低碳与煤炭产业低碳发展

低碳与煤炭产业低碳发展第1页/共88页第一讲低碳相关知识第2页/共88页一、碳与碳循环碳：C；一种非金属元素，无臭无味的固体。无定形碳有焦炭，木炭等，晶体碳有金刚石、石墨。人体构成：分子角度：水66%；糖4%，脂肪10%，蛋白质17%，无机盐等3%元素角度：65%O，18%C，10%H，3%N第3页/共88页自然界：34.6%铁；29.5%氧；15.2%硅；12.7%镁；2.4%镍；1.9%硫；0.05%钛；0.027%碳大气：氮氧氩占99.95%，二氧化碳等不足1%第4页/共88页地球系统碳循环第5页/共88页二、温室效应太阳与地球距离：平均1.496亿公里（1个天文单位）地球获得太阳辐射的数量：比例1/22亿；在白天，每一秒钟内，到达面向太阳的地球大气顶层表面的能量为每平方米1370瓦特；均摊到整个地球，每秒钟到达每平方米表面的能量只有1/4，即342瓦特/平方米.秒。第6页/共88页地球的辐射平衡过程进入的太阳辐射=大气反射+大气吸收+地表反射+地表吸收

342瓦特/平方米.秒=77+67+30+168

地球热量平衡：大气吸收+地表吸收=外溢长波辐射

67+168=235根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律，地球黑体辐射功率235瓦特/平方米.秒相应的温度为-19oC。地球表面温度14oC与其黑体辐射温度-19oC之差31oC,即是温室效应，包含了地表与大气的相互辐射，功率约324瓦特/平方米.秒。第7页/共88页温室气体贡献温室效应的贡献：31oC=水汽21oC+二氧化碳7oC+臭氧2oC+其他人类活动造成的温室效应：CO2占63%，CH4占15%，N2O占4%，氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫（SF6）占18%。第8页/共88页三、气候变暖近100年，全球平均地表温度上升0.74℃过去50年升温率几乎是过去100年的2倍20世纪全球海平面上升0.17m第9页/共88页上海迎来最近10年来最早的夏天，入夏时间比30年前提早大约20天。这样的纪录早已不新鲜，刚刚过去的50年，是过去500年中最热的50年。按科学家认可的推算方法，全球平均温度将在2050年上升2摄氏度。冰川面积缩小。新疆天山冰川站，记录了从1959年至今的冰川变化数据，观测的结果证明，最近十多年来，冰川退缩明显。暖冬再也不是新鲜事。意大利多罗米特山脉上，第34届西亚斯波拉达雪地马拉松赛，不得不用起了人造雪。第10页/共88页世界“末日游”1南极洲：盖勒冰架和拉森冰架的面积正在迅速缩小。2坦桑尼亚乞力马扎罗山：非洲最高山脉乞力马扎罗山顶终年堆积着白雪，但是由于全球变暖导致积雪融化，它们有可能在15年内完全消失。闪闪发光的山第11页/共88页世界“末日游”3北极冰盖：北极冰山和冰盖的融化与全球变暖有关，这一现象将给北极熊等生物的栖息地带来严重威胁。4马尔代夫：海平面上升(每年3.5英寸)将在100年内让这些印度洋上的小岛不再适合人类居住。5威尼斯：这座意大利水上城市正在沉入亚得里亚海，不断上升的海平面将会让这种局面变得更加糟糕。第12页/共88页6阿拉斯加：据美国旅行社的报告显示，该国有数千人动身前往阿拉斯加州不断缩小的冰河和不断消融的永久冻土层。7澳大利亚大堡礁：海水升温导致颜色鲜艳的珊瑚礁褪色，到2050年，这一现象有可能会杀死95%的活珊瑚虫。第13页/共88页8奥地利基茨比厄尔：这里是世界上最令人生畏的滑雪道的故乡，这些滑雪道分别在位于阿尔卑斯山较低处的滑雪胜地。温度上升威胁着这些胜地的长期发展，2009年是1250年来它们遇到的最温暖的一年。9加拉帕哥斯群岛：水温上升导致珊瑚虫退色，造成海洋生物死亡。10巴塔哥尼亚：南美冰河面积也正在迅速缩小。第14页/共88页全球气候变暖的危害1、海平面上升，海岛国家面临被淹没的危险

2、暴雨、干旱等异常气候的增加：厄尔尼诺现象(ElNino)、拉尼娜现象（LaNina）

3、部分珍惜的遗传基因的减少4、沙漠化

5、水资源

6、热带传染病发生的增多（疟疾、霍乱等）

7、农作物病虫害8、能源危机第15页/共88页气候变化的原因：人类活动1990年：观测到的温度升高可能是自然活动或人类活动或两者共同造成的;1995年：有明显的证据可以检测出人类活动对气候的影响;2001年：新的更有力的证据表明,过去50年观测到的全球大部分地区增暖可能由人类活动产生的温室气体浓度的增加引起;2007年：将人为原因的可信度从66%提高到90%.第16页/共88页第17页/共88页第18页/共88页第19页/共88页四、能源形势第20页/共88页第21页/共88页第22页/共88页第23页/共88页第24页/共88页第25页/共88页第26页/共88页第27页/共88页第28页/共88页第29页/共88页第30页/共88页第31页/共88页第32页/共88页五、低碳经济低碳，指较低的含碳温室气体排放低碳经济，是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题，核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。

