可再生能源有哪些

“百年老店”、多元化电子电气产品制造商日本东芝集团（Toshiba）正在全力布局有“未来能源”之称的氢能，并将大规模可再生能源制取“绿氢”视为低碳能源时代的完美解决方案。

近日在上海举行的第三届中国国际进口博览会期间，东芝多位高管对澎湃新闻表示，除了已提出“氢能源 社会 ”愿景的日本本土之外，东芝非常看好氢能在中国的发展前景。

放眼全球，日本是近年来最热衷于发展氢能的国家之一。日本“氢能基本战略”提出，到2030年要确立国内可再生能源制氢技术，构建国际氢能供应链，长期目标是利用碳捕获（CCS）技术实现平价化石燃料的脱碳制氢和可再生能源制氢。对于能源自给率低的日本而言，用零碳排的可再生能源来制取清洁高效、较易储运的氢能，无疑是“后福岛时代”得以兼顾能源安全和碳中和目标的理想选择。

日本能源转型历程

“东芝早在50年前就已经开始做氢能方面的技术研发，进行相关技术储备。我们在40年前推向市场的产品，已经有氢能利用的影子。”负责氢能业务的东芝（中国）有限公司营业总监张童对澎湃新闻表示，早年东芝的制氢路线是烃类醇类重整制氢。但在零碳理念下，该公司内部近十年间全面提升氢能体系，东芝燃料电池体系全部是纯氢燃料电池。

据介绍，东芝的纯氢能燃料电池系统H2Rex已累计在日本国内交付100台以上。这种100kW的模块化单元可根据需求灵活组合，启动时间不到5分钟，高效将管道或气罐中的氢气转化为电能和热能。

东芝的纯氢能燃料电池系统H2Rex累计在日本交付100台以上

典型场景如东芝的新氢能综合应用中心，利用太阳能电解水制备氢气，并直接将其应用在东芝的日本府中工厂的燃料电池物流叉车上。这样，不但燃料电池物流叉车在运转时不排放二氧化碳，而且，因为使用了通过可再生能源制取的氢气作为燃料，从制氢到氢利用的全程实现了零碳排。

当突发灾难时，这套小型分布式能源亦可大显身手，作为一条生命线为300名受灾群众提供一周的电力和热水供应。

纯氢固然样样好，但目前在全球范围内仍受居高不下的成本所困。据澎湃新闻了解，上述在日本落地的东芝纯氢燃料电池系统均为有日本政府政策支持的项目。

张童表示，全球可再生能源快速发展，但风电、光伏始终存在间歇性问题。尤其在中国，风电、光伏装机的迅猛增长对电网调峰要求巨大，弃风、弃电的问题屡见不鲜。若将这部分电力转换成氢能储存起来，在需要时再调取，就是一个最理想的结合。“可再生能源与电解质制氢技术结合起来，制出来的氢完全是绿色的。”

他认为，在该领域，东芝的所长是对电力系统、电子设备、控制系统的深入了解和对氢的长期技术积累，目前正在与多家上游制氢企业探讨合作。在氢能起步阶段，东芝呼吁政府对全行业予以政策支持，鼓励更多企业参与氢能产业链的完善，并尽早明确氢使用的法律法规。在这些前提下，氢能成本才能随着规模化效应快速下降。

氢能成本的下降有赖于一个足够大且高速成长的下游市场。东芝正在推动纯氢能燃料电池系统H2Rex尽早应用于中国市场，使其成本上尽早符合中国市场潜在的需求，并联合中国合作伙伴一起开拓市场。

实际上，东芝对于“终极能源解决方案”的认识，在日本福岛核事故之后出现了彻底的转变。东芝曾是全球核能领域的重要参与者，旗下拥有 历史 战绩辉煌的美国西屋电气公司。但由于2011年福岛核事故后全球核电建设放缓、建造成本陡增、西屋电气申请破产保护等原因，东芝最终选择剥离核电资产。

今年10月，日本首相菅义伟在临时国会上发表施政演说时宣布，日本将争取在2050年实现温室气体净零排放。这标志着作为全球第三大经济体和第五大碳排放国的日本在气候议题上的立场发生巨大转变。目前，日本的温室气体排放中有至少80%来自能源领域。

“二氧化碳零排放并不是最近才有的呼声，很早以前大家就在进行与此相关的探讨。”东芝中国总代表宫崎洋一对澎湃新闻说道，福岛核事故改变了全球的碳减排思路。2011年之前，日本、欧洲都将低碳发电目标寄希望于核能，但福岛事故后由于安全标准升级、核能发电成本陡增，欧洲主要国家纷纷选择弃核。

宫崎洋一称，除了重点业务氢能之外，目前东芝还有其他颇具竞争力的能源业务和碳捕捉技术，可以根据不同地区的特征进行灵活组合。具体而言，在水电领域，东芝的实际供货数量和技术实力处于全球第一梯队，已经向44个国家及地区累计供货2300多台水轮机和1800多台发电机；光伏领域，东芝的工业用光伏发电系统在日本有2700处应用，住宅用光伏发电系统在日本为10万户以上客户使用；地热领域，东芝已向全球提供累计达3.7GW的地热发电设备，以设备容量计处于全球第一。

