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已經碳(tàn)達峰的發達國家在研究什麽碳中和技術?

來源:中國合(hé)成樹脂網 2022-02-09 10:26:13

據經濟合(hé)作與發展組(zǔ)織(zhī)(OECD)統計數據顯示,2020年碳排放(fàng)達峰國家(jiā)的數量已經有54個,其中碳(tàn)排放量(liàng)排名前15位的國家中,美國、俄羅斯、日本、巴西、印度尼西亞、德國、加拿大(dà)、韓(hán)國、英國和法國已經實現碳達峰。作為發展中國家的自主貢獻,我國在2020年承諾將於2030年以前實現二氧化碳(tàn)達峰。發達(dá)國家(jiā)普遍比我國早10年達峰,那麽他們達峰之後政府(fǔ)和企業在研究(jiū)什麽碳中和技術和(hé)戰略(luè)?氫能、CCUS、可再生能源、儲能技術和特高壓(yā)技術均有開展,但作(zuò)為組(zǔ)合拳在不同的國家有(yǒu)不同的打法。 

首先,氫氣(qì)作為能量密度非常高的一種非化石能源可用於交通(tōng)和運輸(海陸空(kōng)全方位);作為非(fēi)碳能源,氫能可以(yǐ)實(shí)現(xiàn)電力深度脫碳;還可以參與(yǔ)冶金(jīn)、低碳鋼生(shēng)產等,所以在雙(shuāng)碳背景下,具有巨大的應用場景及龐大(dà)的(de)產(chǎn)業鏈價值的氫能備受各(gè)國關注,占世界GDP70%的18個國家已經製定了氫能發展戰略,其中美國(guó)、日本、德國、韓國及英國布局已久、成績斐然。 

大規模的氫氣“製備、儲存、運輸、加(jiā)注及(jí)應用”甚至再電氣化將成為我國雙碳目(mù)標實現的有力助推器。 

截至目前,已經達峰的國(guó)家經曆了10年到50年(nián)或短或長的“達峰後時代”,為實現(xiàn)碳中和做出(chū)了各種努力和清潔技術探索,值得我(wǒ)們借鑒。 

英國 

英國曾經由於(yú)經濟發展不注意環境保護而飽(bǎo)受汙染之痛,1952年12月份的“倫敦煙霧事件“這一嚴重大氣汙染事件直接或間接造成了超過1.2萬人死亡。

所以,英國痛定思痛,成為世界上最早開始環境治理的國家,並於1991年實現碳達峰。2002年5月31日英國與歐盟(méng)其他成員國一同(tóng)簽署了(le)《京(jīng)都議定書》並積極參與溫室氣體減排行動,比如2002年建成了世界上第一(yī)個零碳(tàn)社(shè)區貝丁頓(如下圖)。

2008年英國頒布了《氣候變化法》及全球首個產品碳足跡標準:PAS 2050《商品和服務在生命周期(qī)內的(de)溫室氣體排放評價規範》。該(gāi)標準是為(wéi)公眾(公司、客戶和其他利益相關方)在第一時間獲知產品的溫室氣(qì)體排放情況並采取對於環境有益的恰當決策(是否購買)而編製,用於監督企業(yè)的低碳活動,並(bìng)沿用至今。2019年英國修訂了《氣候變化法》並(bìng)發(fā)布了2050年實現碳(tàn)中和的計劃,作為路線圖,2020年英國發布的”綠(lǜ)色工業革命“計劃涵蓋了海上風能(néng)、氫能、綠色(sè)航運、碳捕(bǔ)捉(zhuō)、自然環境等(děng)十個方麵的內容,並計劃(huá)為此投入120億英鎊;還將投入(rù)10億英鎊用於海上(shàng)浮式風力發電、綠色能源存儲係統。此外,許(xǔ)多城市正在努力打造零碳城(chéng)市,涉及供暖、能(néng)源、交通的(de)深度脫碳及新建建築的淨零碳排放等(děng)。

德(dé)國

在世界各國中,德國是積極進行能源轉型的(de)國家之一。作為煤炭資源豐富的國家,德國一度使用大量(liàng)的燃煤發電,導致了(le)產煤區嚴重的(de)環境汙(wū)染和國民健康問題。

1974年,聯邦(bāng)德國出台了《聯邦汙染防治法》,主(zhǔ)要對大型工業企(qǐ)業進行法律約束,製定了嚴格的排放標準。德(dé)國於1990年實現碳(tàn)達峰,2000年正式頒布了《可再生能源法》,對推動(dòng)風(fēng)電、太陽能光伏(fú)等可再生能源的發展發揮了決定性的作用(yòng),主要的產煤區的生態環境也(yě)得到了改善。 

