转观念调结构 降低碳强度

　　在2009年哥本哈根联合国气候变化大会上，中国政府承诺以2005年单位国民生产总值（GDP）的二氧化碳排放强度（简称碳强度，以t C/GDP或t CO₂/GDP计，二者的换算系数为12/44）为基准，2020年碳强度至少降低40%。对此有媒体夸赞中国终于发布了量化指标，也有媒体指责这一与GDP挂钩的指标没有进取性。三年来的实践证明，实现这一目标并不容易。此时段恰好横跨三个五年计划，为保证按期完成既定目标，政府已将阶段目标细化到每一个五年计划，甚至到每一年。“十一五”（2006年－2010年）期间各级政府经过艰苦努力终于基本上达到了20%的既定目标（实际完成19.1%），但很多省市靠拉闸停电才勉强完成任务。进入“十二五”后，艰巨性进一步显现。虽经反复斟酌“十二五”（2011年－2015年）减碳目标定在了17%（有学者曾表示该目标过低，应保持和“十一五”同样的20%），每年减碳3.5%。实际上2011年只降了2.0%，远低于3.5%。2012年调高到了3.6%，虽按期完成，但为弥补欠账，2013年继续调高到3.7%。如能完成，后两年还要调整到3.8%以上。通过“十二五”前三年的减排实践，越来越多的人认识到虽然只有17%，但并不比“十一五”的20%容易达标。如今“十二五”时间过半，为保证按时完成任务，国家发改委提出了十二项措施，试图从根本上扭转过去会上热闹、会下冷清，年初无人问，年底抱佛脚的局面，相信2020年减排承诺能如期实现。

　　二氧化碳减排绝不仅仅是某一行业、某一级政府的工作，使各行各业、各级领导、全国人民改变观念，甚至牺牲眼前利益，认识其艰巨性和紧迫性绝非易事，也不是短时间就能做到的。一些看起来和能源关系不大的事，实际上却是减排的关键。与改变行业能源强度、能源结构、推广节能技术和替代非化石能源相比，产业结构和政策理念的改变可能更重要、意义更深远。

　　调结构对降能源强度最有效，而碳排放系数难调整　　

　　改革开放以来，GDP持续增长，2012年总量已达519322亿元，仅次于美国名列全球第2位，与此同时，一次能源消费总量也大幅度增长，2012年达1041百万吨油当量，也仅次于2260百万吨油当量的美国。中美两国已成为世界瞩目的一次能源消费大国。

　　能源强度是单位GDP的一次能源消费量，乘以相应的碳排放系数，即碳排放强度（简称碳强度）。

　　碳强度（t C/GDP）= 碳排放系数（GDP₁能源强度₁＋GDP₂能源强度₂＋GDP₃能源强度₃）/ΣGDP　　

　　式中：1,2,3分别表示第一、第二、第三产业（还可再细分到各产业下属的行业）。

　　要降碳强度，首先要降能源强度。大力发展能源强度低的第三产业和第二产业中的低能源强度制造业，大幅度提高低能源强度GDP的比重，是降低整体碳强度最有效的手段。

　　1978年－2001年我国能源强度保持了20多年的下行趋势（2001年仅为1978年的25%，同期第一产业比重从30%下降到10%以下，而第三产业从20%增长到40%以上。但这段下行主要受投入结构变动影响，能源效率和技术进步的贡献并不大。进入21世纪以来，我国服务业等第三产业在GDP中的比重持续增加，2012年已提高到44.6%，与第二产业的45.3%仅相差1个百分点。2012年新兴的文化产业和IT产业已分别达到GDP的5.5%和6.7%。这些看似与减排无关的产业：从山寨手机到“山寨”创新，还有被戏称为“脑残工业”的游戏软件业，甚至像“刘老根大舞台”这样的文化产业对减碳都有贡献。越来越多的人认识到低能耗制造业和不依赖能源的第三产业占GDP的比重越大，2020年实现减排目标的把握就越大。

　　由于计算碳排放系数（碳强度/ 能源强度）时只计能源终端消费量，煤炭、原油、和天然气等一次能源的碳排放系数（0.76、0.75和0.57）基本上是固定的（碳含量×氧化度），氧化度接近1时，基本等于它们的平均碳含量。天然气以甲烷为主，碳排放系数小，代替煤炭发电，可显著降低碳强度，但短时间内难以大规模进口。实际状况是，立足国内资源的煤化工和煤制油呼声反而很高。根据2011年国家统计局发布的数据，我国化石能源比例高达91.2%（煤炭、石油和天然气分别占77.8%、9.1%和4.3%），而非化石能源（水、核、风）仅占8.8%。国家发改委制定的2012年减碳（碳强度）和降耗（能源强度）目标分别是17%和16%，二者仅相差1%，可见对降低碳排放系数的期望不大。

