仇保兴：以城市为主体的“双碳”战略

本文是根据嘉宾现场演讲速记整理：

女士们、先生们，今天我和大家一起讨论的是“以城市为主体的双碳战略”。

什么才是好的碳中和路线图？我认为好的路线图应具备五个特征：

一是安全韧性，即系统建立以后经得起外界的冲击；二是成本需呈下降趋势；三是灰色系统（如传统能源）与绿色系统（如可再生能源）应能兼容并平稳过渡。我国的电力系统仍以煤电为主体，实现灰绿系统的兼容和平稳过渡至关重要；四是进口替代性；五是市场主体的广泛动员性。例如核电这样只能由少数企业参与的，无法广泛动员其他市场主体，这样是难以成功的。

如果满足这五个特性，那么中国城市的碳中和路线图，就能建立在行之有效的基础上。无论是海上风电、陆上风电、聚光太阳能，还是太阳能光伏，其成本都在迅速下降，尤其是太阳能光伏，十年间下降了十倍，随着钙钛矿电池技术的引入，成本有望进一步大幅下降。

实施以城市为主体的

碳达峰、碳中和战略的四点理由

第一，城市是人为温室气体排放的主角。城市本身就是人为温室气体排放的主角，根据联合国统计，城市所排放的温室气体占到人为温室气体总排放量的75%左右；

第二，我国的城镇行政管理范围包括农村和原野，西方城市管辖范围只局限于城市建成区，这样有利于因地制宜布局可再生能源和碳汇基地。例如，保定的农村管辖面积比城市建成区要大出15倍，我们可以在广阔的地域内调配碳汇、碳源和新能源基地；

第三，我国城市之间的竞争现在正转向GDP和减碳的双轨竞争。国家出台了不少激励政策，双轨竞争的趋势已经显现。例如长三角地区已经在竞赛谁先达到碳排放峰值，谁先实现碳中和。

第四，“从下而上”生成的碳中和体系与“从上而下”构成体系互补协同。如果保定能够率先打造碳中和之都，那么不仅其产业将得到提升，其样板也将能够推广到全世界。

目前，以城市为主体的双碳战略实施仍存在不足。现有的国际标准是C40组织在十几年前就制定的《城市温室气体核算国际标准》，该标准现在看来并不合理：第一，固定源能源内容杂乱；第二，供给侧与消费侧不分；第三，企业责任和市民行为减碳分不清楚；第四，现代化建筑可将产能和消费结合在一起，原标准无法合理核算。

以城市为主体的双碳战略的实施可分成“工业、碳汇和农村农业、建筑、交通、市政废弃物处理”五个模块。

不论是什么样的城市都有建筑、交通、废弃物处理与市政，可以平等地开展竞争。至于工业和农业碳汇可以根据不同城市的特点单独设置竞争标准。这样一来，新的技术、新的模式将不断涌现。

CCUS（碳捕获、利用与封存）技术的不确定性较大，收益不佳，但碳价格机制、光伏、风电等产业收益较好。只要进行合理的管理和组合，就可以保持产业竞争力。不要在硅片上竞价杀价，而应该通过组合来获得整体竞争力。此外，我们还可以利用一些低成本的碳封存方法，如利用海洋生物（如贝壳）进行碳封存，成本非常低，封存过程中不消耗任何能源。例如，一吨牡蛎的壳可以储存0.7吨的二氧化碳，且储存时间长达1000年。

另外城市间的竞争能提升新技术应用的合理性和投资效益，防止错误路径锁定。城市碳中和最大的难点在于工业文明思路的锁定，认为城市中心化、大规模就是好的。城市可通过数字技术创新应用，使减碳“三可”（可测量、可报告、可核实），多用信息、多发绿电。

例如，山西的庄上村的2兆瓦项目配置了高达717度电的储能，实现了调峰上网。不要小看这700多度电，这是十辆电动车储能能力。如果把农机改成电动化，十台农机就可以实现储能。农机大部分时间是空闲的，按照“自发自用余电上网”原则打造“产储调消一体化”的屋顶光伏系统新模式。反之如果农民屋顶上发出来的电不能自发自用而要全部上网，电网压力就很大，效果就会不理想。

碳  汇

中共中央、国务院9月22日文：森林蓄积量从2025年180亿立方米增加到2030年190亿立方米（每年3.6亿吨CO2）。森林碳汇每年只有约3.6亿吨可增加的碳汇，并没有我们想象的那么大，同时还要保证树木存活，难度很大，特别是降雨量少于500毫米的广大地区长不适宜大规模种树。如需远距离调水灌溉，那基本上就是一个高碳的行为，因为远距离的调一吨水就会产生半吨二氧化碳。同时我们要注意到，植物超过99%的水都是蒸发掉的，能够用来储碳的只有不到1%。效率最高的就是桉树，但是桉树在北方是不适宜生长的。如果所植的是果树或坚果树种，综合减碳效果效果明显。

但是如果“种”上太阳能板，一亩地的太阳能板折成碳汇就相当于15亩地的林地，相差15倍。所以华北地区“种”太阳能板比种树合理得多。

交  通

在交通方面，我们现在使用的许多氢能实际上是灰氢，是从石化燃料中提取的氢气，其碳排放更高。但如果是由风电和太阳能制造出来的，就变成了绿氢，碳排放将降低20倍。因此，将来我们需要追究燃料的“出生证”，这将成为一个万亿级别的产业。

电动车与内燃机车、燃油车相比，碳排放也要低20%，这是不可阻挡的一个趋势。从城市的占地面积来看，占地面积越小，碳排放越低，PM2.5排放越少效果越好。所以，中国密集的城市电动车是优选。