福岛氢能研究基地（FH2R）

在日本国立的新能源产业技术综合开发机构（NEDO）牵头下，东芝与另外两家日本企业合作的福岛氢能研究基地（FH2R）已于今年2月底建成。

FH2R系统概览

该项目建有全球最大的利用可再生能源的10MW级制氢装置，正在验证清洁低成本的制氢技术。这里产生的氢气不仅用来平衡电力系统，还为固定的氢燃料电池系统、移动的氢燃料车等提供动力。

校对：刘威

化石燃料是指煤炭、石油、天然气等这些埋藏在地下和海洋下的不能再生的燃料资源。化石燃料中按埋藏的能量的数量的顺序分有煤炭类、石油、油页岩、天然气、油砂以及海下的可燃冰等。

煤炭

煤炭是埋藏在地下的植物受地下和地热的作用，经过几千万年乃至几亿年的炭化过程，释放出水份、二氧化碳、甲烷等气体后，含氧量减少而形成的。煤中有机质是复杂的高分子有机化合物，主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，含碳量非常丰富。由于地质条件和进化程度不同，含碳量不同，从而发热量也就不同。按发热量大小顺序分为无烟煤、半无烟煤、烟煤和褐煤等。煤炭在地球上分布较为广泛，不集中某一产地。

石油

石油是水中堆积的微生物残骸，在高压的作用下形成的碳氢化合物。石油经过精制后可得到汽油、煤油、柴油和重油。石油在地球上分布不均，中东占54%，北美占12%，南美占9%，几乎占了可确认埋藏量的3/4。

石油是一种全球使用量最高的化石燃料，耗尽的时间较其他的较慢。可广泛使用的可再生能源例如肥料发电、能量高的核能发电和科学不断的进步都可减少对化石燃料的依赖。此外，石油使用量高也因为它是石化产品的原材料, 用途广泛。

在供给和需求概念原则的建议下，当化石燃料的供应下降，价格就会上升。因此当化石燃料价格高的时候，能源选择性会更多，原先普遍被认为不符合经济效益的可再生能源会成为较符合经济效益而开发的能源之一。现时，虽然人工汽油和其他的可再生能源的所需要成本及加工技术较普通的石油生产为高及复杂，但在将来的经济效益较普通的石油生产为高。

油页岩

油页岩是水藻炭化后形成的，含灰分过多，多半不能自烯。油砂是含重质油4～20%的砂子。油页岩和油砂在美洲大陆偏多。

天然气

天然气直接采掘于地下，含甲烷为主。在摄氏零下162度被冷却，液化后，作为液化天然气 用大型专用海轮或油罐输送。天然气的分布也非常偏于中东，美洲和欧洲大陆。

可燃冰

可燃冰是发现的储存在深海低的一种以甲烷的固体形式存在的可燃物。

在智利最南端的麦哲伦省，立足于当地丰富的风能资源，西门子能源携手多个合作伙伴共同打造了“Haru Oni”项目，创新了绿氢生产与应用的场景，即利用可再生能源生产气候中立的合成燃料，这不仅能为高碳排放的交通运输行业提供清洁燃料，也将为可再生能源丰富的地区提供清洁能源输出提供巨大商机。

西门子能源首席执行官克里斯蒂安·布鲁赫博士（Christian Bruch）表示，“可再生能源将不仅在有市场需求的地方生产。风能、太阳能等自然资源丰富的地区也将成为可再生能源的产地。因此，新的供应链将在世界各地兴起，支持可再生能源在地区间的运输。”

西门子能源股份公司新能源业务全球首席战略官兼新能源亚太区业务负责人赵作智博士在接受采访时表示，重要行业如交通运输、工业等的??深度脱碳离不开绿氢的使用。未来，氢能在储能和运输方面将扮演越来越重要的角色。

可再生能源的全球化分配

氢气作为能源载体，将在全球能源转型中与电力互为补充。电解水制氢被认为是未来制氢的发展方向，尤其是利用可再生能源电解水制氢。

目前传统的制氢模式，不管是“灰氢”还是“蓝氢”，它们的生产还是使用过程，都存在着高碳排的问题。当电解水制氢过程中使用的电力完全来自风能、太阳能、水能或地热发电等可再生能源时，其产生的氢气才能被称为“绿氢”。

数据显示，2020年，全球交通运输行业二氧化碳排放量高达排放量达到88亿吨，仅次于能源、工业成为第三大碳排放源头，尤其是公路运输占比较高。因此，在二氧化碳减排面临挑战的领域，比如交通运输、炼油和钢铁等行业，绿氢将助力其实现深度去碳化。

“Haru Oni”项目依托智利的风能优势，通过电解槽利用风电将水分解为氢气与氧气，然后利用从空气中捕获二氧化碳与绿氢结合，制取合成燃料。在这个过程中，西门子能源灵活高效的质子交换膜（PEM）电解技术，由于其具有的快速启停，在极短时间达到满载运行的优势，能够很好的解决风能的不稳定性问题。

未来，由绿氢制成的合成燃料，将有着广阔的新应用领域。与传统化石燃料相比，合成燃料的碳足迹显著降低，基于合成燃料的绿色产品，将成为运输、交通或供暖部门深度脱碳的有力选择。

据了解，“Haru Oni”试点项目是全球首个工业级综合性合成清洁燃料商业工厂。预计最早在2022年，工厂将完成第一阶段试点，年产约13万升合成清洁燃料。根据项目规划，，将在2024年和2026年分别实现5500万升和5.5亿升的年产量目标。

