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朱:促进绿色技术转化和经济稳定增长

朱:促进绿色技术转化和经济稳定增长缩略图

近日,中国加入亚太经合组织30周年暨2021年亚太经合组织工商领导人中国论坛在北京举行。亚太经合组织中国工商理事会副主席、金融专业人士朱出席论坛,并作了题为“推动绿色技术转型,促进经济稳定增长”的闭幕发言。

以下是这次演讲的记录:

今天很高兴有幸参加中国加入APEC 30周年主题论坛,和大家一起庆祝,分享和讨论一些大家目前关心的话题。

中国改革开放已经40多年了。上午,有领导人提到,APEC是中国改革开放后的第一个区域经济合作组织,至今已有30年。在这一历史进程中,中国在许多方面都取得了巨大的进步和辉煌的成就。今天论坛的话题包括很多内容,比如我们老百姓非常关心的经济增长、科技、数字、智能、农村、工业、绿色和消费生活等。我也想为这一系列话题的讨论贡献一点思考,那就是“推动绿色技术转化,促进经济稳定增长”。绿色也是我们现在关注的双碳目标。我们讨论了很多,中国也提出了非常明确的双碳目标时间表。后面我会具体讲一下为什么提出这个目标,以及它的科技经济背景。我们需要真正的转型,绿色技术已经逐渐成熟。与发展进一步融合可以促进转型,也有利于稳定和可持续的经济增长。

通过一些初步测算,我们判断绿色转型和经济增长兼顾是可能的,既能实现长期经济发展的路径转换,又能为短期经济发展提供稳定器。从长远来看,中国的经济潜力非常大。如果能进一步提高经济效率,不断提高技术应用水平,中国经济的长期增长潜力将毋庸置疑。

首先,让我们来看看双碳目标背后的环境挑战。通过左边图片中的红线可以看到,在过去的170年里,全球二氧化碳排放量一直在系统性地增加,从1850年的约9亿吨增加到2018年的486亿吨。这是一个巨大的增长,这也是人类经济活动造成的。众所周知,第一届国际工业博览会于1851年在伦敦举行,这基本上标志着全世界工业化的开始。因此,1850年作为碳排放记录的开始,也具有象征意义。与此同时,我们可以看到环境的变化,即这条黄线所指示的大气碳浓度从285ppm增加到现在的417ppm,增加了近50%。右边这张图,黄线和左边的意思一样,都是碳浓度,不同的是右边这张是月数据,左边这张是年数据。从月度来看,我们可以看到二氧化碳浓度的年变化有一个周期,提取这个周期就是碳浓度的年变化率。通过这些数据,我初步算出了世界碳排放的最终去向。

朱:促进绿色技术转化和经济稳定增长插图下图第三张图左边的红线是二氧化碳排放量,绿线是植物光合作用吸收的二氧化碳部分,约占总排放量的三分之一。另一部分是蓝线所表示的海洋对大气的二氧化碳吸收增加;最后,图中的黄线代表大气中留下的未被吸收的部分,形成上图中提到的大气二氧化碳浓度的增加。这也是我们地球大气系统的一个基本原理和事实。它产生了两个结果。从右图可以看到,大气中以黄线表示的二氧化碳浓度和以橙色虚线表示的大气温度几乎同步上升,这就是现在大家都在关注的气候变暖问题。今年的诺贝尔物理学奖首次授予了两位气候学家。值得一提的是,有一位气候学家在1967年,也就是50多年前预测,如果大气中的二氧化碳增加一倍,气温将上升2度以上,这与IPCC最新报告中估计的3度上升非常接近。

让我们看看碳排放到海洋的后果。当二氧化碳溶解在水中时,它会变成碳酸,这将使海洋酸化。在这个图的右下角,黄线是大气中二氧化碳的浓度,蓝线是海水中二氧化碳的浓度,向下发展的紫色线代表对海洋酸度的观测。可以看到PH值从8.13左右下降到8.063。众所周知,PH值越接近7,酸性越强。海洋酸化对海洋生态的影响巨大。比如我们知道很多海洋动物都是贝类,贝壳的主要成分是碳酸钙。海洋酸化后,它们的壳会溶解。珊瑚礁也是如此。如果海洋酸化继续加剧,可能会导致这种生物的灭绝。一旦生态链被破坏,我们应该担心这样的影响,这种影响可能比大气温度上升的影响更大。

工业革命的开始,也是大量使用化石燃料和大规模砍伐森林的开始,使得大气中二氧化碳的浓度一路上升,海洋吸收二氧化碳的压力也迅速上升。我们生活的地球只有一个,发现适合人类居住的星球就是这个地球,所以保护它是我们所有人的责任。