氢气储运成本太高及封闭空间易爆炸，不适合做人类的能源载体——这也是为何西方花了数百亿美元做研究，氢能却没有实现产业化的主要原因。一是储氢运氢成本高，比其它的燃料成本要高100倍，储罐及管路均需要特殊材料防止氢气的侵蚀渗透；二是安全隐患大。“氢气是炼油厂的魔鬼”，氢气是封闭空间爆炸极限最宽的气体（4%～74%）；假如带高压H2罐燃料电池车普及，已建成的地下停车场需改造；三是加氢站占地面积大，基础设施投资高昂。加氢站周围一定距离不能有居民。如需建设加氢站，则需数万亿美元投资。

正是由于以上诸多问题，我们需要换个思路来完成氢能源的发展，即人类要学习大自然把氢转化成绿色甲醇或者绿氨等稳定的氢化合物载体。只要将氢转化成绿色甲醇和绿氨就能轻易的储存、运输，同时也能低成本与煤掺杂进行混烧来大幅降低煤发电的碳排放。

建  筑

从建材生产运输到建造施工，再到建筑的后期维护，建筑行业在整个社会的能耗中占据了大约一半的比例。从每年建筑的全生命周期碳排放来看，中国的碳排放高于全世界的平均值，这是因为我国建筑80%以上是用钢筋水泥材料，而全球一半以上建筑是木结构。

图源：中国建筑能耗与碳排放研究报告（2023年）

从建筑的运行阶段来看，北方供暖所产生的二氧化碳排放是一个非常重要的问题。如果我们采取供热计量的方式，基本不需要额外成本的，可以削减1/3的二氧化碳排放，从而节约出1.6亿吨的二氧化碳排放量，相当于全国每年新增森林碳汇量的一半。绿色建筑本质上是一种气候适应性的建筑，如果再加上光伏板的应用，完全可以创造出正能建筑。这样的正能建筑在德国弗兰堡就已经存在，而弗兰堡的纬度与哈尔滨相当。如果在保定实施这样的建筑，其效益还会提高1/5以上。现在，这样的建筑已经比比皆是。有些建筑的朝北立面全部安装了光伏板，而且这些光伏板的复合成本已经与一般建材相差无几。我们实际上已经迎来了这样一个时代，但是建筑师、建造师、城市管理者可能还没有完全理解这一点。

新能源发展的关键瓶颈在于储能，如果储能技术跟不上，无论是化学储能、 液流电池还是锂电池，都会面临障碍。尽管电池的成本下降得比较快，但是我们在组织运用方式上存在问题。例如，抽水蓄能的成本越来越高，建设周期越来越长，现在每千瓦的成本已经达到了9000元，而且还在继续上升。然而，我们还有九万多座县城的水库没有得到充分利用，谁能够打破这个体制，谁就能让储能能力翻倍。

在建筑领域，社区是非常关键的一环。我们可以利用电动车作为储能设备，一辆电动车可以储存70度电。将风能、太阳能光伏与建筑进行一体化设计，同时利用电梯的下降势能和城市生物质发电，利用峰谷电价差，这样的微系统是可以赚钱的。太阳能公司应该转型成为能够提供这样系统解决方案的公司。

此外，建筑将来还可以做成“鱼菜共生”（Aquaponics）系统。这是一种新型的复合耕作体系，它把水产养殖（Aquaculture）与水耕栽培（Hydroponics）这两种原本完全不同的农耕技术，通过巧妙的生态设计，达到科学的协同共生，从而实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应。实验已经证实，二十多吨的鱼和四十多吨的菜可以共存。

废弃物处理与市政

城市与自然的对立，是生产、消费、降解三者的失衡。在废弃物处理市政方面，我们可以通过垃圾循环、水循环和材料循环，最大化地利用资源。

以“城市矿山”为例，我们每年生产10亿吨钢，如果储存十年，就会累积成120亿吨钢的储备。第二次世界大战期间全球才消耗了10亿吨钢。因此，我们完全有可能迅速摆脱对国外矿石的依赖。在钢材的使用上，我们也应考虑更加环保和耐用的材料。

在污水处理方面，我们可以采用集装箱式的污水处理设备，这种设备小型、分散、能够进行深度处理，并实现就地回用，宝贵的水资源得以循环利用。在日常生活中，我们也可以采取一些简单而有效的措施来节约用水。例如，在一个卫生间里安装一个小系统，把洗脸的、洗衣服的、洗澡的水再次回收利用，用于抽水马桶，就可以节约1/3的水。京津地区的水是南水北调而来，属高碳水，更应合理利用。小装置可以产生大作用，这就形成了基础的绿色产业。

在城市绿化方面，通过科学的绿化系统设计和分散网络化的布局，使得城市中的绿荫面积占到40%以上，从而有效地减少热岛效应。值得注意的是，虽然在大平原上种树可能不太划算，但在城市里种树却非常划算。因为城市中的水分大部分都会被蒸发掉，蒸发过程中会带走大量的热量，从而降低城市的温度。因此，我们应该将绿化系统改成分散网络化的布局，使得城市中的绿荫面积更大、更均匀分布，从而更有效地缓解热岛效应。未来，立体园林建筑也将成为新的建筑方向，发挥综合减碳作用。

展  望

通过合理的技术和配套政策，可以分为三步实现以城市为主体的碳中和。第一阶段：大部分城市人均碳达峰；第二阶段，电力系统碳中和，一半的城市实现碳中和；第三阶段，城市实现碳中和，交通系统碳中和。通过双向结合，围绕着城市碳中和行业从上到下的碳中和，再加上农村的碳中和，就可以实现全国的碳中和。

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THE END

编辑：小 智

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