智利享有风力发电的优越气候条件，且电力成本低，具备面向全球市场生产、出口以及在本地应用绿氢的巨大潜力。“Haru Oni”项目产生的经济效益，不仅可以促进可再生能源丰富的地区经济增长，也能通过清洁能源传输机制，令工业国家受益于更加多元化的绿色能源供应和稳定的能源成本，实现双赢的局面。

2021年5月，西门子能源启动了中东和北非地区首个工业级太阳能驱动的绿色氢能生产设施，利用太阳能园区的日光太阳能，该项目能够在1.25MWe的峰值功率下，每小时生产大约20.5公斤的氢气。

该试点项目展示了从太阳能制绿氢到氢气的存储和再电气化。这套系统可以为可再生能源的生产提供缓冲，既可用于针对需求增加的快速响应，也支持长期存储。在该地区太阳能光伏发电和风力发电成本低廉的背景下，氢气有望成为未来能源组合中的关键燃料，并有可能为拥有丰富可再生能源资源的地区带来能源出口的机会。

根据国际氢能委员会预计，到2050年，氢能将承担全球18%的能源终端需求，创造超过2.5万亿美元的市场价值，燃料电池 汽车 将占据全球车辆的20%~25%，每年为交通运输行业贡献至少三分之一的碳减排。

西门子能源正在通过构建电能多元化转化系统（Power-to-X）的基础设施帮助客户实现其去碳化目标，并为全球范围内的跨行业去碳化做出贡献。西门子能源拥有面向可持续的、零碳排放的能源供应所有核心技术，从可再生能源、高效燃气电厂，到输配电和低碳的能源工业应用关键设备和解决方案，再到高效的电解水制氢解决方案。

在中国实施首个兆瓦级绿色制氢项目

氢能产业在整个能源行业的地位已逐渐提高。截至2021年初，全球已有30多个国家发布氢能产业发展路线图。日本和欧盟均已公布氢能战略，对2030年和2050年的绿氢产量和氢能源 汽车 的普及率提出具体目标。

去年，国务院办公厅及国家能源局等颁布了《新能源 汽车 产业发展规划（2021-2035年）》《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见（征求意见稿）》等支持政策，鼓励推广绿氢、分布式能源、燃料电池等重点技术的研发和商业应用，氢能产业将迈入商业化和规模化发展的新阶段。

推广绿氢使用的一大难点在于如何降低成本。对此，赵作智博士以光伏发电成本下降举例对照，一是技术的创新突破，二是规模化应用的效应。“将需求端培养起来以后，能够有效拉动供给端，规模化效应就起来了。”他认为，绿氢的成本在于电解槽设备和用电成本，其中，可再生能源产生的绿电成本高低，以及设备的利用小时数，是最大的影响因素。

今年4月，BloombergNEF发布的氢能平价更新报告，建模预测了15~28个国家未来的绿氢降本路线，表示到2050年绿氢价格将低于天然气、灰氢和蓝氢，届时，绿氢成本将较现在降低85%，低于1美元/千克。报告同时表示，到2030年，从成本上来讲蓝氢项目的必要性将大大降低了。受益于光伏成本的大幅降低，未来绿氢降本有望提速。

在碳达峰、碳中和目标的推动下，广东、上海、浙江、江苏、山东等30个省份将氢能写入“十四五”发展规划，总产值规模将达近万亿元。此外，北京、河北、四川等省份还纷纷出台了氢能产业发展实施方案。

对于国内氢能市场的发展，赵作智博士表示，“中国是很好的一块土壤，我们有政策、有资本，也有??各行各业，一些领军企业也有意愿去尝试一些新技术，有资金、有人才、有市场，未来，随着技术的进步，绿氢的发展潜力十分巨大。”

据了解，西门子能源专注于三大领域的技术创新，一个是低碳或零碳的发电；第二是低碳环保的输电；第三是针对工业领域的去碳化，尤其是油气、化工、造纸等能源密集型行业。

赵作智博士透露，目前，西门子能源在国内布局，主要是通过和领军企业合作，发挥各自优势降低成本，推进技术应用。在实现双碳目标的背景下，业内遵循着需求拉动供给的规律，以技术解决方案节能降本，推动应用规模化的形成。

2019年9月，西门子与国家电力投资集团（“国家电投”）签署《绿色氢能发展和综合利用合作谅解备忘录》。双方计划进一步拓展绿色氢能项目的合作。

2020年8月，西门子能源与中国电力国际发展有限公司（下称“中国电力”）旗下的北京绿氢 科技 发展有限公司签署协议，为中国电力氢能创新产业园提供一套橇装式质子交换膜（PEM）纯水电解制氢系统“Silyzer 200”。这一项目所在的北京市延庆区是将于2022年举行的大型 体育 赛事的三大赛区之一。西门子能源的绿色制氢解决方案将帮助确保赛事期间和赛后的公共交通运营所需的氢能供应。

据介绍，这是西门子能源在中国实施的首个兆瓦级别绿色制氢项目，设备已经运达现场，在安装调试后将很快投入运营。作为该制氢-加氢一体化能源服务站的核心设备，西门子能源提供的PEM纯水电解制氢系统Silyzer 200能够以高能量密度和运行效率实现工业规模的高品质氢气生产。此外，该制氢系统具有快速响应能力，带压启动至稳定运行时间不超过1分钟，并可直接与可再生能源耦合。

