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开篇语

据经济合作与发展组织(OECD)统计数据显示,2020年碳排放达峰国家的数量已经有54个,其中碳排放量排名前15位的国家中,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达峰。作为发展中国家的自主贡献,我国在2020年承诺将于2030年以前实现二氧化碳达峰。发达国家普遍比我国早10年达峰,那么他们达峰之后政府和企业在研究什么碳中和技术和战略?氢能、CCUS、可再生能源、储能技术和特高压技术均有开展,但作为组合拳在不同的国家有不同的打法。

首先,氢气作为能量密度非常高的一种非化石能源可用于交通和运输(海陆空全方位);作为非碳能源,氢能可以实现电力深度脱碳;还可以参与冶金、低碳钢生产等,所以在双碳背景下,具有巨大的应用场景及庞大的产业链价值的氢能备受各国关注,占世界GDP70%的18个国家已经制定了氢能发展战略,其中美国、日本、德国、韩国及英国布局已久、成绩斐然。

大规模的氢气“制备、储存、运输、加注及应用”甚至再电气化将成为我国双碳目标实现的有力助推器。

截至目前,已经达峰的国家经历了10年到50年或短或长的“达峰后时代”,为实现碳中和做出了各种努力和清洁技术探索,值得我们借鉴。







英国曾经由于经济发展不注意环境保护而饱受污染之痛,1952年12月份的“伦敦烟雾事件“这一严重大气污染事件直接或间接造成了超过1.2万人死亡。



所以,英国痛定思痛,成为世界上最早开始环境治理的国家,并于1991年实现碳达峰。2002年5月31日英国与欧盟其他成员国一同签署了《京都议定书》并积极参与温室气体减排行动,比如2002年建成了世界上第一个零碳社区贝丁顿(如下图)。



2008年英国颁布了《气候变化法》及全球首个产品碳足迹标准:PAS 2050《商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范》。该标准是为公众(公司、客户和其他利益相关方)在第一时间获知产品的温室气体排放情况并采取对于环境有益的恰当决策(是否购买)而编制,用于监督企业的低碳活动,并沿用至今。2019年英国修订了《气候变化法》并发布了2050年实现碳中和的计划,作为路线图,2020年英国发布的”绿色工业革命“计划涵盖了海上风能、氢能、绿色航运、碳捕捉、自然环境等十个方面的内容,并计划为此投入120亿英镑;还将投入10亿英镑用于海上浮式风力发电、绿色能源存储系统。此外,许多城市正在努力打造零碳城市,涉及供暖、能源、交通的深度脱碳及新建建筑的净零碳排放等。







在世界各国中,德国是积极进行能源转型的国家之一。作为煤炭资源丰富的国家,德国一度使用大量的燃煤发电,导致了产煤区严重的环境污染和国民健康问题。



1974年,联邦德国出台了《联邦污染防治法》,主要对大型工业企业进行法律约束,制定了严格的排放标准。德国于1990年实现碳达峰,2000年正式颁布了《可再生能源法》,对推动风电、太阳能光伏等可再生能源的发展发挥了决定性的作用,主要的产煤区的生态环境也得到了改善。



2011年日本福岛核事故后,德国政府进一步修正该方案目标到“2020年,35%以上的电力消费将来自可再生能源;到2030年,50%以上的电力消费将来自可再生能源;而到2050年,80%以上的电力消费将来自可再生能源“。2020年德国制定了《国家氢能战略》并计划为此投入70亿欧元,同时,德国积极发展CCUS、储能系统电池技术等领域的创新。2021年德国宣布在2038年之前关闭所有燃煤发电机组并于2022年关停最后的三座核电站,继续推进可再生能源的技术进步。







众所周知,美国拥有强大的能源产业,其中核能世界第一,太阳能和风能迅速发展;同时农业基础牢固,所以燃料乙醇和生物柴油产量巨大;除此之外,石油和天然气的产量排名世界第一。

历史上,美国曾经把煤炭作为第一大能源消费来源,比如1949年煤炭约占一次能源消费总量的37%左右,主要用于发电和供暖;到1958年,天然气消费量首次超过煤炭,成为第二大能源消费来源,并一直保持至今。2005年之后美国使用煤炭发电明显降低并促成了其在2007年实现碳达峰。


2019年,由水电、风能、太阳能、地热能等构成的可再生能源首次超过煤炭,成为美国第三大能源消费来源,加上核能,美国非化石能源已占一次能源消费总量的20%。2020年煤炭仅占美国化石燃料消费量的13%,为美国控制碳排放总量做出了贡献。



作为“车轮上的国家”,美国交通碳排放曾经一度居高不下,所以美国积极推广新能源汽车,各州纷纷出台鼓励使用生物燃料、奖励“低碳燃料”的措施;2002年,美国发布了《国家氢能路线图》对推动发展氢能和燃料电池技术给予了重要支撑。其中,加州是氢能产业的集中示范地区,目前拥有加氢站100座左右,目标2026年达到176座。根据《美国氢能经济路线图》发布的规划,到2030年,全美将推广使用氢燃料电池汽车530万辆,预计在全美范围内建设5,600个加氢站。



此外,美国还成立了美国气候联盟,所有加入该联盟的各州都同意实施碳减排计划并制定了明确的减排目标。2021年COP26期间,美国宣布2050年实现净零排放目标(即碳中和),并将通过在大部分经济领域中(包括汽车、建筑和工业)改用清洁能源发电、提高能源效率并扩大使用从大气中提取二氧化碳的技术作为技术路线图。







由于本国资源贫乏,化石能源一直是日本的主要能源且大量依赖进口;为了避免前两次石油危机导致的能源安全问题,近年来日本逐渐调整一次能源结构,旨在降低对石油的依存度并初见成效,比如:1973年,石油占一次能源来源的75%,2017年降至41%,天然气的比重由原来的2%提升至22%。但由于长期大量使用化石能源产生的碳排放,日本大约在2020年才实现碳达峰。



日本于2019年宣布目标在“本世纪后半叶尽早的时间”实现碳中和,其中CCUS和氢能源作为重要的两个研究方向,比如探索在建筑行业使用能够吸收二氧化碳的混凝土,在能源领域使用藻类固定二氧化碳并产生生物质燃料,同时使用氢、氨等零碳燃料替代传统的化石燃料,逐步淘汰燃油机车以实现交通领域的脱碳减排等。

为了实现低碳发展,2020年日本发布了《2050年碳中和绿色增长战略》,鼓励民营资本投资海上风电、氢能等产业项目。预计到2030年氢能进口规模达到300万吨,2040年海上风电装机量达到30~45吉瓦,20%的电厂使用氨混烧技术,为日本实现碳中和目标奠定基础。


来源:友绿网