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做座中国的绿色机遇

发布时间:2021-10-09 00:32:38 阅读: 来源:节流阀厂家
做座中国的绿色机遇

中国的绿色机遇

中国过去30年的高速发展使得数亿人口摆脱了贫困,并使这个国家也迅速跻身于世界最大经济体之列。在未来数十年中,如果中国要保持经济持续增长,并加快城市化步伐,她不仅必须确保自己拥有充足和安全的能源,还要努力减轻这种增长对环境造成的影响。

中国必须在不降低增长速度、并不断提高人民生活标准的条件下解决这些问题。但是,庞大的人口数量和经济规模带来了独一无二的挑战。为了应对这一挑战,中国的决策者必须制定范围广泛、数量庞大的法规和政策,以提高诸多行业的能效,并减轻增长对环境造成的影响,其中就包括碳排放。

为了帮助中国的决策者和企业领导人发现更多提高能效的机遇,对这些机遇的优劣进行排序,并使增长更具有可持续性,我们对一些技术进行了研究,衡量了它们对温室气体排放所产生的影响。我们只对那些技术上可行且在2030年前有可能实现商业化的方法进行了研究。

我们的研究结果指出,到2030年,积极部署一系列新技术——诸如电动汽车和新的废物管理办法——将使中国进口石油的需求在已经确认的能效目标基础上,再降低30%~40%。中国还可以将煤炭需求稳定在目前的水平上。这种方法将极大地改进中国业已出台的增强能源安全性、降低碳排放的重大计划。但是,实现这些目标将需要相当大的资本投资。在未来20年中,中国需要在现有提高能效的支出计划的基础上,每年再新增支出1500亿欧元~2000亿欧元,以充分发挥这些技术的潜力。此外,在实现这些目标的道路上还存在着一些障碍,其中包括下岗等社会成本和再培训等问题。可以用来实现这些优势的机遇期是短暂的:每座没有采用这些技术的建筑物或发电厂都会降低这些技术提高能效的收益。

采用这些技术不啻于要在发电、汽车燃料、废物管理、建筑物和城市设计、植树造林和农业方面进行一场“绿色革命”。决策者需要做出决策,理性的、基于对技术的经济性和可行性透彻理解的决策。

可持续性所面临的日益加剧的挑战

中国养育着全世界1/5的人口。据估计,在2007年,中国消耗了27亿吨1标准煤当量2的能源,排放了75亿吨的温室气体。它很可能已经取代美国,成为世界上第一排放大国。中国对于能源的需求以及将能源用于工业、发电、交通和废物填埋所产生的排放和污染,也导致了其他环境问题的产生。在中国北方,荒漠化威胁着耕地和草原。水资源短缺的问题在全国日益严重。

中国工业部门排放的温室气体所占的比例高于包括发达国家和发展中国家在内的大多数国家所释放的比例。这种高水平反映了中国正在经历大规模的工业化。为商用和住宅建筑提供电力和热能所产生的排放是中国飞速发展的城市化和人民生活水平不断提高所导致的结果。中国的交通所产生的中等排放量则反映了其机动车的普及率目前较低的现状——2008年,在中国,每100人拥有4辆汽车,而在日本和美国,每100人分别拥有60辆和80辆汽车。

随着中国GDP的不断增长以及接踵而至的城市化浪潮,中国目前的排放模式将发生变化。我们根据中国主要经济学家普遍认可的7%~8%的GDP增长率3进行了长期预测。到2030年,中国15亿人口中有约2/3的人将生活在城市(参见附文“绿色思维”)。为了应对这种增长,中国计划兴建5万座高层住宅建筑和170条公共轨道交通线和地铁系统。(与之形成对照的是,欧洲仅有70条此类系统)。随着经济和城市的发展以及家庭收入的提高,包括汽车在内的消费量也会进一步提高,进而将导致碳排放的上升。