展望未来发展，“绿氢方面，我认为中国会引领整个世界。现在领先的是中国和欧洲，这两个市场有他们自身得天独厚的地方，两边一起来、两家火车头一起拉动，这也符合一个整个中欧合作的一个大框架。”赵作智博士说。

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制造企业如何利用可再生能源

制造业历来便未达到其所应有的绿色环保水平，其产生的废气、废旧化学品、金属或材料排放会污染水源，破坏地球。

尽管这并不意味着有大量公司在非法倾倒工业垃圾，但制造企业在其他方面也导致全球变暖。事实上，从空气污染，到使用化石燃料和过度用水，这一切都让制造业背负上了伤害大自然的恶名。

然而，随着阻止气候变化的时间已所剩无几，许多公司已经开始反思自己的经营方式。对于制造企业而言，利用可再生能源是扭转这一局面的一种方式。本文将简述其主要原因。

为什么使用环保能源很重要

使用可再生能源是减少对环境影响最重要的举措，对企业来说尤其如此。

通常情况下，工厂需要大量电力、水资源和天然气来供电，而电力是全球温室气体的最大来源之一。这是由于燃烧化石燃料会释放二氧化碳，对地球造成极大的破坏。环保能源不仅能拯救地球，还有益于企业。

可再生能源的成本随时间而降低，原因不仅在于其价格更为低廉，还在于石油泄漏风险和相关成本也有所下降。此外，政府也采取了一些措施，帮助推广绿色能源。

环保能源的分类

首先应区分清洁能源、可再生能源和绿色能源。清洁能源是不会污染空气的能源；绿色能源来源于太阳能、风能等自然资源；可再生能源来源于生物燃料等可回收资源。然而，环保能源的来源可能超出你的想象。

1 太阳能

如果太阳从未升起，世界便不会存在。因此，太阳能值得人类依赖。

太阳能指吸收太阳的能量来发电。特别是在炎热的气候条件下，地球吸收的太阳能足够为人类供电。

2 风能

风能是另一种常见的环保能源。由于大风天气颇多，所以风力发电场在英国很常见，在该国国家电网中占有很大比例。

3 水能

水力发电经常用于商业活动，因为比起风能和太阳能，利用水力发电为工厂等商业场所提供能源更具可行性。

水力发电需要建造水坝和水库，以控制驱动涡轮机的水流，产生电力。比起潮汐能或河流能源，水能的持续性更强，能够成为更加可靠的企业能源来源。

4 生物质能

生物质能通过燃烧有机材料生产能源，这比燃烧化石燃料清洁得多。通过将农业、工业和生活废弃物转化为能源，企业能以更具吸引力的价格获得电力。

例如，如果农场产生大量动物粪便，那么还有什么方法能比将这些粪便作为生物燃料更好呢？事实上，不仅是农业部门正在转向生物质能，许多制造业企业也在进行这种转变。

5 潮汐能

潮汐能利用潮汐的涨落来生产能源。海洋中的洋流使得涡轮机和桨叶在水下旋转，从而产生电力。

尽管利用天然资源是很好的方法，但潮汐能目前仍处于起步阶段。因此，完全依靠潮汐能为企业供电可能尚需时日。

环保能源的优势

人们通常认为，推广绿色环保会给企业带来额外的开支，然而情况恰恰相反。事实上，可再生能源有益于 健康 ，对企业的利润和生产率也会产生积极的影响。

除了能减少温室气体排放量和臭氧层空洞之外，使用绿色能源也有助于改善空气质量。

空气质量低下是大多呼吸道疾病（如哮喘）、心血管疾病（CVD）和肺癌的罪魁祸首。通过改善空气质量，可以减少员工由于空气质量低下而遭受的痛苦，提高员工工作效率和企业生产率。

环保能源对企业的有益之处

推广绿色环保不仅能让工作者愈发 健康 快乐，还能帮助企业更轻松地规划其财务状况。

与石油、天然气和汽油等化石燃料的成本波动不同，绿色能源往往更易获得，因此其市场价值更稳定。这意味着企业能更轻松预测并规划其利润与亏损。

此外，可再生能源(尤其是生物质能)无须长途运输，这意味着与运输相关的成本也会降低。

更重要的是，企业还可以提升自身的品牌影响力，用绿色形象吸引更多顾客。随着越来越多消费者对制造商及其产品的期待值增高，走向绿色环保对利润的影响可能超越人类的想象。

什么是能源净化

能源净化（energy scrubbing）是在释放废气之前去除其中的有害化学物质的过程。

因此，良好的工业气体净化和热力系统能够净化能源，清除高达99% 的有害化学物质，也可冷却气流。

对于无法转向环保能源的企业来说，这是一个很好的选择，可以帮助减少有害化学物质的负面影响。

什么是碳补偿

除了能源洗涤，另一种减少企业对环境影响的方法是碳补偿（carbon offsetting）。

碳补偿是指通过一种活动来平衡碳排放量的过程，这一过程有助于减少工厂的碳排放量。

尽管这可能意味着企业产品可能不得不以更高的价格或更低的利润出售，但是碳补偿有助于减缓全球变暖，保护栖息地，甚至可能在吸引具有新型环保意识的消费者方面大有助益。

 乙醇是可再生能源。

可通过含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等，也可用制糖厂的废糖蜜，或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解、发酵，即可制得乙醇。发酵液中的质量分数约为6%~10%，并含有其他一些有机杂质，经精馏可得95%的工业乙醇。

