根据国际能源署（IEA）的报告，全球温室气体排放量在2021年飙升至历史水平，抵消了此前一年疫情导致的大幅下降受此影响全球多地爆发山火、野火，极端气候情况频发。 世界气象组织（WMO）的历史数据显示，尽管全球平均气温因2020—2022年的拉尼娜事件而暂时降温，但2021年仍是有记录以来最暖的七个年份之一。而2020年的全球平均气温为14.9摄氏度，比1850-1900年（有时也被称为“前工业化时期数据”）的平均气温高1.2摄氏度，是有完整气象观测记录以来的最暖年份。国际能源局（IEA）报告到2030年全球温室气体排放将比现在增加57%，这将使地球表面温度提高3℃，如果发展中大国继续坚持发展以煤为主要能用，温度则要上升6℃。据我国农业农村部发布于《中国气候变化海洋蓝皮书（2020）》的统计，1993-2019年，全球平均海平面上升速率约为3.2毫米/年，但仅2019年，平均海平面较去年高8.5毫米，处于有观测记录以来的最高位。面对愈发严峻的环境压力，我国作为负责任的大国，一直致力于推动气候变化应对，近年多次承诺减排并实现多个阶段目标。本文初探碳达峰、碳中和对各行业的影响，未来潜在的产业整合机会，请各位读者指正。碳排放主要指的是由于人类活动或者自然形成的温室气体，如：水汽(H2O)、氟利昂、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、臭氧(O3)、氢氟碳化物、全氟碳化物、六氟化硫等的排放。影响气候变暖的主要温室气体一般指的是二氧化碳、甲烷、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫等六类。其中CO2对温室效应的贡献达60%。自1750～2000年，大气中的CO2体积分数（即体积占比）已从2.80×10-4(280ppm)上升到3.68×10-4(358ppm)，2017年已达4×10-4(368ppm)。由于CO2在大气中的寿命长达50～200a，即使CO2的排放能维持在现有水平上，它的浓度在22世纪仍将翻一番。碳排放的运算方法主要是通过消耗的能源乘以二氧化碳排放系数得出，如原煤的二氧化碳排放系数为1.9003kg-CO2/kg，而能源消耗主要通过当年国内生产、当年净进口减去其他非能源用途和损耗得出。碳达峰是通过节能减排综合措施将以二氧化碳为主的碳排放稳定在一个平台区间的状态，且后续排放将呈平稳回落的趋势，目标包括达峰年份和峰值水平，因此，达峰既是一个各国各自的峰值水平，也是全球范围的整体概念。碳中和，也称为净零二氧化碳排放，是指在特定时期内全球人为二氧化碳排放量与二氧化碳消除量相等（如自然碳汇、碳捕获与封存、地球工程等）。二氧化碳是造成气候变化的温室气体（GHGs）之一，而其它温室气体（如甲烷）也能以二氧化碳当量的形式体现，目前学界对是否包括其他温室气体尚未形成一致，清华大学气候变化与可持续发展研究院（ICCSD）在解读“碳中和”目标时，研究人员纳入了所有温室气体排放目录，而马里兰大学在对中国碳中和的研究中则将对象限定于二氧化碳，一般广义的碳中和涵盖包括二氧化碳在内的各种温室气体。碳中和主要通过以下方式实现。碳足迹计算是针对企业所有可能产生温室气体的来源，进行排放源清查与数据搜集，以了解企业温室气体排放源及量化所搜集的数据信息，是迈向实现碳管理的第一步。碳排放报告核查则是由第三方对盘查所得出的数据信息的担保陈述提供正式的书面声明。通过对企业排放源清查，详细了解企业的碳排放源及量，相应地制定一系列有效措施，从而减少因企业生产运营等活动中所产生的碳排放。通过购买自愿碳减排额的方式实现碳排放的抵消，以自愿为基本原则，即交易的中和方式。碳中和的实现通常由买方（排放者）、卖方（减排者）和交易机构（中介）三方来共同完成。碳捕捉是通过各种生物技术方式，将大气中的二氧化碳等温室气体以安全方式保存固化的过程和技术，是实现碳中和的重要方式。