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程会强: 循环经济对碳中和的支撑

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今天的题目是“双碳目标与绿色低碳转型”,主要是从两个方面交流。

第一个方面,谈一下我对碳中和的认识,分析中国为什么要进行绿色转型。我认为碳中和的实质,对中国来说实际上是一场绿色革命。第二个方面是从循环经济的角度谈一下碳中和与双循环之间的内在联系及循环经济对碳中和的支撑。

首先看第一个方面的问题。“碳中和”是现在大家非常关注的一个热词,从不同的视角,我们可以对它的内涵有不同的解读。如果从国际的视角看,最早“碳中和”本身是解决环境问题,其实关于碳的问题在多年前国际社会就非常关注。从应对气候变化开始,在1992年就通过了《联合国气候变化框架公约》,之后又经过了多轮的气候谈判,几乎每年都有一些重要的协议,像哥本哈根、坎昆、多哈的协议等等。但从整个气候变化历史来看,里程碑式的协议主要有三个:第一个协议是1992年通过的《联合国气候变化框架公约》;第二个是1997年在日本签订的《京都议定书》;第三个就是2015年通过的《巴黎协定》。《巴黎协定》和往年协议最大的区别是什么呢?《巴黎协定》允许各国自主决定碳减排贡献目标。从《巴黎协定》之后,整个世界应对气候变化的形势就发生了变化。原来是强调一种责任分担,特别是强调发达国家和发展中国家不同的责任和义务,我国一直坚持“共同而有区别”的原则。《巴黎协定》提出了自主减排以后,在应对气候变化上把问题变成了全球的博弈,从责任分担变成机会分享。从原来被动地要求参与,到主动地要求参与,形势就发生了根本地改变。

现在,碳中和已远远超出了环境问题的范畴,实际上它成为考验全球治理的政治和经济方面的问题,特别是对广大发展中国家来说,它又涉及到发展权和生存权方面的问题。从中国的视角来看,我认为碳中和对我国是一个倒逼机制,同时对我国也是一个发展机遇,本质上碳中和是一场绿色革命。

碳中和对于中国来说,现在具有很强的导向意义。从世界的要求来看,我国要承担一个大国责任。从中国现在的发展阶段来看,我们现在进入了一个高质量的发展阶段。十多年前,我国就开展了低碳城市试点,但是当时的低碳是基于节能减排,而现在碳中和是基于整体绿色转型,基于高质量发展的要求,最终是实现结构体系的重建。从我国现在二氧化碳排放的总量来看,在整个世界格局中我国大约占到了1/3,基本上是“三三制”的一种格局。我国作为最大的发展中国家占比1/3;美国、欧盟,加上英国、日本这些国家大约80亿吨,占比接近1/3;还有一大批发展中国家,190多个国家大约也占比1/3。所以说,中国现在的节能减碳对整个世界碳中和的进程可以说举足轻重。另外,我国现在到了一种自身要求高质量发展的阶段,从原来“要我参与”变成“我要参与”,这些基本的态势是由时代背景决定的。

从我们现在碳排放的强度来看,中国目前的单位GDP碳排放强度是美国的3.1倍,是欧盟(加上英国)的4.4倍,是日本的3.4倍。说明我国现在单位GDP的能耗很高,在节能减碳方面还有很大的提升空间。这也要求我们需实现提质增效,从原来的“虚胖体质”变成“强身健体”,能够有可持续发展的内在动力和活力,这也是现在高质量发展的要求。

另外,我国自身还有巨大的发展需求。我们人均GDP现在刚过一万美金,从我国2035年一直到2050年的愿景和发展目标来看,到了2035年要翻倍,到了2050年还要继续增长,这些目标都要求我们必须改变现在的能源结构。因为我们目前的能源结构,很难支撑这种可持续发展的要求。我国现在主动提出的碳中和,跟发达国家经历的时代背景有重大区别。目前已经有40多个国家已经实现了碳达峰,但是发达国家是在发展的过程中自然实现的,基本都是因为城市化、工业化的任务完成了,而我们是主动承诺、主动减排、主动达峰后快速迈向碳中和。所以从我们现在达峰的条件来看,“环境高山”是非常陡峭的,因为我们碳达峰的时间非常短,碳中和的时间也非常的短。我们现在是要穿越“环境高山”,还是想削减这个“环境高山”,还是想绕过这个“环境高山”是有不同的策略。在时间表确定的情况下,在3060目标确定的情况下,只能按照倒计时来安排。