朱:促进绿色技术转化和经济稳定增长插图1我们刚才谈到了环境挑战。让我们看看经济挑战。从下图可以看出,从2000年到2020年,全球经济在过去的20年里一直在增长,但最近却停滞甚至放缓。左图的流量大概是全球的总销售额(红线)和总附加值(紫线)。2020年增加值85万亿美元,近两年明显下降。当然,部分原因是新冠肺炎疫情的特殊影响。如果看蓝色虚线代表的利润率,其下降将在2019年之前开始。中间的图是关于股票的概念,也就是说,由于世界上每年积累的经济活动,我们的资产(红线)在快速扩张,我们的债务(黄柱)增长更快,杠杆率(虚线)在不断攀升,杠杆带来的经济风险可能在不断积累。

看右图的上半部分,绿线是资产收益率,可以看到一直往下走。2008年世界金融危机后,许多国家采取了许多政策,但似乎仍难以扭转整体下降趋势,这也是我们面临的挑战。右图为近20年世界货币的增加(红色虚线)和名义产值的变化(紫色虚线),变化趋势基本同步。名义产值的增加可能是货币发行刺激的结果,但最终会在2019-2020年出现两条线的分叉,与历史趋势大相径庭。也是因为对抗新冠肺炎疫情的影响,世界各国都在加速货币发行的增加,对经济的拉动作用不像以前那么明显,甚至相反,发行的货币不是转化为增长,而是转化为价格通胀,需要引导疏通甚至抽水。如何稳步实现新增长是当前经济面临的挑战。

朱:促进绿色技术转化和经济稳定增长插图2面对环境和经济挑战,如何解决?我觉得还是要靠科技进步。比如近10年来,光伏技术的进步使其成本降低了80%左右,这是一个实质性的下降。我们稍后会详细讨论。同时,我也做了初步的科学计算,包括地球表面能吸收利用多少太阳能。

先来看看图中的太阳常数,这是一个重要的参数。生活在太阳系中,太阳几乎是我们所有能量的唯一来源。经过长期观测,包括现代卫星观测,我们来总结一下太阳对地球的能量强度。每平方米1367瓦,这是太阳常数。当它到达大气层顶部(紫色虚线)时,它穿透大气层并撞击地面。但是由于云层和大气会在中间被吸收和反射,包括对地面的一些反射,实际上有47%可以在地面使用,也就是640瓦左右。这640瓦将通过光伏转换,即图中所示的光伏板将接收太阳能,但目前最佳转化率约为20%。根据物理学家的估计,光伏板的最大转换极限是33%。如果换算成33%,最后每平方米就有212瓦,和日常生活中100瓦电灯泡的功率单位是一样的意思。看起来不大,但只有1平方米,每天都在接收能量。我算了一下,按照中国目前的火力发电,年发电量是5.2万亿千瓦时。如果用光伏替代,需要多大面积的光伏电池?结果我把它放在图中右边的紫色方块里,大概有3.2万平方公里,不到中国960万平方公里土地面积的1%。海南岛陆地面积约3万平方公里,意味着我们需要在像海南岛这么大的地方铺设光伏电池,可以替代我国现有的煤电消费需求。当然这只是初步计算,还需要更多的专家进行更系统的论证。在这里,我只想建议一个可能的想法。如果这个想法被证明是可行的,我们可以讨论如何完成绿色转型,同时帮助经济稳定运行。

顺便说一下,我们估算了燃煤发电从发电到终端销售的成本,大约是每千瓦时0.6元。根据目前的情况,如果改用光伏,我们还会考虑所有的成本,包括储能、输电等配套投资,最后总成本大概是燃煤发电成本的一半。也就是说,经济上的可行性应该也是可以的,当然这也需要更详细的论证。

我认为只要成本差不多,用光伏替代煤电是值得尝试的。即使成本比煤电高,也可能有必要做。从环境角度来看,碳排放的后果非常严重,解决环境挑战刻不容缓,需要付出更多代价。这个成本其实就是大家经常听到的碳价。我认为称之为碳溢价可能更合适。碳排放有外部负成本,花更多的钱来补偿和阻止它可能是值得的。

朱:促进绿色技术转化和经济稳定增长插图3如果转型成立,我们应该如何实现这样一个过程?比如二氧化碳排放峰值如何实现碳中和的目标?下图是我对转型路径的思考——光伏替代煤炭。

如果用光伏系统代替传统的燃煤发电,可能不需要马上关停浪费原有的燃煤发电设备。按照正常寿命期满退休的流程,每年自然退休百分之几。关键是立即停止投资新的燃煤发电系统。即将退役的燃煤发电将被光伏或其他绿色能源所取代。这样,有望顺利实现二氧化碳排放峰值,因为原有的烧煤能力降低,煤炭消耗总量减少。我估计如果从现在开始,按照20年的折旧周期,平均每年可以减少1亿吨。到2040年,有望实现所有燃煤电力有序退役,被光伏等绿色发电所取代,这甚至有利于更早实现碳中和目标。在经济上,原有的电力资产仍然得到充分利用,因为毕竟我们有30到40年的过渡期,可以充分发展。如图所示,将原来的燃煤动力(蓝色虚线)折算回来,增加光伏容量(橙色虚线),后期预计对应的年投资(黄澍)将达到每年2万亿元左右。现在中国经济100万亿左右,投资近50万亿。如果每年光伏投资2万亿元实现转型,应该是可以承受的。这样,煤炭消费量每年减少1亿吨,碳排放量每年减少2亿吨,完全有可能实现平稳有序转型。