主要技术包括燃烧后捕捉、燃烧前捕捉和降低排放等方式。燃烧后捕捉：是在工艺的燃烧部分之后进行捕捉。由于一般对 CO2的捕捉多用于发电厂，因此往往在电厂燃烧段之后放置一吸收分离装置，使用溶剂对CO2进行吸收，最后则吹脱出 CO2气体并压缩，进入运输管道。燃烧前捕捉：在IGCC中首先通入氧气或者空气，将煤炭和生物质燃料等原料气化，再进入燃烧段进行反应，与此同时通入一定的水蒸气，最终的产物有CO2、CO、H2、N2以及硫化物等。由于此时的混合合成气（syngas）气压很高（约30-50个大气压），对CO2的分离就变得容易很多。最后CO2经过吸收/吸附/膜分离等技术处理后被压缩和运输，进入下一个步骤。剩下的气体则或被排空（N2等），或被再次利用（CO、H2等）。氧气燃烧：该方法主要是通过将空气中的氮气与氧气分离，使用纯氧对燃料进行燃烧，从而可以提高燃烧效率（大约提高17%-35%），提高CO2的纯度，降低CO等副产物的产生。关于碳排放的达峰和中和，主要依靠联合国《气候变化框架公约》及配套的《京都协定》、《巴黎协定》督促各国尽早降低气候变化对人类经济和社会的不利影响，但同时，相关协定仅属于框架性质，无法约定缔约方义务，也没有行之有效的实施机制，因此缺乏法律意义上的约束力，更是由于个别缺乏责任大国以拒绝签字、随意退出等形式，进一步影响了公约的实施效力。从排放总量看，我国2019年的总排放量接近100亿吨，美国约50亿吨，欧盟33.3亿吨，印度25亿吨；从人均排放量看，中国每人每年排放约7吨，远低于美国的15吨和日本的9吨；从趋势看，我国近20年呈现增速逐步放缓的趋势，尤其近10年来已明显趋稳，美国2007年达峰后，排放呈下降趋势，日本则基本保持在较高排放水平，印度的排放水平虽较低，但保持较高增长；从达峰进度来看，欧盟、美国、日本能源活动碳排放量占碳排放峰值总量的76.94%、84.69%和89.58%，相对中和的远期目标，目前进展并不容乐观。目前全球已经有54个国家宣布碳排放实现达峰，2020年，排名前十五位的碳排放国家中，美国、俄罗斯、日本、巴西、印度尼西亚、德国、加拿大、韩国、英国和法国已经实现碳排放达峰。美国的碳排放峰值出现于2007年，峰值为74.16亿吨CO2当量，相当于人均24.5吨CO2排放量，比欧盟人均水平高出138%，美国主要的碳排放源为能源活动，在达峰时点，美国能源活动的碳排放量占比为84.7%，农业、工业生产和废物管理占比低，分别为8.0%、5.3%和2.0%。由于天然气发电逐渐取代燃煤发电，美国能源和工业生产的碳排放量在碳达峰后占比呈下降趋势。因欧盟严格的气候政策和经济发展，欧盟作为整体在1990年就实现了碳排放达峰，但各成员国出现碳排放峰值的时间横跨20年，德国等9个成员国碳排放峰值出现于1990年，其余18个成员国碳排放峰值分别出现于1991-2008年。欧盟碳排放峰值为48.5亿吨CO2当量，人均碳排放量为10.3吨CO2当量，主要的碳排放源为能源活动（含能源工业，交通，制造业等）。1990年碳排放达峰时，欧盟能源活动的碳排放量占碳排放总量的76.9%，其次是农业（10.2%）和工业生产过程（9.2%），废物管理占比较低（3.6%）。日本碳排放峰值出现于2013年，碳排放峰值为14.1吨CO2当量，人均排放量为11.2吨CO2当量，低于欧盟人均水平的8.7%。日本的主要碳排放源同样为能源活动，碳排放达峰时，占碳排放总量的比例高达89.6%，而工业生产过程、农业和废物管理的碳排放量占比分别为6.4%、2.5%和1.6%。达峰后，能源活动造成的碳排放量占比略有下降。俄罗斯碳排放峰值出现于1990年，碳排放峰值为31.9亿吨CO2当量，人均排放量为21.6吨CO2当量。2010年之后，随俄罗斯经济逐渐复苏，碳排放量有所回升，但仍然远低于1990年水平。