乙醇在常温常压下是一种易挥发的无色透明液体，低毒性，纯液体不可直接饮用。乙醇的水溶液具有酒香的气味，并略带刺激性，味甘。

乙醇易燃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。乙醇能与水以任意比互溶，能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶。

乙醇比较常见的用途有：

一、白酒等饮料

乙醇可以用于食用，如酒。白酒的度数表示酒中含乙醇的体积百分比（西方国家常用proof表示酒精含量），通常是以20℃时的体积比表示的，如50度的酒，表示在100毫升的酒中，含有乙醇50毫升(20℃)。

二、消毒

广泛用于医用消毒（体积分数为75%±5%的乙醇溶液常用于医疗消毒）。70~75%的酒精用于杀菌，例如75%的酒精在常温（25℃）下，一分钟内可以杀死大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、白色念球菌、铜绿假单胞菌等。

三、汽车燃料

乙醇可以调入汽油作为车用燃料。美国销售乙醇汽油已有20年历史，我国高粱乙醇在汽油中占10%。

四、食用

乙醇能作为良好的有机溶剂，所以中医用它来送服中药，以溶解中药中大部分有机成分。

除了核能、潮汐能、地热能之外，人类活动的基本能源主要来自太阳光。像生物能和煤炭石油天然气，主要透过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力，水力，海洋潮流等等，也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。

木材

柴是最早使用的典型的生物质能源，烧柴在煮食和提供热力很重要，它可让人们在寒冷的环境下仍可生存。

役用动物

传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外，亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。

水能

磨坊就是采用水能的好例子。而水力发电更是现代的重要能源，尤其是中国、加拿大等满是河流的国家。

风能

人类已经使用了风力几百年了。如风车，帆船等。

太阳能

自古人类懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。

地热能

人类很早以前就开始利用地热能，例如利用温泉沐浴、医疗，利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。

海洋能

海洋能即是利用海洋运动过程来生产的能源，海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、海洋温差能和海水盐差能等，一些沿海国家的海岸线，就很适合用来作潮汐发电。

生物能

生物质能是指能够当做燃料或者工业原料，活着或刚死去的有机物。生物质能最常见于种植植物所制造的生质燃料，或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物。许多的植物都被用来生产生物质能，包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和沼气（甲烷）牛粪等。

发达国家发展低碳经济的做法与经验借鉴

[内容提要] 大量的化石能源消费排放的CO2破坏了地球大气的碳平衡,引发

全球变暖,威胁人类生存。在气候问题备受关注的国际大背下,发展低碳经济越来越受到国际社会的重视。发达国家对于发展低碳经济已经有了一定的经验,中国作为温室气体排放大国,在向低碳经济转型中,面临着特定的制约因素。因此,中国要借鉴发达国家发展低碳经济的成功经验,积极开展低碳经济发展的相关政策和技术研究,探索适合国情的低碳经济发展之路。

[关键词] 低碳经济 中国经济 可持续发展

低碳经济的概念及特征

为了应对气候变化给人类环境带来的巨大挑战,英国于2003年颁布了《能源白皮书(英国能源的未来———创建低碳社会)》,率先提出了“低碳经济”。虽然该白皮书没有为“低碳经济”提出明确的概念,但溪低碳发展模式制定了较为详细的长远目标和路线图,希望把英国转变为一个低碳经济体,并积极推动“低碳经济”的全球发展。此后,其他欧洲国家及日本也纷纷提出发展低碳经济和建设低碳社会的设想。

随着低碳经济实践的进展,低碳经济的内涵不断得到拓展。目前大多数学者认同的内涵主要包括三方面:①发展低碳经济的关键在于降低单位能源消费量的碳排放量(即碳强度),通过碳捕捉、碳封存、碳蓄积降低能源消费的碳强度,控制CO2排放量的增长速度。②发展低碳经济的关键在于促进经济增长与由能源消费引发的碳排放脱钩,实现经济与碳排放错位增长,通过能源替代、发展低碳能源和无碳能源控制经济体的碳排放弹性,并最终实现经济增长的碳脱钩。③发展低碳经济的关键在于改变人们的高碳消费倾向和碳偏好,减少化石能源的消费量,减缓碳足迹,实现低碳生存。

可以认为,低碳经济是一种由高碳能源向低碳能源过渡的经济发展模式,是一种旨在修复地球生态圈碳失衡的人类自救行为。它的核心是在市场机制基础上,通过制度框架和政策措施的制定及创新,形成明确、稳定和长期的引导和鼓励,推动提高能效技术、节约能源技术、可再生能源技术和温室气体减排技术的开发及运用,并促进整个经济朝向高能效、低能耗和低碳排放的模式转变。

低碳经济作为一种新的经济发展模式有以下特征:一是经济性,包括两层含义:①低碳经济应按照市场经济的原则和机制来发展②低碳经济的发展不应导致人们的生活条件和福利水平下降。二是技术性:也就是通过技术进步,在提高能源效率的同时,降低CO2等温室气体的排放强度。三是目标性:发展低碳经济的目标应该是,将大气中温室气体的浓度保持在一个相对稳定的水平上,不至于带来全球气温上升影响人类的生存和发展,从而实现人与自然的和谐发展。

