2022年太原能源低碳發展論壇期間,中國工程院院士、上海交通大學校長、黨委副書記林忠欽作主旨發言。
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目前,我國二氧化碳總排放量為125億噸/年,到2030年預計將達到130億噸/年,到2060年,在碳中和場景下則要實現不超過15億噸/年。從130億噸到15億噸的變化過程中,經濟社會發展也面臨嚴峻挑戰。
我國能源結構中煤炭占比較大,碳排放量較高。以2020年為例,我國一次能源消費量為49.8億噸標煤,二氧化碳排放量為100億噸。
實現碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的能源系統變革,需統籌化石能源與可再生能源的發展,要打通關鍵環節,逐步實現能源低碳轉型。
這其中包含五方面的轉變的和創新:新能源將從補充能源逐步走向主體能源,化石能源將從主體能源走向保障性能源,再電氣化有望成為碳中和的重要路徑,可再生燃料與零碳電力將形成重要組合,能源開發從資源稟賦導向要走向技術創新導向。在這個過程中,氫、電協同降碳將是重要舉措。未來氫能與電力協同互補將在我國終端能源體系中達到約20%的占比,成為能源戰略的重要組成部分。
氫氣的需求將越來越大。在2030年碳達峰的前提下,我國氫氣的年需求量將超3700萬噸,在終端能源消費中將占比5%。在2060年碳中和背景下,我國氫氣年需求量將達1.3億噸,在終端能源消費中占比達20%,在工業領域占比達60%,交通領域占為32%,其他領域占比為8%。
在這個過程中,燃料電池有望成為重要突破口。我國在制氫、加氫站布局等方面制定了相關的路線圖,氫的存儲和運輸成本將會降低。
目前,全球燃料電池汽車保有量約5萬輛,我國保有量為1萬輛左右。預計到2030年,全球燃料電池汽車保有量將超1000萬輛,我國將超200萬輛。目前豐田已經在全球生產了1.8萬臺的燃料電池汽車,占全球總量的36%。在北京冬奧會上,豐田提供了200多臺燃料電池汽車,還在各應用場景中提供了40余萬套備用電池。此外,韓國燃料電池汽車發展也很快,目前為止共生產銷售燃料電池汽車2.2萬輛,還向德國、瑞士銷售了數百輛燃料電池重卡。到2030年,重卡產量將超6萬臺。美國雖然不生產燃油電池汽車,但2021年,美國生產了約3.5萬輛燃料電池叉車,占全世界燃料電池叉車的90%。
當前,我國汽車保有量約為3億輛。其中,重卡保有量占汽車總保有量的2.6%,但排放的二氧化碳量卻占了47%。1輛49噸重卡的碳排放量相當于40量小轎車的碳排放量。燃料電池應用中,重卡是突破口。重卡功率大、續航長、總成本高,可以充分發揮燃料電池優勢。重卡的另外一個特點是運營里程長、線路固定,使得加氫站的建設相對容易。
目前有三種模式可加速燃料電池重卡商業化進程。一是國家示范城市群補貼模式,二是風光電資源補貼模式,三是低成本氫的純商業化模式。
2020年,國家五部委聯合下發《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》,將北京、上海、廣東作為首批燃料電池汽車示范應用城市,河南、河北作為第二批城市群,每個城市群給予18.7億的補貼。針對49噸卡車,第一年度補貼是109萬/輛,逐年退減至第四年補貼為75萬/輛。希望通過類似的補貼政策,到2025年,可實現燃料電池汽車價格與柴油車相當。
就山西而言,山西是世界上最大的煉焦煤生產基地,其煉焦煤保有儲量占全國總量的60%。2021年山西焦炭產量接近1億噸,占焦炭總產量的20%,位居全國第一。
山西的煤焦冶電可帶動40萬輛重卡的應用,形成煤炭物流網絡。因此,建議山西要打好“全國最具優勢氫氣價格”和“全國最大重卡應用基地”這兩張牌,集聚全國智慧,引進優質企業,構建全國高水平的技術鏈和產業鏈。同時,建議山西制定氫能發展的鼓勵和獎懲政策,引導企業自覺使用氫能重卡,推動“氫化山西”,打造全國最大的氫能重卡應用基地。