張程
近半年來“碳中和”這樣一個專業性詞匯成為了高頻熱詞,政府各層級的會議或多或少都會談及。2021年全國兩會期間,“碳達峰”和“碳中和”被首次寫入政府工作報告,更是增加了人們的重視度。
什么是“碳中和”呢?“碳中和”是指國家和地區通過產業結構調整和能源體系優化,調控二氧化碳排放總量,最終實現二氧化碳在人類社會與自然環境之間的平衡。
工業革命以來,人類生產和生活排放的各類溫室氣體,特別是二氧化碳,使得大氣層中的溫室氣體濃度發生了顯著變化,這導致地球溫度升高,進而打破了固有的地球內在平衡,有可能對人類賴以生存的地球生態系統造成難以挽回的損害。中國在國際場合多次表態,努力實現碳中和愿景。并提出明確目標:二氧化碳排放力爭于2030年達到峰值,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降65%以上,努力爭取2060年前實現碳中和。
溫室氣體排放的監測、報告、核查(Monitoring、Report、Verfication,MRV)是國際社會對溫室氣體排放監測的基本要求,也是實現“碳中和”的基礎。從市場角度來看,一個完整的MRV監管體系,可以實現利益相關方對數據的認可,從而增強整個碳交易體系的可信度,是碳市場平穩運行的基石,也是企業低碳轉型、區域低碳宏觀決策的重要依據。對于控排企業、新能源企業、地方政府和核查機構等碳市場的各個重要參與方來講,掌握基本工作流程和正確的量化及核算方法,制定合理的監測計劃,建設規范的MRV體系,是確保自身碳排放數據準確性和更有效的參與全國碳市場的重要保障。
MRV體系中,碳排放統計監測系統尤為重要。與環境監測相比,碳排放監測系統更為復雜,其核心是二氧化碳的核算,包括二氧化碳的直接排放和間接排放。直接排放即排放源直接排放出二氧化碳,間接排放則指使用外購的電力和熱力等所導致的溫室氣體排放。二氧化碳的核算有基于計算的方法和基于測量的方法。直接排放產生的二氧化碳可以通過相關儀器設備對溫室氣體的濃度或體積等進行連續測量,也可以利用公式計算,而間接排放的碳排放量則只能通過計算得到。

(圖/視覺中國)
歐洲MRV體系相對成熟。早在2005年,歐盟委員會就啟動了歐盟碳排放交易系統(EUETS),正式開展二氧化碳排放量監測。監測范圍覆蓋歐盟28個成員國和冰島、挪威、列支敦士登3個歐洲國家總計超過1萬家的能源企業,覆蓋了歐盟二氧化碳排放總量的50%。其中,火電企業中規模超過20MW的機組在2005—2007年的EUETS第一階段就已納入管控范圍。采用的監測方法包括核算法和利用CEMS(煙氣自動監控系統)的實測法,目前22個歐洲國家中大約有140臺機組采用實測法對碳排放進行監測。
為保證EUETS的正式運行,歐盟形成了一套系統性管理模式。隨著監測技術的不斷進步,根據實施過程中遇到的狀況,歐盟委員會及時調整、充實、完善條例和法規。歐盟分別從提出概念、完善要求以及細化管理三個角度完成了MRV體系建設。
我國在管理機制、數據基礎、政策實施背景與需求方面與歐盟、美國等存在差異,因此,在參考國際先進經驗的同時需要考慮本國特殊國情。自2011年啟動低碳試點以來,國內相繼設立了8個省(市)碳排放權交易試點地區,經過了10年以上的實踐,各試點地區已建立各自相對完善的MRV體系,為構建全國統一的MRV體系提供了豐富有益的經驗。
碳交易最早是由聯合國為應對氣候變化創建的一種貿易體系。碳排放權交易體系是指以控制溫室氣體排放為目的,以溫室氣體排放配額或溫室氣體減排信用為標的物所進行的市場交易。交易前,政府首先確定當地減排總量,然后再將排放權以配額的方式發放給企業等市場主體,使得排放總量被控制在降低后的指標范圍之內。碳交易市場是實現“碳中和”的有效路徑。
自2011年以來,中國在北京、天津、上海、重慶、廣東及深圳開展了碳排放權交易試點工作,共覆蓋電力、鋼鐵、水泥等20余個行業近3000家重點排放單位。截至2020年底,碳交易試點累計成交量超過4億噸,累計成交額超過90億元。