发达国家发展低碳经济的做法

1 政策引导、法律规范低碳经济发展

英国是低碳经济的倡导者,也是最积极推动低碳经济发展的国家。2007年,英国推出全球第一部《气候变化法案》,2008年开始实施,从而成为世界上第一个拥有气候变化法的国家2009年4月,英国又成为世界上第一个立法约束“碳预算”的国家。2009年7月15日,英国政府又正式发布了《英国低碳转换计划》,英国能源、商业和交通等部门还在当天分别公布了一系列配套方案,包括《英国可再生能源战略》、《英国低碳工业战略》和《低碳交通战略》等。

日本近年来不断出台重大政策,将重点放在低碳经济上。2004年,日本发起的“面向2050年的日本低碳社会情景”研究计划,其目标是为2050年实现低碳社会目标而提出的具体对策。2008年5月,日本政府资助的研究小组发布了《面向低碳社会的十二大行动》。2009年4月,日本又公布了名为《绿色经济与社会变革》的改革政策草案,目的是通过实行减少温室气体等排放措施,强化日本的低碳经济。

美国虽然没有签署《京都议定书》,但近些年来,美国十分重视节能减碳,如2005年通过的《能源政策法》,2007年7月美国参议院提出了《低碳经济法案》,2009年6月美国众议院通过了《美国清洁能源安全法案》。美国国务卿表示,美国政府致力于支持清洁能源技术和低碳经济发展,以应对全球气候变化。

2 重视低碳技术的研制开发

在低碳技术的研发中,欧盟的目标是追求国际领先地位,开发出廉价、清洁、高效和低排放的能源技术。英、德两国将发展低碳发电站技术作为减少CO2排放量的关键。他们认为,煤在中期和长期内仍将继续发挥作用,因此必须发展效率更高、能应用清洁煤技术的发电站。为此,英、德政府调整产业结构,建设示范低碳发电站,加大资助发展清洁煤技术、收集并存储碳分子技术等研究项目,以找到大幅度减少碳排放的有效方法。[1]

日本作为推动低碳经济的急先锋,每年投入巨资致力于发展低碳技术。根据日本内阁府2008年9月发布的数字,在科学技术相关预算中,仅单独立项的环境能源技术的开发费用就达近100亿日元,其中创新型太阳能发电技术的预算为35亿日元。目前日本有许多能源和环境技术走在世界前列,如综合利用太阳能和隔热材料、大大削减住宅耗能的环保住宅技术,利用发电时产生的废热、为暖气和热水系统提供热能的热电联产系统技术,以及废水处理技术和塑料循环利用技术等。这些都是日本发展低碳经济的重要优势。此外,日本还持续投资化石能源的减排技术装备,如投资燃煤电厂烟气脱硫技术装备,形成了国际领先的烟气脱硫环保产业。

美国高度关注市场机制下温室气体减排的能源有效利用的技术创新,政府制定了低碳技术开发计划,成立了专门的国家级有关低碳经济研究机构,为从事低碳经济的相关机构和企业提供技术指导、研发资金等方面的支持,从国家层面上统一组织协调低碳技术研发和产业化推进工作。美国是世界上低碳经济研发投入最多的国家,2009年2月联邦政府向国会提交了它的2010年(2009年10月1日实施)年度预算。根据该预算,仅对清洁燃煤技术的研究就提供了150亿美元的拨款。[2]目前美国正在加速下一代发电技术的研究、开发及示范,计划在2012年建成世界上第一个零排放发电厂。

3 把发展可再生能源作为降碳的重要举措

英国是一个岛国,气候多变,能源不足,很重视可再生能源的发展。2009年英国公布的“碳预算”中,提出到2020年可再生能源供应要占15%,其中30%电力来自可再生能源,相应的温室气体排放要降低20%,石油需求降低7%。英国风力资源丰富,第一个海上风力发电站于2000年12月开始建设,经过近10年的发展,英国已成为全球拥有海上风力发电站最多、总装机容量最大的国家。目前英国陆、海风力发电站的电量足够供应150万家庭使用。按计划,2009年到2012年间,英国将投资90亿英镑用于发展海上风力发电,向280万家庭供应电力。英国政府从政策和资金方面向可再生能源倾斜,确保英国在可再生能源发展方面处于世界领先地位。

德国2004年通过了可再生能源法,保证可再生能源的地位。确定了以下几个重点领域:①大力发展风能,促进现有风力设备的更新换代。②将清洁电能的使用率由2004年的12%提高到2020年的25%~30%,将热电年供的使用率提高25%。③至2020年,建筑取暖中使用太阳能、生物燃气、地热等清洁能源比例由2004年的6%提高2020年的14%。目前,可再生能源工业正在德国迅速发展,可再生能源占整个德国能源消费的比重在逐年提高,已由2003年时的3.5%提高到2008年的8.7%。发电行业中使用可再生能源所占的比重在2008年时已达到17%。

日本是世界上可再生能源发展最快的国家之一。2009年4月,日本政府推出“日本版绿色新政”四大计划,其中对可再生能源的具体目标是:对可再生能源的利用规模要达到世界最高水平,即从2005年的10.5%提高到2020年的20%。日本在可再生能源方面注重发展地热、风能、生物能、太阳能,尤其以太阳能开发利用为核心,提出要强化太阳能的研制、开发与利用,计划太阳能发电2020年比现在增加20倍。为了实现这个目标,日本政府在积极推进技术开发降低太阳能发电系统成本的同时,进一步落实包括补助金在内的政府鼓励政策,强化太阳能利用世界前列的位置。