如果中国在提高能效和实现燃料供应多样化方面不做出进一步的努力,那么,在技术方面就不会得到进一步提高。我们将这种显然不符合实际的假设称为技术冻结情境。根据这样的假设,中国的温室气体排放将从2005年的68亿吨上升到2030年的229亿吨。在这种情况下,到2030年,中国对石油的需求将增加4倍,每年需进口10亿吨石油。对于煤炭的需求将增加3倍多,每年需进口37亿吨~42亿吨。

我们提出的这种技术冻结情境是为了提供一个假定的基准线。当然,因为中国正在提高能效并降低碳密集型能源的消耗和排放,因此,实际排放将可能低很多。过去的20年中,中国的碳效率每年提高4.9%,主要是通过提高工业的能源效率来实现4。政府制定了在目前正在实施的十一五计划中,将能源强度降低20%的目标5。现在所设想的措施包括采用更加严格高效的建筑规范,提高机动车燃油效率标准,关闭能源密集型行业的小厂,以及增加对可再生能源的投资。

我们预计,中国目前所做的努力以及最近出台的政策,将在2005年~2030年内,每5年将其能源强度降低17%。根据我们所称的政策情境,到2030年,中国每年的碳排放量为145亿吨。能源效率的提高将主要来自工业行业(通过降低能源强度和改进废物的回收利用)和电力行业(通过核能和可再生能源的使用,以及提高煤炭发电的效率)。能效更高的新建筑和汽车燃油效率的提高也会有所帮助。这些改进还可降低进口能源的需求——将石油进口需求降低30%,煤炭进口需求降低85%。

为了获得这些收益,政府将做出巨大努力,严格地强化政策实施,并为各行各业提高能效的投资提供奖励。

一场绿色革命

如上所述,中国已经为提高能源效率制定了雄心勃勃的目标。但是,我们还是发现了更多的机遇(图表1),其中包括在中国已经承诺进行努力(比如兴建更多核能发电厂,更多地植树造林)的基础上,加大技术应用或政策实施。其他机遇还涉及利用现有的和新兴的技术,比如电动汽车、有利于氟碳化合物减排的新型半导体制造设备,以及在水泥窑中使用农业废料与煤炭一起作为燃料(以降低煤消耗)。

在提高能效和温室气体减排方面,我们发现了中国可以从现在到2030年间利用的5大类机遇。如果中国能够成功地抓住它们,那么,中国可以在目前希望实现的对进口石油的依赖降低30%的基础上,再降低30%。到2030年,中国还可以将煤炭需求稳定在目前的水平上,将煤炭发电占总发电量的比例从目前的80%大幅度降低到占34%。

对中国而言,这不亚于一场绿色革命。让我们详细谈谈这5大类机遇。

绿色发电

随着制造商不断提高太阳能和风力发电设备的产量,实施这些技术的成本将会下降。到2030年,在中国的能源中,太阳能将占到8%的比例,而风能将占到12%(而目前这两种能源所占比例微乎其微),核电在电力所占比例将从2%提高到16%,水力发电将从16%提高到19%,而天然气发电也将从1%提高到8%(图表2)。

中国是世界上最大的太阳能光伏设备出口国,我们认为,她在相当长的时期内将保持这一地位。根据中国(以及世界)预计的太阳能光伏设备生产能力以及该行业的历史学习率(通过产量提高获得经验进而降低成本),到2030年,中国太阳能光伏设备设备的安装成本将降低近80%。随着该技术的进一步改进,到2030年,太阳能发电成本将降低到每千瓦小时0.045欧元。

与此类似,到2030年,中国会将核电发电能力提高到1820亿瓦,比政策情境目标提高740亿瓦。中国可以制造核电厂所需设备的70%,而这些设备的成本也在不断下降。如果中国最大限度地发展核能,到2030年,碳排放将下降4.7亿吨,而每吨的减排成本只有3欧元。

煤炭是中国最大的温室气体排放燃料,到2030年,碳捕获和碳存储技术会将煤炭产生的温室气体减排7.3亿吨,成本为每吨60多欧元。这项技术目前十分昂贵,但到2030年,中国将有超过25%的煤电厂——包括新建厂和经过技术改造的老厂——配备该技术。

