迈向碳中和(中国未来转型路径与产业机遇)

作者简介

肖忠湘 浙江大学环境与资源学院博士 主持、参与多个省、市碳达峰碳中和方案，参与多个省、市的温室气体清单编制工作，为多个地方政府和国企提供节能降碳培训、咨询等服务。？ 王敏娜 杭州超腾能源技术股份有限公司董事长 复旦大学EMBA，浙商女杰、浙商新领军者等荣誉称号获得者。从事低碳行业16年，国内气候经济先驱，带领团队深耕政府和企业碳数据及信息服务，开发减排量项目数百个。？

内容简介

《能源革命》 人类自诞生以来，就开始了一场生生不息的伟大征程。在这一征程中，能源的使用起着至关重要的作用。文明之初，人类偶然发现了火，这是人类进化过程中一个重大突破。距今约 180 万～ 20 万年的南非直立人、100多万年前的元谋人、50 万年前的北京人，都留下了用火的痕迹。人类对火的使用，是人类认识自然、利用自然力量来改善生产和生活的第一次伟大实践。火的使用，使人类摆脱了茹毛饮血的时代，形成了进食熟食的生活方式，扩大了食物的来源和种类。火还能御寒、照明，可以有效地突破气候和地域的限制，拓展了人类的活动范围。同时，火也提高了人类的生产能力。原始人以用火驱赶、围歼野兽的方式进行狩猎，焚草为肥，刀耕火种。火作为第一种被人类掌控的能源操控技术，极大地提高了生产效率，迅速地推动了人类社会的快速发展，最终把人类与动物区分开。 原始的刀耕火种，只能是广种薄收，社会生产力极其低下。原始人发明人工取火以后，掌握了一种强大的自然力，并催生了金属工具的发明运用，人类开始告别石器时代。春秋战国之交，一个东方文明古国——中国开始进入铁器时代，铁器农具与牛耕技术开始被广泛使用。商鞅变法时期，针对秦国地广人稀、劳动力不足的局面，商鞅果断引入了畜力，广泛推广牛耕技术。畜力远比人力强劲，随着农业新动力的加入，耒耜作业被铁犁牛耕所取代，刀耕火种的农业经济开始发生质变。凭借着新式农业动力和运输动力上的优势，秦国的社会生产力和生产效率得到了极大的提高，一举获得了碾压东方六国的经济优势，奠定了统一中国的经济基础。中国也在世界范围内率先告别奴隶社会，走进了封建社会，中国历史由此掀开新的一页。 草木能源是人类文明发源的第一个伟大的动力，人类诞生以来的绝大部分时间都靠草木能源赖以生存，并以此达到了农耕文明的巅峰。而从柴薪到煤炭的转型，则花了数千年左右的时间。 中国是最早使用煤炭的国家。成书于春秋末战国初（约公元前 5 世纪）的《山海经·五藏山经》，已有关于煤的记载，书中称煤为石涅。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。西方的古罗马和希腊也是用煤较早的国家。古罗马大约在 2000 年前已开始用煤加热；公元前约 300 年，希腊学者泰奥弗拉斯托斯写作的《石史》记载有煤的性质和产地。 真正叩开化石能源大门的国家是英国。大约在 13 世纪，英国在诺丁汉、德比等地已经开始小规模采煤。煤在当时主要是用作家庭燃料，其燃烧时释放的黑烟和怪味让它并不受欢迎。14 世纪，对煤炭黑烟深恶痛绝的英国政府甚至下令禁止在伦敦附近燃烧煤。也是在这一时期，随着农业耕作技术的改进、城市的发展、商品货币经济的渗透，英国封建经济发展到极盛，伦敦迎来了一场轰轰烈烈的城镇化运动，人口在 1500 年至 1600 年之间翻了两番，从 5 万人增加到 20 万人。随着人口的增加，英国对木材的需求也开始增加，木材变得珍贵起来，价格日益走高，柴薪成本在 1500 年至 1592年间增加了一倍以上。由于伦敦城的扩张和人口的迅猛增长，柴薪已经很难满足伦敦的用能需求了。在当时的英国，一个普通的炼铁厂一年就需要消耗 400 英亩的林地，巨大的消耗带来了无止境的砍伐。英国森林覆盖率直线下降，木材甚至变成了稀有的战略性物资。这给刚萌芽的第一次工业革命带来了严重的能源危机。 在这时，煤炭作为一种易开采、热值高的新型燃料闪亮登场。但是，从柴薪到煤炭的转变并不是“换一种燃料放在火堆上燃烧”那样简单的事情。因为烧煤会产生烟雾和难闻的怪味，要是在没有烟囱的房屋中使用，时常会出现生命安全问题。为了烧煤但又不至于窒息，人们不得不用烟囱来解决这个问题，然而这又涉及更为复杂的问题——房屋构造的改变。高高的烟囱便成了解决这一问题的选择，煤炭的日益渗透使得烟囱成为英式建筑的一大特色，流传至今。 英国的能源转型始于 1550 年，煤炭在英国能源消费结构中的比重开始超过 5%。至 1619 年，历时 70 年左右，煤炭在英国能源消费结构中的比重超过原先居主导地位的柴薪，这标志着英国完成了从柴薪能源向煤炭能源的转型。1776 年，英国人詹姆斯·瓦特通过改良，制造出第一台有实用价值的蒸汽机。它通过烧煤把水变成蒸汽，进而通过蒸汽驱动机器。机器动力开始替代人力畜力进入工业生产领域，蒸汽机作为大型工业普遍应用的发动机开始武装人类。1875 年法国建成世界上首座燃煤发电厂，煤炭产业开始加快发展。19 世纪 80 年代，煤炭在一次能源消费比例中超过了木柴，成为总量最大的一次能源。