2020年12月,生態環境部以部門規章形式出臺《碳排放權交易管理辦法(試行)》,同時公布了包括2225家發電企業和自備電廠在內的重點排放單位名單,至此中國全國碳市場第一個履約周期正式啟動。根據草案修改稿,全國碳排放權交易市場的交易產品主要是碳排放配額,經國務院批準可以適時增加其他交易產品。該條例施行后,不再建設地方碳排放權交易市場。條例施行前已經存在的地方碳排放權交易市場,應當逐步納入全國碳排放權交易市場。碳交易市場基礎設施有序建成后,也將盡快增加納入碳市場的行業及配額企業數量,最終覆蓋到電力、石油、化工、建材、鋼鐵、有色金屬、造紙和國內民用航空等行業后,再延展至更多行業。同時,強化與相關產業政策的對接融合,加快建立健全的全國碳排放交易相關標準體系,吸引更多的主體參與,提高碳市場活躍度。
2020年中國八省市試點碳市場共成交配額5683萬噸,總成交額15.62億元。在配額成交量和成交額方面,廣東碳市場2020年共成交3154.73萬噸配額,占試點總成交量約56%;成交額方面,廣東碳市場2020年共計完成80377.74萬元成交額,占試點總額的半數以上。
國際能源署在2016年報告中提出的解決全球氣候變化的主要手段是:發展清潔能源、提高能效和碳捕集與封存(CarbonCapture、Utilizationand Storage,CCUS)。如果沒有CCUS,絕大多數氣候模式運行都不能實現緩解氣候變化的目標。CCUS作為重要的減排技術,是中國踐行低碳發展戰略的重要技術選擇,對實現綠色發展至關重要。
碳捕獲的技術路徑主要分為三種。燃燒前捕集,在燃燒前將碳從燃料中脫除;燃燒后捕集,從燃燒生成的煙氣中分離二氧化碳;富氧燃燒,又稱氧氣、二氧化碳燃燒技術或空氣分離、煙氣再循環技術。其中燃燒前捕集技術只能用于新建發電廠,另兩種技術則可同時應用于新建和已投產的發電廠、化工廠等。
大規模儲存與固定仍然是二氧化碳減排的主要途徑。目前大多數正在進行的CCUS項目都是將二氧化碳注入沉積盆地或者深海層,但此方法捕集時間可能過長,存在二氧化碳泄漏的風險,甚至會破壞貯藏帶的礦物質,改變地層結構;海洋儲存運輸成本高昂以及會對海洋生態系統帶來影響。另一種方式是,將捕集的碳注入活性巖石中來封存,激發二氧化碳的礦化作用,從而達到永久固碳的目的,這樣碳返回大氣的風險可忽略不計。
在節能減排的國家發展策略下,發展高效有益的二氧化碳利用技術取代傳統的工藝,在節能減排的同時創造直接或間接的效益,將是CCUS發展的新方向。由于碳捕獲和儲存具有前沿的技術體系和巨大的工程規模兩個特點,需要花費巨額資本和運營成本,以及額外的能耗。因此,合理的利用捕獲、儲存的二氧化碳也十分關鍵。
此外,森林匯碳是實現碳中和的重要補充。森林綠地對于碳中和的貢獻不容小覷。森林面積雖然只占陸地總面積的1/3,但森林植被區的碳儲量幾乎占到了陸地碳庫總量的一半。樹木通過光合作用吸收了大氣中大量的二氧化碳,減緩了溫室效應。森林是二氧化碳的吸收器、貯存庫和緩沖器。反之,森林一旦遭到破壞,則變成了二氧化碳的排放源。
有研究表明,一公頃闊葉林一天可以消耗1000千克的二氧化碳,釋放730千克的氧氣,森林每生長出一立方米的蓄積量,平均要吸收1.83噸二氧化碳,釋放出1.62噸氧氣,單位面積森林吸收固定二氧化碳的能力達到每公頃150.5噸。增大國土綠化面積,有助于加快碳中和實現進程。根據生態環境部發布的信息,2018年我國森林面積和森林蓄積量分別比2005年增加4509萬公頃和51億立方米,成為同期全球森林資源增長最多的國家,初步扭轉了碳排放快速增長的局面。
2021年是保障“十四五”規劃順利起航的奠基之年,也是沖刺碳達峰、推進碳中和的關鍵節點。以非化石能源為主的綠色低碳發展路線是大勢所趨。轉變增長方式,不再以犧牲環境為代價,走綠色低碳可持續發展道路,將為全球經濟增長、工業發展、城市進步,以及每一個人的生活帶來深刻改變。