4 运用经济手段剌激低碳经济发展

(1)碳税。开征碳税被发达国家认为是富有成效的政策手段。碳税是一种混合型税种,它的税率由该能源的含碳量和发热量决定,不同的能源由于含碳量和发热量不同,会有不同的税负,低碳能源的税负要低于高碳能源的税负。近几年,英国,美国、日本、德国、丹麦、挪威、瑞典等发达国家对燃烧产生的CO2的化石燃料开征国家碳税,如英国对与政府签署自愿气候变化协议的企业,如果企业达到协议规定的能效或减排就可以减免80%的碳税。

(2)财政补贴。政府对有利于低碳经济发展的生产者或经济行为给予补贴,是促进低碳经济发展的一项重要经济手段。英国对可再生能源的使用采取了一系列财政补贴措施。如英国的电力供应者被强制要求提供一定比例的可再生能源(由2005—2006年的5.5%提高到2015—2016年的15.4%)。与此相应,英国政府对电力供应者提供了一定补贴。丹麦在能源领域采取了一系列措施推动可再生能源进入市场,包括对“绿色”用电和近海风电的定价优惠,对生物质能发电采取财政补贴激励。加拿大自2007年起对环保汽车购买者提供1000~2000加元的用户补贴,鼓励本国消费者购买节能型汽车,减少CO2排放。

(3)税收优惠。对低碳经济发展实施税收优惠政策是发达国家普遍采用的措施。美国政府规定可再生能源相关设备费用的20%~30%可以用来抵税,可再生能源相关企业和个人还可享受10%~40%额度不等的减税额度。欧盟及英国、丹麦等成员国规定对可再生能源不征收任何能源税,对个人投资的风电项目则免征所得税等。[3]

总之,发达国家通过采取以上政策措施,在发展低碳经济方面的成效开始逐步体现。2006年以来,几乎所有的斯堪的纳维亚国家(丹麦、挪威和瑞典)以及比利时、荷兰、瑞士和英国的单位GDP碳排放增长趋于下降。瑞典和荷兰的碳排放已保持稳定,而在很难控制的运输行业,瑞典和日本已经稳定住了碳排放。

中国发展低碳经济面临挑战

中国作为世界第二大能源生产国和消费国,第二大CO2排放国,高度重视全球气候变化问题。中国先后于1998年签署、2002年批准了《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》。2007年6月中国发布实施《中国应对气候变化国家方案》,成立了由国务院总理担任组长的国家应对气候变化领导小组,并提出在“十一五”规划(2006—2010年)期间单位GDP能耗降低20%。在当前国际金融危机的形势下,中国也没有放松对气候变世界经济与政治论坛 2009年第6期化的重视,在新增加的4万亿刺激经济投资计划中,国家安排了5 800亿元用于节能减排、生态工程等与应对气候变化相关的项目。但是结合中国现阶段的实际情况,中国发展低碳经济还面临着严峻挑战。[4]

第一,发展阶段的挑战。目前,中国正处在工业化发展的加速阶段,人口基数庞大,减少贫困、发展经济、满足就业、提高全体人民的生活水平、实现国家的现代化仍然是中国面临的最大任务。研究表明,即便实现“十一五”节能减排目标,中国也只能做到相对的低碳经济发展。如果GDP的增长速度按9%来计算的话,即使我们每年能源强度下降4%以上,到2010年,总的CO2排放还会比2005年增加20%以上。这意味着中国温室气体排放总量将在一个比较长的时期内保持持继增长的趋势。

第二,能源结构的挑战。煤炭是我国的最主要的能源,主要是我国是世界上产煤大国之一,仅次于美国位居第二。在我国国内,长期以来形成了以煤炭为主的能源结构,到目前为止,我国能源供应仅以煤为主,在我国能源消费中,煤炭占70%以上。以煤炭为主的能源消费结构和单一的能源消费模式带来了严重的环境污染。由于煤的碳密集程度比其他化石燃料要高得多,单位能源燃煤释放的CO2是天然气的近两倍,以煤炭主为的能源结构必然会产生较高的排放强度。

第三,技术水平的挑战。我国研发和创新能力有限,总体技术水平不高,这是我国由“高碳经济”向“低碳经济”转型的最大挑战。尽管《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》要求发达国家向发展中国转让技术,但执行情况并不乐观。目前,我国与发达国家在低碳技术方面还存在较大落差。比如,在电力行业中煤电的整体煤气化联合循环技术、高参数超临界基组技术、热电多联产技术等,中国仍不太成熟可再生能源和新能源技术方面,大型风力发电设备、高性价比太阳能光伏电池技术、燃料电池技术、氢能技术等,与发达国家相比有不小差距。[5]

第四,强制性减排的挑战。虽然中国作为发展中国家在过去的10年中暂时没有强制性减排的任务,但是这样的时间最多不会超过2020年。伴随着我国经济的快速发展和能源需求量的持续增长,CO2的排放量也在不断增加。国际能源机构已经预测中国经济增长的能源消耗和CO2排放将在2010年左右超过美国。因此国际社会要求中国参与温室气体减排或限排承诺的压力与日俱增。