到 20 世纪初，煤炭在世界一次能源消费结构中的占比超过了一半。至此，被人们誉为“黑色金子”“工业食粮”的煤炭成功替代了柴薪，成为人类生产生活的主要能源。 《黑金诅咒》 作为现代经济发展的血液，石油从一出现便备受瞩目。由于石油生产和消费在空间上的错位，供应和需求在数量上的失衡，开发和利益在资金、技术上的不匹配，导致其发展历程充满了冲突性。石油几乎“赢”得了所有的主权国家和国际行为的重视和介入，并为此展开激烈的博弈。石油因此具备了国际关系、地缘政治和金融的多重属性，并成为第一个引发全球性存量博弈的资源。 基辛格说：谁掌握了石油，谁就控制了所有的国家。 在石油拜物教的驱使下，全球建构起以石油为中心的“石油王朝”。围绕着石油，全球建构起一个以石油为中心的经济和权力网。这张网，涵盖政治、战争、经济、外交和社会生活各个层面。在国际舞台上，石油成了强权辗转腾挪的棋子；在地缘政治上，石油成了风云诡谲的主要动因；在经济发展上，石油发展史成了一部浸润着血与泪的百年斗争史。 人类社会的发展就像被设定好的捉迷藏游戏。每次人类寻找到自然界中“藏好”的新技能或者宝藏，社会都会往前跃进一大步。“替代”是促进这场捉迷藏游戏越来越精彩的动力。这种技术替代或能源替代，在人类社会往往被称为工业革命或能源革命。远古时期的人类发现了火并学会了利用柴薪，最终使人类和动物得以区分；近现代，人类发现了煤炭和石油，并成功“解锁”了蒸汽机和内燃机，第一次工业革命和第二次工业革命将人类送入了一个全新的世界，人类在工业时代所创造的财富和文明，几乎超越了过往几千年的积累。 但是，这场捉迷藏游戏并不总是只有好的一面。尤其是当人类面临资源日益枯竭、高速经济发展带来的生态失衡、环境压力日渐增大的历史尴尬局面时，化石能源更像是“被下了诅咒的宝藏”。 第一，自石油被发现以来，国际社会就开始纷争不断，石油甚至成了现代战争之源。作为工业的血液，人类对石油的追求已经近乎疯狂。因石油而导致国际关系复杂化，国与国交恶，甚至引发流血冲突或战争的案例不胜枚举，从波斯湾到俄罗斯再到北非，争夺战蔓延了大半个地球。以中东地区为例，中东地区的石油储量占到全世界已经探明使用储量的 61.5％。 然而，“匹夫无罪，怀璧其罪”，正是由于“上天的眷顾”，作为石油宝库的中东引来了全球各大势力的垂涎，加之宗教、地缘特性以及内生的种种矛盾，“石油”和“战乱”成了中东地区解不开的诅咒。 第二，丰富的石油储量造成了资源型经济主体的困局。“石油诅咒”成了国际政治中的一个屡见不鲜的现象。中东地区、尼日利亚、安哥拉、印尼等国家和地区在发现了丰富的石油储藏资源后，对其的开发没有使国家得到良好的发展，反而导致国家经济倒退，社会陷入贫困。这些地区的石油资源本身足以支撑起经济发展和财富的积累，但是，“少则得，多则惑”，上天的恩赐并未被转化成经济发展的优势。近百年来，波斯湾诸国摩擦不断，深陷政治泥潭；曾经辉煌的阿拉伯文明除了阿拉伯数字和石油，已经乏善可陈。曾经的世界两极之一、继承世界第二经济体苏联衣钵的俄罗斯，经济结构走不出“油气独大”的困局，成为一个“大号加油站”。 第三，石油经济支撑起的是“肮脏的富有”，背后酝酿着的是一场巨大的全球危机。化石燃料燃烧时往往会产生二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物等污染空气的物质，并造成温室效应、酸雨、空气能见度降低等一系列后果。早在 1952 年，伦敦严重的烟雾事件就促使社会开始对煤炭的负面效应深刻反思。更糟糕的是，化石能源正通过第二次工业革命以来构建的超级石油体系，把污染“分配”到世界的每一个角落。大量以化石燃料为能源开展的工业活动导致的气候变化日益明显，地球温度的升高和有害的化学物质可能发生灾难性的变化，这将破坏整个生态系统的稳定，甚至有可能引起大量动植物的灭绝。 第四，第二次工业革命已经走到了十字路口的尽头，石油王朝的背影日渐萧瑟。越来越多的迹象表明依靠化石燃料驱动的工业革命发展达到了顶峰，迎来了其最后的篇章，全球能源安全观开始变革，各经济体不再将自身命运系于单一的石油身上。在未来的一段时间内，随着石油需求见顶，石油价格带来的波动将会给原本动荡不安的石油地区带来更激烈的政治动荡。曾经支撑起工业化生产、生活方式的石油和其他化石能源正日益枯竭，以化石燃料为驱动的技术已陈旧落后，以化石燃料为基础的产业结构也运转乏力，依托化石能源发展起来的资源型地区和城市早已深陷发展瓶颈之中。 黑色金子正在变成黑色诅咒。人类向化石能源体系找寻解决方案的惯性思路正把自己逐步带入一个黑暗的胡同，以化石能源为基石的经济和权力体系正迎来前所未有的秩序重构的压力，发展的隐忧开始在政治、经济、社会各界弥漫，高速增长的经济正迎来历史性的门槛，随之而来的将是一场世界范围内对新答案的追寻。 碳中和是史无前例的一场自我革命 立足于全球低碳化转型背景 了解“双碳”目标的实现方式 把握“双碳”带来的新机遇 一部政府机关、企业机构和社会公众，不可错过的碳中和科普读物