　　评价非化石能源的碳排放强度要考虑全生命周期

　　如果只计算终端消费电力，核能、水能、风能和太阳能碳强度可视为0（清洁电能）。但设备制造阶段要耗费大量化石能源，按全生命周期（即能量的来龙去脉全考虑在内）计算，这部分碳强度应该计入产能过程。有学者测算制造光伏组件的电能大约要4-7年的光伏电来偿还。不过光伏电池寿命预期在25-40年不等，把这部分碳强度摊派到全寿命时段，剩余的清洁电能并不少，减排效果还是明显的。但也有学者指出，因大部分光伏组件都出口到国外，所以减排部分在国外，而增排部分在国内，即使扣除一半进口多晶硅的排放量，国内生产光伏组件的增排仍高达0.3 t C/ kWpeak。

　　生物质能产能过程的碳强度也不能忽视。由于作为能源的生物质一般都不是野生的，且能量密度较低，因此种植（平整土地、灌溉、化肥、收获）和储运（干燥、运输）等环节要耗费较多一次能源，这部分碳强度能不能被生物质生长过程吸收二氧化碳产生的负碳强度抵扣，关系到终端消费的生物质整体上是减排，不减排，还是增排。右上示意图（具体数值随所用能源在一定范围内波动）试图说明，核能、水能寿命长、能源的终端消费过程无排放。减排效果最显著，但从全生命周期角度看，总体排放并不为0，任何一种非化石能源从总体上看，碳排放强度均不为0。降低产能过程的一次能源消耗，对非化石能源是个永久的课题。

　　评价运输燃料的碳排放强度也要考虑全生命周期

　　一提到交通运输减排，人们往往首先想到用由生物质转化而来的生物乙醇或生物柴油等替代由化石能源提炼的轻质矿物燃料（汽油、柴油、航煤等）。汽油、柴油、航煤都是二次能源，从每兆焦（MJ）液体燃料的碳排放系数看，生物燃料和矿物燃料相差不多（汽油、柴油、航煤分别为69.3、74.0、70.0 kgCO₂/MJ，而乙醇汽油和生物柴油均为 70.8CO₂/MJ）。但液体燃料的收率（二次能源产品和一次能源原料的质量比）差别非常大。由石油提炼的轻质油收率接近80%（Y=0.8），而由生物质（干重）提炼的生物燃料收率最多不过50%（如生物乙醇，Y=0.5），少的甚至不足10%（如生物柴油，即脂肪酸甲酯，Y=0.1）。大量种籽之外的枝干或杆叶，还有提取后剩余的残渣目前尚不能转化为运输燃料（秸秆乙醇虽在国外已有较大规模的示范生产实例，但国内仍为实现经济性规模化生产）。如果电动交通运输工具真能替代燃油的内燃机，直接发电既简便，转化率也高，不过生物质集输成本较高，且补贴能力也不足，示范阶段并不顺利，甚至有因发电成本高，领取补贴后不发电的丑闻。

　　按全生命周期的观点，运输燃料的总体碳强度由三部分组成：(a)大家熟悉的终端消费碳强度，取决于运输燃料的碳排放系数和收率；（b）加工过程耗费一次能源产生的额外碳强度；（c）废弃生物质的碳强度。废弃生物质如果不发电、不填埋、放置腐烂的话，因这部分物质往往超过一半（Y >0.5），排放量势必很大。如种植麻风树，只从树籽中提出脂质并转化成脂肪酸甲酯，作为车用燃料，其余焚烧或腐烂部分产生的二氧化碳排放是不能忽视的。因燃料需求巨大，非燃料残渣部分的规模化加工或处理可能更难。为提高生物质的燃料收率，国外一些研究机构和生产厂家已将目光转移到先气化，再聚合的运输燃料路线上。这样做，无论什么生物质，都可以最大限度地转化成不同馏分的烃燃料，但能耗和成本仍难接受。

　　运输工具的革新和优化比燃料替代减碳快

　　在美国二氧化碳排放最多的行业是发电（占39.8%），交通运输业紧随其后（占34.1%，其中汽车排放占27%）。中国以高耗能的钢铁和水泥等基础工业为主，发电占比更大。汽车销量和飞机购入量虽大幅持续增长，但交通运输行业仍只占8.2%（2011年）。不过，像深圳这样没有高耗能企业的城市，交通运输行业排放份额已上升到27%。考虑到深圳是电子信息等低碳强度行业集中的城市，代表了今后中国大城市发展的趋势。也就是说交通运输行业在减碳中的地位越来越重要。