巴西于2012年实现碳排放达峰，碳排放峰值为10.3亿吨CO2当量，人均排放量仅5.2吨CO2当量。2014年和2016年，受巴西世界和里约奥运会影响，碳排放量有所回升，总体仍低于2012年。英国早在1991年即实现碳排放达峰，碳排放峰值为8.1亿吨CO2当量，人均排放量14.1吨CO2当量，至2018年碳排放总量仅为4.7亿吨CO2当量，相较于1991年下降了42.26%。加拿大、韩国分别在2007年和2013年实现碳排放达峰，碳排放峰值分别为7.4亿吨和7.0亿吨CO2当量，人均排放量分别为22.6吨和13.8吨CO2当量，之后进入平台期。相较美国在2007年达峰的人均排放量24.5吨、欧盟1990年达峰的人均排放量10.3吨、日本2013年达峰的人均排放量14.1吨，以及其他经济体达峰人均排放量，如俄罗斯1990年的21.6吨、巴西2012年的10.3吨、英国1991年的14.1吨、加拿大2007年的22.6吨、韩国2013年的13.8吨，我国目前人均二氧化碳排放仅有7.2吨。且区别于前述发达国家“先污染、后治理”的发展策略，我国碳达峰、碳中和目标采取低碳或者零碳的绿色技术和产业体系，同时实现高生产率，力争减碳和增长双赢。我国目前的人均7吨的二氧化碳排放远低于上述国家，尽管如此，我国政府庄严承诺，二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。从我国近年的二氧化碳排放来看，2000年以来，我国的碳排放经历了快速增长到趋稳的过程，即2000至2012年之间，我国碳排放达到了9.24%的复合增长率，但2014年以来，我国的碳排放增速已经企稳，部分年份增速转负。具体从排放的来源看，我国CO2排放主要由煤炭相关用途生成，2000年以来其占比均超过70%，其中比例最高点为2012年的76.54%，最低点位于2017年的70.54%。但是，我国单位GDP的二氧化碳排放量仍然偏高，以2019年为例，当年我国的GDP为99.0865万亿元，每万元人民币GDP的二氧化碳排放为0.99吨，该数据虽优于2019年印度、俄罗斯每万元GDP排放1.24吨和1.29吨的水平，但相比美国的0.33吨、日本的0.32吨、韩国的0.56吨和印尼的0.81吨仍有一定差距。我国作为负责任大国，一贯坚持坚持人与自然和谐共生，坚持树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策。2021年的两会上，我国更是把《政府工作报告》当中把2030碳达峰、碳交易作为重要的议题。我国基本呈现工业大省CO2排放量较高，服务、旅游等行业发达省份CO2排放量稍低。山东以8.06亿吨排名第一，其次是江苏7.36亿吨，河北7.26亿吨，内蒙6.39亿吨和广东5.42亿吨，排放较低的是海南、青海、北京、天津和甘肃。将CO2的排放结合各省的GDP情况进行分析，广西（2.21亿吨排放实现1.85万亿GDP）、云南（1.95亿吨、1.64万亿）、陕西（2.62亿吨、2.19万亿）基本处于我国各省每万亿元GDP的CO2排放趋势线中，而北京、广东、上海、福建、浙江等15个省优于趋势线水平，宁夏、内蒙、新疆、山西、河北等12个省处于趋势线以下。较为明显的对比如广东和内蒙，广东省以5.42亿吨排放实现了8.97万亿元GDP，而内蒙则以6.39亿吨的排放仅实现1.61万亿的GDP。将CO2的排放与各省第二产业GDP情况进行分析，山东（8.06亿吨、3.29万亿）、广西（2.21亿吨、0.75万亿）和海南（0.42亿吨、0.1万亿），处于趋势线中，广东、福建、北京、浙江等14个省优于趋势线水平，宁夏、内蒙、山西等13个省低于趋势线，体现出较强的关联性。
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2022-04-20 15:27:51