绿色交通

汽车和卡车在中国温室气体排放中目前所占的比例较小,但这一情况将会发生变化。到2030年,中国将取代美国成为拥有汽车数量最多的国家,拥有量将超过3.3亿辆。我们假设,届时内燃发动机的燃油效率将以合理碳纤维是由化纤和石油经特殊工艺制成的纤维的价格得到极大的提高。即便如此,中国辽宁石油化工大学石油化工学院贾芳华等业内人士介绍依然会有75%的石油要依靠进口。

我们的政策情境预计的采用电动汽车所提高的能源效率是比较保守的。但是,如果假设中国从2015年开始广泛采用电动汽车技术,并且到2020年,新车的采用率达到100%,我们的分析显示,对于进口石油的需求将会降低30%~40%。通过利用中国的低成本劳动力、快速发展的汽车市场、它在充电电池方面取得的成功以及在电动交通方面的巨大投资(包括已经投入和承诺的),中国将成为该行业的全球领袖。

从2016年到2030年,为了广泛推广电动汽车并兴可以从溢油等出口看到建所需的充电基础设施,中国每年需要资本投资超过700亿欧元。

绿色工业

钢铁、化工、水泥、煤炭开采和废物处理行业在中国的经济发展中发挥着举足轻重的作用。这些行业也大量消耗能源:2005年,它们占到了能源总消耗量的1/3,以及碳排放的44%,同时,还是空气和水污染大户。中国正在“关停并转”这些行业中的小厂和低效设施,并为大型企业确定了节能目标,而且还在生产中采用全球最佳实践。这些以及政府在工业部门中的其他节能努力,到2030年可节能4.5亿吨标准煤当量。

中国在2008年实施了水泥的新质量标准,提高了熟料(水泥的主要材料)的规格,并为熟料替代品制定了更加严格的定义。我们预计,这些措施会将混凝土中水泥的用量减少10%,并相应地减少水泥行业的排放量。与此类似,中国正在为降低废物燃烧所用能源以及煤层气的回收和重新利用制定标准,这些标准将降低这些行业的排放量。政策方面的这些努力到2030年将使中国在这些行业中减排48亿吨。

在政策情境所设想的基础上进一步降低每个行业的排放方面,中国拥有巨大的机遇:新技术和流程改进可将温室气体排放再降低16亿吨。比如,在水泥行业,可以使用农业废料与煤炭一起作为窑中的替代燃料。在炼钢业,薄带连铸(浇铸和轧钢一步完成)可大幅度降低能耗和排放。

实施这些新技术所面临的挑战包括缺乏人才和资金有限。在中国,由于大学并不教授一些所需技能(比如高效的生产制造系统设计等),因此熟练的技术人员和工程师非常匮乏,而这种匮乏将长期存在。在某些行业,能效方面的投资的机会成本非常高,而在另一些行业,总回报又似乎过低。高管们不喜欢关闭工厂对其进行改造的办法,也不接受引进创新技术或流程所带来的相关损失。为了抓住进一步提高能效和减排的机遇,政府必须协助克服这些障碍。

绿色建筑

中国的快速城市化将持续数十年。公寓楼、办公楼和商务中心将快速增长以适应大规模的移民和经济发展。在技术冻结的情境中,建筑行业能源消耗所产生的温室气体总排放,将从2005年的11亿吨增长到2030年的51亿吨。然而,如果采用政策情境应对该行业能源使用的发展和排放问题,到2030年,排放可降低至32亿吨。我们预计,全面运用各种可行的技术每年可减排16亿吨。