中国发展低碳经济的对策

(1)确立率先发展低碳经济的战略。从中国实际情况看,面对日益严峻的能源和环境约束,必须高度重视向低碳经济转型。各级政府都要把大力发展低碳经济作为建设资源节约型、环境友好型社会,增强可持续发展能力的重要举措,把发展低碳经济战略纳入国民经济发展总体规划,部署低碳经济的发展思路,为低碳经济的发展提供政策、制度、资金和组织保障。要大力开展低碳宣传,提高全社会的环境意识和节能意识,引导低碳社会生活方式,倡导公众循环消费、低碳消费,例如,提倡开环保车、家庭节能等,实现消费方式的转型与可持续发展。

(2)积极采取强有力的经济政策手段。目前,我国低碳经济的发展缺少强有力的经济政策手段,如我国至今还没有像一些发达国家那样对能源企业制定强制性的绿色能源比例,也没有鼓励消费者使用低碳产品的补贴。因此,要借鉴发达国家的已有做法,加强政策扶持,提供有利于低碳经济发展的税收优惠、财政补贴等措施。开征碳税和推行碳交易是富有成效的政策手段,我国应考虑开征碳税,开征碳税的结果可以极大地降低CO2的排放,而且也增加了工业的能效以及竞争力。碳排放交易机制有利于各地区、各单位之间实现利益均衡,提高减排效率。我国要建立碳交易市场,加强对碳交易的管理。一方面,要规范交易规则,发展碳交易的中介机构,确保合理的交易价格另一方面,要建立绿色能源交易机制,把碳交易与激励发展清洁能源政策结合起来,调动全社会发展和利用清洁能源的积极性。

(3)加大可再生能源和核能的开发利用。开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。中国可再生能源资源丰富,据有关资料介绍,我国可开发的水电资源居世界首位,我国有丰富的风能、氢能、生物质能,海洋能等资源也居世界领先地位。但目前除水电得到相对较好的开发利用外,由于技术开发水平、使用成本等问题,可再生能源在我国能源消费构成中不到2%,远远低于8%的国际平均水平。因此,要集中力量,大力发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源。核电是一种不排放任何温室气体的高效和耐久能源。目前,全球核电发电量占总发电量的17.1%,发达国家比重更大,日本的核发电已占总发电量的36%,韩国占38%,美国占29%,英国占28%,法国占77%。但中国还以火力发电为主,燃煤的火电占总发电量的83%,水利发电占16%,核能发电只占1.8%,核电占总电量比重与发达国家相比落后20多年。[6]为此,我国必须从发展火电为主转变到以发展核电为主轨道上来,加快发展核能,大幅度提高核能消费比重,并加速形成产业化规模。

(4)加强低碳技术研发与创新。低碳经济的发展需要有坚实的基础研究做支撑。目前,我国低碳技术的研发能力较弱,为此政府要加强对国家级研究机构的长期投入,构建起国家级的低碳技术研究机构,整合国内现有的技术资源,协调开展基础性和公共性技术研发,并加强与企业的交流与合作,发挥政府和企业、基础研究与产业发展之间的纽带作用要加大清洁煤技术的开发利用。我国能源探明储量中,煤炭占90%以上,这种“富煤贫油少气”的能源资源特点决定我国能源生产以煤为主的格局将长期存在。因此,中国要大力发展煤炭洗选、加工转化先进燃烧、烟气净化技术,以此来大幅度减少CO2的排放加强国际技术交流合作,英国、美国等发达国家,具有成熟的低碳技术,中国要通过国际协商与合作机制,促进这些发达国家对中国的技术转让,增强低碳技术的国际引进、消化与二次创新。

(5)制定和完善有利于低碳经济发展的法律法规。要尽快建立和完善低碳经济的法律体系。发达国家在发展低碳经济的同时,都将立法作为推进低碳经济的重要手段。我国要加快低碳经济的立法工作,为发展低碳经济提供法律保证。要抓紧制定《低碳经济法》、《循环经济法》,制定《可再生能源法》的配套办法和标准,对于涉及能源、环保、资源等的法律需要做进一步修改,比如《环境保护法》、《环境影响评价法》、《大气污染防治法》、《煤炭法》、《电力法》等。通过立法、通过修改法律,通过采取行动落实这些法律,运用法律手段推进低碳经济的发展。

(6)大力植树造林,增加碳汇。碳汇是指由绿色植物通过光合作用吸收固定大气中的CO2,通过土地利用调整和林业措施将大气中的温室气体储存于生物碳库。据科学测定,一亩茂密的森林,一般每天可吸收CO267公斤,放出氧气49公斤,可供65人一天的需要。在《京都议定书》正式生效后的一系列气候公约国际谈判中,国际社会对森林吸收CO2的汇聚作用越来越重视,逐步将造林、再造林等林业活动纳入碳汇项目。因此,我国要大力植树造林,重视培育林地,特别是营造生物质能源林,在吸碳排污,改善生态的同时,创造更多的社会效益。

参考文献:

[1]任力.国外发展低碳经济的政策及启示.发展研究,2009(2)

[2]杨明钦.美国经济危机的复兴与应用清洁能源、节能技术的关系.中国能源,2009(4)

[3]熊良琼,吴刚.世界典型国家可再生能源政策比较分析及对我国启示.中国能源,2009(6)

[4]马建英·中国“气候威胁论”·世界经济与政治论坛,2009(3)

[5]金乐琴,刘瑞.低碳经济与中国发展模式转型.经济问题探索,2009(1)

[6]单宝.日本推进新能源开发利用的举措及启示.科学、经济、社会,2008(2)

文献来源：世界经济与政治论坛 2009年第6期

作者简介:徐冬青,江苏省社会科学院世经所副研究员