从经济成本测算看,中国和美国对于碳中和有不同的路径假设。美国提出的路径有八种不同的假设,最优的碳中和路径就是保留部分化石能源。现在对化石能源的看法,包括像对煤炭有不同观点,中国现在不可能把煤炭完全消灭,煤炭在相当长一段时期还是中国能源的一支重要方面军。即便是到了碳中和的时代,煤炭也不是零存亡。所以按照比较现实的,在此保留部分化石能源的情况下,美国碳中和的年均成本是占GDP的0.41%。按照最昂贵的路径,全部是100%的清洁能源,年均成本是占到了GDP的0.95%。而我国目前测算,碳中和年均成本占GDP的比例达到了2%,也就是说我们目前转型的成本还是非常高的。要实现最优路径,或者说降低成本,还是要实现绿色革命,就是通过技术革新,机制、制度革新,形成一个最优的市场路径,降低我国转型提升的成本。

第二个方面,我国必须要实现碳中和,这既是时代的需要,也是我们内在的需要。怎么来实现碳中和?我国现在提出了双循环的战略,要求以国内大循环为主体。从目前的外部环境看,困难非常多,可以说国际大循环确实不是完全靠我们自己的力量就能够主导的。但是对于国内大循环,我们有很大的主动性。国内大循环怎么来解决这个问题,实际上我们从“十一五”“十二五”“十三五”,乃至“十四五”,循环经济一直在持续。循环发展对降低碳排放会起到有效的支撑作用,同时对实现双循环也可以起到有效的支撑。我国早期发展循环经济,只是强调让循环经济解决资源的循环利用问题,现在我们再来看循环经济,用新的视角、更多的视角来看待它,就可以认识到循环经济不仅仅能解决资源的短缺问题,还能解决环境友好问题,现在还能解决减碳的问题,而且循环经济产业还解决了我国大量的劳动就业问题,这对于我国来说是一种非常切实的、能够实现节能降碳的发展模式。所以说循环经济的效应是多方面的,它可以使库兹涅兹曲线变缓,这是比较科学的、优化的路线,无论是穿越还是绕过,都不如让这个高山变缓,这是最优的路线。

图一 循环发展生态效应使库兹涅兹曲线变缓

根据商务部流通业发展司发布的《中国再生资源回收行业发展报告》统计,通过2011年到2019年近十年的对比来看,主要再生资源的回收价值已经从5764亿上升到了9004亿,年均增长增速超过6%。从图二可以看出,我国主要再生资源回收量总量的绝对值基本上是攀升的态势。随着我们生活水平的提高,大量的消费品变成废品,成为“城市矿山”,然后通过循环经济再进入到生产领域,还原到生活中去,形成闭环循环。回收量是在激增,但是其价值随着市场的价格有些波动。比如说像废玻璃,现在废玻璃市场价格是偏低的。

图二 2011-2019年中国再生资源回收情况

从整个资源循环利用产业的发展来看,再生资源回收对我国经济的支撑作用是正相关的关系。用我国GDP与再生资源回收制作拟合图,结果是它们的关联度非常高。可以说现在的整个产业体系中,只有再生资源产业是不断在增长的产业,它不像一些其他的产业一样,有的是朝阳产业,有的是夕阳产业,这个产业从产生到现在都是绿色增长的产业。