2011年日本福島核(hé)事故後,德國(guó)政府(fǔ)進一步修正該方案目標到“2020年,35%以上的電力消費將(jiāng)來自(zì)可再生能源(yuán);到2030年(nián),50%以上(shàng)的(de)電力消(xiāo)費將來自可再生能源;而(ér)到2050年(nián),80%以上的電力消(xiāo)費將來自可再生(shēng)能源“。2020年德國製定了《國家氫能戰略》並計劃為此投入70億歐元,同(tóng)時,德國積極(jí)發展CCUS、儲能係統電池技術等領域的創新。2021年德國宣布在(zài)2038年之前關閉所有燃煤發電機組並於2022年關停最後(hòu)的三座核電站,繼續(xù)推進可再生能源的(de)技(jì)術進步。

美國

眾所周知,美國擁有(yǒu)強大的能源產業,其中核能(néng)世界第一,太陽(yáng)能和風能迅速發展;同時農業基礎牢固,所以燃料乙(yǐ)醇和生物柴油產量巨大;除(chú)此之外(wài),石油和天然氣的產量排名世界第一。

曆史上,美國曾經把煤炭作為第一大能源消費來源,比如1949年煤炭約占一次能源消費總量(liàng)的37%左右,主要用(yòng)於(yú)發電和供暖;到1958年,天然氣消費量首次超過煤炭,成為第二大能源消費來源(yuán),並一直保持至今。2005年之後美國使用煤炭發電明顯降低並(bìng)促成了其在2007年實現碳達峰。 

2019年,由水電、風能、太陽能、地熱能等構成的可再生能源首次(cì)超過煤炭,成為美國第三大能源消費來源,加上核能,美國非化(huà)石能源已占一次能源消費總量(liàng)的20%。2020年煤炭僅占美國化石燃料消費量的13%,為美(měi)國控製碳排(pái)放(fàng)總量做出了貢獻。

作為“車輪上的(de)國家”,美國交通碳排(pái)放曾經一度居高不下,所以美國積極推廣新能源汽車,各州紛紛(fēn)出台鼓勵使用生物燃料、獎勵“低碳燃料”的措施;2002年,美國發布了《國家氫能路線圖》對推動發展氫能和(hé)燃料電池技術(shù)給(gěi)予了重要支撐。其中,加州是氫能產業的集中示範地區,目前擁有加(jiā)氫站100座左(zuǒ)右,目標(biāo)2026年達到176座。根據《美國氫(qīng)能經濟路(lù)線(xiàn)圖》發布的規劃,到2030年,全(quán)美(měi)將推(tuī)廣使用氫燃料(liào)電池汽車530萬輛,預計在(zài)全美範圍內建設5,600個加氫站。

此外,美國還成立了美國氣候聯(lián)盟,所有(yǒu)加入(rù)該聯(lián)盟的各州都同意實施(shī)碳減排計劃並製定了明確的減排目(mù)標。2021年COP26期間,美國宣布2050年實現淨零排放目標(即碳中和),並將(jiāng)通過(guò)在大部分經濟(jì)領域中(包括汽車、建築和工業)改用清潔能源發電、提高能源效率並擴大使用(yòng)從(cóng)大氣中提(tí)取二氧化(huà)碳的技術作為(wéi)技(jì)術(shù)路線圖。

日本

由於本國資源貧乏,化石能源一直是日本的主要能源且大量依賴進口;為了避(bì)免前兩(liǎng)次石油危機導致的能源安全問題,近年來日本逐漸調整(zhěng)一次能源結構(gòu),旨在降(jiàng)低對石油的依存度並初見成效,比如:1973年,石油占一次能(néng)源來源(yuán)的75%,2017年降至41%,天然氣的比重由原來的2%提升至22%。但由於長期大量(liàng)使(shǐ)用化石(shí)能源(yuán)產生的碳排放,日本大約在2020年才實現碳達峰。

日本於2019年宣布目標在(zài)“本(běn)世紀後半葉(yè)盡早的時間”實現碳(tàn)中和,其中CCUS和氫能源作為重要的兩個研究方向,比如探索在建築(zhù)行業使用能夠吸收二氧化碳的(de)混凝土,在(zài)能源領域使用藻類固定二氧化碳(tàn)並產生生物質燃料,同時使用氫(qīng)、氨等零碳燃料替代傳統的化石(shí)燃料,逐步淘汰燃油機車(chē)以實現交通(tōng)領域的(de)脫碳減排等。

為了實現低碳發展,2020年(nián)日本發(fā)布了《2050年碳中和綠色增長戰略》,鼓勵(lì)民營資本投資海上風電、氫能等產業項目。預計到(dào)2030年氫能(néng)進口規模達(dá)到300萬噸,2040年海上風電裝機量達到30~45吉瓦,20%的電廠使用氨混燒技術,為日本實(shí)現碳中和目標(biāo)奠定基(jī)礎。


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