经济实力通过进口石油、天然气和可再生能源来优化能源结构,但能源安全保障和经济安全又会立即成为难题。



美国的能源价格低廉,能源消费在百姓生活支出中所占的比重较低。美国的电价平均为11美分/千瓦时,汽油的零售价普遍保持在2.5美元/加仑上下,居民天然气的价格为11美元/千立方英尺。2021年1月的寒冷冬季里,东北亚液化天然气价格大涨了约20倍,超过36美元/百万英热单位,但美国亨利中心的天然气现货价格却仍保持在3美元/百万英热单位以下。


其他国家在兑现二氧化碳减排承诺时,就没有美国那样的幸运,其中欧洲最有代表性。由于大力推进清洁能源,欧洲的能源支出近年来呈爆炸式增长,从2005年到2012年,欧盟的电价上涨了38%,天然气价格上涨了35%。自2000年以来,德国的税收减免和可再生能源补贴总支出超过2430亿欧元,绿色政策使德国家庭支出翻了一番。2018年底,法国发生席卷全国的黄衫军运动,就是因为车用燃料和电费上涨。2021年2月2日,道达尔首席执行官普亚恩表示,政府不仅要制定政策,还要说明碳中和项目的成本,要向公民和消费者解释,每个人都需要付出努力。



即使作为世界第五大经济体的美国加州,激进的减排和环保政策也带来了能源成本高涨和社会大众的承受问题。目前,加州汽油价格为每加仑3.438美元,大大高于全美平均价格,电价比全美平均电价高出47%,引发了很多抗议活动和法律诉讼。


能源消费结构的调整和优化,尤其是可再生能源的大规模使用,必然带来成本问题,在实现碳达峰和碳中和进程中,社会大众的能源成本承受能力是必须考虑的因素。减排的同时把能源价格上升控制在可承受的范围内,社会大众才能接受并拥护减排。



绿创碳和协助地方政府与园区,围绕如下几个方面开展工作:


一、系统性宣贯应对气候变化领域政策


二、积极落实能耗双控制度,提出控煤工作路径及方法,协助完成压煤目标,合理降低能耗总量和强度,减少碳排放;


三、协助制定“碳达峰及碳中和”实施路径及行动方案,提升碳减排和碳资产管理能力;


四、组织开展城市、工业园区、机构、企业、产品、等“碳中和”咨询、核查、认定服务


五、在碳交易过程中,为买卖双方提供咨询服务,确保交易过程中的有效合规;


六、推进低碳领域的标准化建设,制定、发布相关标准;


七、碳减排人才培训服务



发起双碳委员会,并倡议内容包括:


一、树立“零碳”导向的新型生活理念。强化绿色低碳与节能环保意识,形成争做“零碳先锋”的良好社会氛围,以进一步推动降低能耗、提高能源使用效率和优先使用清洁能源。


二、研究“零碳”导向的产业新业态。发起“零碳园区”相关课题研究,开展经验借鉴、学术交流和示范应用,以促进形成符合我国国情的以“零碳”为导向的产业发展模式。


三、鼓励“零碳”导向的技术创新。积极推动绿色、低碳、环保、新能源等技术创新,为新技术发展提供资源支持,为新技术的推广应用开拓空间,以促进新技术进步与成本下降。


四、推动“零碳”导向的项目落地。前瞻2030年和2060年的国际碳减排大趋势,以“零碳能源”、“零碳交通”、“零碳建筑”为主要内容,在全国推动落地30个零碳科技园,打造100个零碳工业园、1000家零碳工厂、1000座零碳校园、1000家零碳医院及1000个零碳社区,助力加快推进绿色“新基建”进度。


五、促进“零碳”导向的绿色投融资。以“零碳中国,绿色投资”为主题,发起“零碳”绿色产业基金。鼓励社会民间资本积极参与“零碳能源”、“零碳交通”、“零碳建筑”等“零碳”示范项目的投资,并带动更多来源绿色的国内外资金投入。


六、开展“零碳”导向的国际合作。计划每年举办“零碳创新”系列活动,着力打造“科技创新与绿色投资大会”、“新基建 绿色投资大会”、“国际清洁能源投融资大会”等品牌国际会议,为国内外企业和机构搭建权威国际合作平台,积极引入国际先进理念、技术和资金渠道,加强相关产业与国外的技术交流与项目合作,全方位助力我国向“零碳”经济转型发展,为2060年全球实现净零碳排放目标做出积极贡献。



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