　　推广清洁燃料和改进汽车发动机是减碳的两个主要渠道，后者的贡献可能比前者大得多。众所周知，汽车发动机只能利用大约25%的燃油能量，最多33%。因此提高燃油能量的转化率对减碳的作用最直接、最显著。近年来，涡轮增压、缸内直喷、分层燃烧等新技术已逐步应用于实车，取得了显著的节能效果。油－电混合动力汽车的节能效果更显著，据报道本田公司混合动力汽车的百公里油耗已达3升，而同排量单独燃油汽车的百公里油耗近10升，也就是说行走相同距离，二者的碳强度差3倍。远非生物燃料替代的减排效果可及。

　　航空业减排，降低飞机的油耗是关键。据报道，波音787机身采用了碳纤维材料，执飞半年统计结果说明比波音767节省燃油21%。这些可喜得科技成果无疑会大大推进二氧化碳减排的进程。

　　石油虽然是化石能源，但开采和加工过程能耗少，轻质燃料（汽油、柴油、航煤）收率高，中国石化从降低加工过程能耗和提高轻质燃料两方面入手(包括改进炼油工艺、研发新催化剂和推广节能技术)，2008年到2012年5年间轻质油收率提高了2%。且从2005年至2011年吨原油综合加工能耗降幅高达17.5%。2012年，中国石化轻质燃料产量达1.33亿吨，这相当于在轻质油增产几百万吨的同时，一次能源碳强度反而大幅度下降了。相比之下，生物燃料对减排的贡献小得多。我国因大部分处于亚热带地区，且人多耕地少，生物质能受资源和环境限制发展困难较多。由于原料来源的限制，进入“十二五”后，生物乙醇年产量反而逐年下降，2011年177万吨（比上年减2.7%），2012年约166万吨（又比上年减6.2%）。2012年生物柴油年产量不足100万吨。绿色航煤虽有突破，但原料与生物柴油趋同，产量只有数百吨。

　　瞄准减排目标，把握节能理念、政策和方向

　　要实现减排目标，观念首先要更新。温室气体造成全球天气恶化，可能会对人类带来灾难的概念虽然被越来越多的人所接受，但目前争议仍不少。发动机研发和制造成本高，配备新型发动机的汽车或混合动力汽车价格较贵，而现阶段我国公众消费观念中的第一追求目标仍是“物美价廉”，“便宜”和“降价”最能吸引消费者的眼球。虽然“不差钱”的消费者越来越多，但他们大多追求大排量汽车和自重大的SUV，而不是同等价格的小排量混合动力汽车。自重轻、小排量汽车不受消费者青睐，虽然和大城市购车摇号，买车难可能有关系，但和“减排”宣传的力度不够也有关。

　　可喜的是政府多年来已经采取了一系列措施把国民的“物美价廉”的追求和“减排”联系起来，如节能家电补助、节能光源补助、电动汽车补助和据悉即将实行的光伏发电补助等。2015年北京市公交出行率将达到50%。推广和发展新型煤电机组，用核能、风能、和水能等低碳强度发电方式逐步替代传统的高碳强度火力发电方式，都少不了政府的政策引导。

　　无论从哪个角度看，二氧化碳减排都是花钱项目，提高能源成本不可避免。资助减排工程和补助非化石能源的经济实力不足，也是我国现阶段减排承诺有限的缘故。当人均GDP接近发达国家时，减排步伐必然加快，这也是发展中国家一直要求发达国家多作贡献的理由。另一方面，我们也要认识到，要兑现眼前的2020年减排承诺，有些GDP是可以牺牲的，压高碳强度GDP，提低碳强度GDP能起立竿见影的效果，其他措施尚“远水解不了近渴”。

　　兑现2020年减排承诺只剩下7年了，习近平主席在G20会议上对经济结构改革的呼吁和发改委公布的十二条措施显示了中国政府的决心。强调关停并转高碳强度企业和地方官员“乌纱帽”挂钩的措施可谓强硬。据此，如果各级政府官员真能把目光从GDP转移到单位GDP碳强度上，对促进我国二氧化碳减排事业，制止全球气候恶化无疑是一件好事。异常炎热的天气和洪水泛滥，南方京广铁路中断，北方分洪保哈尔滨，频频刺激着我们的眼球，仿佛在催促我们加快减排二氧化碳的步伐。

　　对非化石能源，不能沉浸在碳排放系数等于0的神话中。欧盟和美国虽然分别制定了2020年和2030年替代化石燃料10%和30%的目标，但仍在不断实践、探索、质疑和调整。我国由于人多地少，又处于亚热带，条件比生物燃料推广先进国家欧盟、美国、巴西差很多。“十二五”规划的生物燃料目标虽然仅数百万吨，但无论是生物乙醇还是生物柴油五年内产量翻番可能很难。要兑现2020年减排承诺，现阶段还只能一方面立足改变产业结构，普及节能观念，“少用”化石燃料，另一方面提高炼油效率，在排放不增加的前提下“多产”化石燃料。