从2005年到2030年,中国的总楼面面积(包括住宅和商用)将翻番,从420亿平米增加到910亿平米。不断提高的收入水平将推动家庭购买更多的电器和空调,进而推高能源的使用。为了解决这些问题,政府正在制定目标,使得建筑供热更多地采用天然气和混合热电厂等相对高效的能源,而不是煤炭和柴油。随着时间的推移,在许多地区天然气将取代煤炭(或煤气)用于做饭或烧热水。政府还在建筑规范中增加了更加严格的提高能效的新规定,对家电强制进行能效评级,并提供补贴,鼓励改用更高效的照明灯具。

除了这些政府主导的努力外,这些机遇还包括在中国北方采用区域供暖系统6,取代低效的社区锅炉系统,改造没有自动化系统和热力泵的商用建筑,以提高供暖、通风和空调系统的效率。中国还可以对新建筑应用“被动设计”原则:在保温、通风系统的设计中使用自然光线和遮光,以减少用于供热和制冷的能耗。对老建筑也可以进行保温和门窗等用材的节能改造。

这些举措都需要付出社会成本。对于供暖控制系统和泵采取更高的能效标准,将把低效的当地从业者赶出市场。更昂贵的供暖系统和市场化的供暖费用,会使得中国的低收入家庭在没有补贴的情况下无法承受。强制实施更高的建筑标准将推高行政管理的成本。迄今为止,政府所做的许多努力都收效不大。尽管进行了宣传教育活动并提供了补贴,节能荧光灯(CFL)在推出10年后的普及率仅达到了10%。政府并没有(像澳大利亚已经做的那样)强行禁止白炽灯上市。要说服消费者,节能荧光灯虽然更昂贵,但能效更高,因此从长期看更划算。这项说服工作也是一项艰巨的任务。

绿色生态系统

农田和森林都是碳汇(可吸收碳)。尽管中国已经停止了大多数森林采伐活动,但原始森林在中国的覆盖率只占国土总面积的11%。据我们估计,到2010年,政府的植树造林和森林再造计划将使森林覆盖率提高到占国土总面积的20%。中国还努力限制在草场放牧(中国4亿公顷草原中有90%正在退化或存在退化风险),引入可持续农业,在农村地区推广使用由动物肥料产生的沼气取暖和做饭。(目前,已有2300万户农村家庭使用沼气取暖和做饭)。到2030年,这些政策可每年减排2.9亿吨。

到2030年,其他类似的减排机遇还可能减排6.4亿吨,其中包括将森林覆盖率提高到25%而不是20%,提高牲畜的圈养率而不是在草原上放养,进一步实施保护可耕地和使用最新化肥等农业措施。这些机遇还可能产生连锁撞击效应:比如改进土地管理,可以控制荒漠化,并提高水源的利用效率。

为了充分实现这些技术的潜力,中国需要从现在就开始行动。等待数年,就可能降低提高能效和减排的可能性。比如,为了充分发挥电力行业的减排潜力,中国必须在2010年前实施我们所建议的大部分措施。中国正在不断建设新的火力发电厂,如果不对这些电厂采用昂贵的碳捕获技术进行改造,它们将在未来30年~40年间不断排放温室气体。一项简单的灵敏度分析显示,更清洁的发电技术的实施如果推迟5年,累计效应到2030年,温室气体的减排潜力就可能降低达15亿吨——超出了该技术可能减排能力的50%(图表3)。如果推迟10年,则可能使减排潜力丧失80%。

从现在做起,拥抱绿色革命技术,中国可以创造能源更加安全、能源排放更低的未来,同时无需牺牲经济增长和人民生活水平的提高。

作者简介:

尤茂庭(Martin Joerss)是麦肯锡北京分公司董事;华强森(Jonathan Woetzel)是上海分公司资深董事,张海濛是上海分公司副董事。

注释:

1公吨:1公吨=2,205磅。

21千克标准煤当量=7,000千卡。

3在本报告中,我们使用7.8%作为中国GDP的长期增长率。

4碳效率衡量每单位温室气体排放所产生的GDP值。

5能源强度衡量一个国家经济的能源效率,定义为单位GDP的能耗值。

6供应热水并将其输送到建筑物的煤厂。

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