从再生资源回收的10个主要大宗品种来看,其中最能显示我国工业化阶段特征的还是废钢铁,废钢铁占到68.14%,其他的大宗再生资源还有废纸、废塑料、废有色金属等等。这些大宗废旧物资,就是生产生活里所产生的废弃物,这里面还不包括危险工业废弃物等等,就已经给我国经济的发展起到了非常好的支撑作用。

图三 2019年主要再生资源回收量占比

我们下面选择两种大宗品种进行分析,一个是废钢铁,一个是废有色金属,看看再生资源的主要品种是怎么通过内循环来有效支撑碳减排,助力国家实现双碳目标的。

首先分析一下废钢。废钢再利用的减碳,与钢铁行业现在的流程、工艺的变革有着直接的关系。钢铁制造过程通俗来说有两个主要的流程。一个是长流程,长流程是以铁矿石作为主要原料、废钢为辅料,另一个是短流程,短流程是以废钢作为主要原料,生铁为辅料。

现在我们大力推崇短流程,这本身也是钢铁行业自身变革的内在要求。废钢是通过电炉炼钢,短流程的减碳效应非常明显。它省去了烧结和球团等工艺流程,同时减少了高炉工艺中的焦炭损耗,工艺流程的变革显著减少了碳排放量。如果要用光伏等等的新能源代替火电,它的减碳效果将更为明显。短流程替代长流程是大势所趋,它可以避免在高炉炼铁过程中产生大量的二氧化碳。高炉炼生铁是“高炉-转炉”长流程中碳排量最高的部分,产生的二氧化碳占的比重达到了2/3,而用短流程,用废钢来替代生铁,替代铁矿石,本身就减少温室气体排放。所以从这个角度来讲,原料端的减排贡献会大于整个生产过程中的能耗端,这就从源头上实现碳减排。从源头上实现工艺的革新,是我国目前在重点行业实现节能减碳、实现高质量发展、实现绿色革命的一个基础。

另外,新能源的运用会进一步助推减排的效率。所以,现在我国在不断地提高风、光、水等新能源的应用场景。为什么大家在说现在电力还趋紧的问题,不是现在电力的总量不够,而是现在有两个很重要的问题没有解决。一个就是最核心的储电问题没解决。像内蒙还出现过弃风弃电的现象,我们的发电能力是足够的,但是发电企业是要获得市场的价值,供电不足核心是储能不足。第二个是时空分布不均。我国大量的能源基地分布在新疆、西藏、内蒙等等边远地区,而大量需求方又在东部地区,因此要解决能源运输的问题,能源和生产的时空之间分布不均,造成了一些短时的供电紧张。从总量来看,现在新能源还没有起到一个完全的支撑作用,所以说火电目前还是主力军,新能源是一个逐步提高的过程。

从目前在不同碳价下生产电炉钢的经济效益来看,越是像欧盟这样一些发达的国家,碳市场越成熟的一些区域,电炉钢的经济效益会越明显。而随之,我国的一些发达区域,下一步也是开始探索一些局部的区域性的碳交易,通过这种局部交易来逐渐扩大我们碳交易的范围和影响,逐步地跟国际接轨,最后来形成一些能够比较真实反应碳市场价格水平的交易价格,这也是发展的趋势。

图四 不同碳价水准下生产1亿吨电炉钢的经济效益分析

第二个品种,以有色金属中大宗的、常见的再生铝作为分析对象。再生铝的主要原料是废铝,再仔细分还有新废铝和旧废铝。新废铝主要是铝在生产加工过程中产生的边角料、废屑等,旧废铝主要是社会回收的报废含铝材料,这些材料杂质比较多,相对来说不如在生产环节产生的废铝品位高。从废铝本身下一步发展的流程看,我们把废铝做成再生铝的主要原料。