朱:促进绿色技术转化和经济稳定增长插图4

  同理,有了电源端的同步替代,我们也可能把燃油车有序退役,以电动车替代。类似的原理,燃油车现在可以用的继续用,而车辆平均寿命也就是10年,最多20年,按原计划折旧退出,而替代退出的新增汽车都是电动的,逐渐地电车存量会随着油车折退而上涨。这将是一个平稳有序的过渡,不会对整个社会产生过大的影响。但是同时转型过渡也自然实现,顺利地把经济调到另外一个状态。

朱:促进绿色技术转化和经济稳定增长插图5

  在总结之前,我们翻回到环境原理那张图,还是想再多分享一下刚才的光伏替代煤电方案的科学原理。从平均的角度来算,能源是够了,但现实操作中还会存在一些具体问题,比如因昼夜更迭带来的能源峰谷的问题。大家可能都听过,新能源有一个最大的问题是不稳定,比如光伏的不稳定就是它白天有太阳可以发电,晚上就没有了,这与原有的燃煤系统运行逻辑是不一样,煤可以随时烧,整个电力供应系统不需要大规模储能,只要根据动态负载的变化来调整发电机出力就可以了。现在我们的挑战可能就是需要把白天发的电存储起来给晚上用,就是得白天要多发电把夜间可能要使用的电量提前储存下来。可以考虑采取集中式的储存。如何选择合适的集中发电储存地点?比如说塔里木盆地,是中国光辐射比较高质的地区,太阳辐射能源丰富。理论上我们是可能把光伏电板以及储电设施集中部署在那里,前面也讲了满足全国电力需求原理上只需要约3万平方公里,不到塔里木盆地面积十分之一。可能现在已有开始做实验了,有报道青海建设一个光伏电厂占地已达600平方公里,未来还可以再扩展。总结之前先回到环境原理的画面,还是想多分享一下光伏替代煤电方案的科学原理。从平均来看,能量是足够的,但实际运行中仍存在一些具体问题,如昼夜变化引起的能量峰谷问题。大家可能都听说过,新能源最大的问题之一就是不稳定。比如光伏的不稳定性,就是白天有太阳发电,晚上没电。这与燃煤系统原有的运行逻辑不同。煤可以随时燃烧,整个供电系统不需要大规模储能,只要根据动态负荷的变化调整发电机输出即可。我们现在面临的挑战可能是把白天产生的电储存起来,供晚上使用,也就是说,把白天产生的更多的电,提前储存起来,供晚上使用。考虑采用集中式存储。如何选择合适的储存地点集中发电?例如,塔里木盆地是我国光辐射质量较高的地区,太阳辐射能量丰富。理论上,我们有可能在那里集中部署光伏板和储能设施。如前所述,原则上只需3万平方公里左右即可满足国家电力需求,不到塔里木盆地面积的十分之一。实验现在可能已经开始了。据悉,青海已建成一座面积600平方公里的光伏电站,未来可进一步扩建。

大规模光伏电场必须考虑储能。例如,使用抽水蓄能、电解储氢、压缩空气或动力电池系统来储存能量。不同的方法各有利弊,但按照目前的参数来看,可行性还是比较高的。当然,如果目前储电不能完全满足需求,我们可能要储备一些化石能源发电设备作为补充电源。一方面应对夜间用电高峰,可能会有一部分解决光伏场位的季节性波动,比如冬季。毕竟太阳辐射是有季节变化的,夏季最高,冬季最低。最低的时候,可能加载不够,需要补充。这符合上面提到的自然有序转型,经济是循序渐进的,可以给技术进步和制度调整留出时间,但现在就要开始更换,停止投资新的燃煤供电。

总的来说,这将是一个全新的思考和考量,是一个以可再生能源为核心的供电系统的全新整体设计,与传统的燃煤发电和传统的输电不完全一样。但是,包括传输网络在内的很大一部分传统能源基础设施在转型过程中可以暂时扩展以补充需求。

以上就是我正在思考的潜在技术可能性。刚才我也说了,如果证明这项技术可行,在投资、经济转型、稳定可持续发展等方面都有可能,同时还能缓解环境压力。

朱:促进绿色技术转化和经济稳定增长插图6综上所述,随着绿色技术的进步,通过促进经济转型来稳定经济是可能的。每年光电投资和电车购置都加在一起,年均投资消费约4万亿元,20年累计81.7万亿元。而且更换完成后,预计在实际运行中更经济,在光伏发电和民用汽车运输方面更便宜,更不用说这是在更清洁运行的基础上实现的。如果能有效解决储电、输电问题,减少燃煤发电所需的24亿煤,相当于没有与之相关的49亿吨二氧化碳排放,也将有效帮助实现双碳目标。因此,推动绿色技术转化将促进经济稳定增长。今天就到这里,谢谢!

(文章来源:新华网)

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