再生铝和原铝之间,通过制造工艺和流程的对比,能看出它们的减排效果区别。一个最核心的区别,再生铝从废铝原料到再生铝是熔铸的环节,而从铝土矿原料到氧化铝到原铝之间是电解的环节。这两个环节之间存在巨大的能耗差异。电解铝需要大量的能耗,现有状态下发电的间接排放是电解铝碳排放量中占比最大的部分。所以说现在国家对电解铝、电解铜等等,是作为高耗能的产业进行限制。像有一家世界五百强企业,在山东有300万吨的电解铝产业,有200万吨现在转移到云南。为什么转移到云南?因为在山东用的是火电,到云南可以用水电。无论是从它自身降低成本的需要,还是从国家实现绿色生产清洁的角度,它都需要区域转移。

从再生铝本身碳减排的机理角度,我们可以再作一个稍微具体的分析。电解铝的过程中产生二氧化碳,主要是在还原氧化的过程。原铝的冶炼通过原料、氧化铝和碳阳极之间的还原--氧化反应完成,其中每个铝离子得到三个电子被还原成金属形态,而阳极的碳原子则被氧化成二氧化碳,这是电解铝产生二氧化碳的一大来源。用废铝作为原料,通过熔铸来实现再生铝新的产生,就可避免氧化铝精炼和电解过程中的二氧化碳排放,这是再生铝最大的贡献,不仅仅是节能,而且还减碳。

另外,我们通过大量的数据对比,可以获悉再生铝和原铝的温室气体排放量之比是1:24,差距非常大。按照2018年温室气体排放的数据来看,生产再生铝替代原铝可以减少1.12亿吨CO2e排放,效益非常明显。再生铝可以有效地减少制造环节的碳排放量,尤其是发电环节的二氧化碳排放。如果用清洁能源支撑发电,减排效应会更加的明显。所以现在电解铝的产业,开始逐渐地向清洁能源资源富集地区转移。按照绿色发展的要求来推动区域性的、结构性的调整,推动区域产业性的转移,实际上对于我国一些欠发达地区来说也是一个发展的契机。欠发达地区不仅仅可以通过自己的生态产品价值转换实现发展,而且可以通过产业转移得到互补,另外还可以通过下一步我国建立丰富完善的碳交易市场,形成一个新的发展的机制。

新能源输电以后,再生铝减碳效应更加明显。这与废钢炼钢的机理完全一样,但是我们要考虑到现状。按照现状来看,我国铝市场,原铝和再生铝相比,再生铝目前的成本还是要高于原铝的。如一家上市公司,在山东的滨州和云南文山州均有基地。山东基地用的是火电,云南基地用的是水电,按平均值生产一吨原铝的成本为9890元,而再生铝企业,生产再生铝的成本均值是10824元。也就是说,目前我国再生铝的成本还是要高于原铝。这也反应一个现状,就是我们中国绿色发展还在路上,还在过程当中,但这是一个发展趋势。我们再生资源产品的价格还要高于一些原生资源,所以从市场的选择看,企业会选择成本比较低的,但要从环境的角度看,再生铝、废钢是不二的选择,是根本不需要置疑的,它们肯定是节能减碳的。怎么来解决这个矛盾?要通过我们的碳市场。如果加上碳市场的因素,情况就会发生变化。现在碳市场目前的交易价格是50多元,我们按照50元来计算,再生铝单吨减排16吨CO2,碳价成本就是800元。按照碳市场交易,原铝的成本要加上碳价的成本,就不占优势了。下一步随着碳市场的丰富,再生铝、废钢的成本优势还会愈加显现。通过政府的引导,形成合理的市场机制、合理的市场价格,企业自然就会去选择一些再生资源的产品。我们绿色发展、绿色革命也就顺理成章。

以上的案例和数据分析证明了一个观点,就是我们现在搞碳中和、碳减排不仅仅要抓住前端的生产环节,而且要更加重视后端的循环利用环节,形成全过程、全生命周期的碳减排流程,再加上我国碳交易市场机制的完善,最终才能为我国绿色发展和可持续发展提供更多的支撑。

(作者为中国发展研究基金会副秘书长、研究员程会强,本文是在由中国发展研究基金会主办的博智宏观论坛月度研判会上的发言。)

(责任编辑:马常艳)

程会强: 循环经济对碳中和的支撑

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