第33页/共88页促进低碳经济发展的法律制度框架和政策体系低碳技术标准体系；促进低碳经济发展的财税政策；支撑低碳经济发展的技术创新体系；低碳经济发展所需的市场环境和市场机制。低碳经济的要素第34页/共88页从国际发展动向整体上来看：减少温室气体排放正由科学共识转变为全球行动，相当数量的发达国家设定了减排目标并进行实质性的经济社会政策调整，部分发展中国家也在应对气候变化问题上行动起来，全球经济向低碳经济转型的大趋势逐渐明晰，其对国际经济格局和贸易规则的影响也开始显现。世界主要国家低碳经济发展政策第35页/共88页英国：2003年英国政府通过《能源白皮书》，正式提出实施低碳经济战略，并建立相应的原则和行动框架。原则：气候变化和能源安全是国际性问题；独立的、有法规环境的竞争市场是落实目标的最有效方式；政府可以通过碳交易的方式来解决市场问题；第36页/共88页行动框架：长期应对气候变化的国际框架；将CO2减排目标贯穿于整个经济活动；通过竞争和透明的国际市场取得更大进展；节约更多的能源；更多地支持低碳技术和提供合适的投资环境；2007年5月，英国政府发布了新版《能源白皮书》，提出了为实现能源安全和加速向低碳经济转型需采取的一系列国内外行动；第37页/共88页行动包括：节约能源；开发清洁能源；在竞争市场定价的基础上，确保能源可靠供应；具体措施包括：建立一个应对气候变化的国际框架，及强化执行欧盟温室气体排放交易计划；积极减少排放，为整个英国经济设定一个法定的捆绑式碳排放目标；设定一个为期五年的碳预算，确定CO2总排放量；在实现完全竞争和透明的国际市场方面取得进展；提供更好的信息、激励和管制，估算节能量；为低碳技术提供更多的支持，确保良好的能源投资环境；第38页/共88页2007年6月，英国在世界上领先制定了《气候变化法（草案）》，明确承诺到2020年削减26-32%的温室气体排放；到2050年削减60%；2009年英国发布《低碳转变规划》英国的低碳经济时通过政府引导、市场激励的方式来实施的，包括碳预算、碳信托、碳交易、碳税、鼓励低碳技术创新和应用，促进整体经济结构的转型；第39页/共88页美国：由下至上的低碳经济转型；各州先行，将低碳经济视为清洁能源发展的推动力；2002年美国清洁能源联盟成立，目前已发展成16个州、20个公共机构，支持太阳能、风能、生物质能、燃料电池等清洁能源项目和企业；第40页/共88页尽管在应对气候变化的国家承诺和义务方面，美国政府长期以各种理由保持较为消极的态度，然而美国也深知技术进步在未来世界政治经济竞争中的重要性；自2007年开始，布什政府应对气候变化的态度开始转向，包括高度关注市场机制下温室气体减排和能源有效利用的技术创新。这一方面是美国政府改善自身国际形象的举措，同时也反映出美国政府在应对气候变化方面的战略调整，第41页/共88页2007年在布什总统倡议下发起的主要经济体能源安全和气候变化会议。美国所倡导的涵盖所有主要经济体的全球应对气候变化的框架，力图着眼于其他主要发达国家长期在能源效率和可再生能源方面的技术和市场优势，在不削弱美国经济的比较竞争优势，通过其近年来大力发展的清洁能源技术，继续从根本上主导未来世界经济的发展。

第42页/共88页2007年国会已有９个关于气候变化及低碳经济的法案在审议之中；《美国气候安全法》在参议院进行讨论；2007年7月11日参议院提出《低碳经济法案》更是以低碳经济为名，明确促进零碳和低碳能源技术的开发与应用，并通过制度安排为其提供经济激励机制。虽然美国有关应对气候变化的立法过程仍然曲折并面临诸多挑战，但可以看出，发展低碳技术与低碳经济的思路以及相应的国家战略转型，已经得到了美国政府众多高层人士的重视。第43页/共88页《低碳经济法案》提出要控制美国的碳排放总量；目标：到2020年碳排放量减至2006年的水平；到2030年减至1990年的水平；法案还提出建立限额与交易体系，鼓励碳捕集与埋存技术开发等多项具体措施来发展低碳经济；第44页/共88页奥巴马上台之后，一改布什政府的能源政策，大力推动新能源法案。其多次明确提出通过积极发展替代能源来减缓气候变化、实现能源独立的立场和主张；其提出了旨在降低美国温室气体排放、减少美国对外国石油依赖的《美国清洁能源安全法案》，经过近三个月持续性磋商，美国众议院在2009年6月仅以219票对212票的微弱多数通过了该《法案》，该法案目前正在参议院审议；第45页/共88页《法案》包括的主要内容如下：温室气体排放控制的总体目标为，2020年时的温室气体排放量要在2005年的基础上减少17%，到2050年减少83%；可再生能源发展目标为，到2020年时，电力部门至少有12%的发电量来自风能、太阳能等可再生能源；建筑节能目标为，建筑节能2012年后新建成建筑的能效要提高30%，2016年后则需提高50%；第46页/共88页《法案》规定采用的主要手段为配额交易制，85%的排放配额将免费发放，只有15%的配额将被出售；《法案》划出10亿吨的国际碳补偿贸易空间，但在国际碳补偿贸易的“准入资格”方面作出了限定，碳关税概念出现；在2025年之前投资1900亿美元于清洁能源技术和能效领域。其中，在能效和可再生能源上投资900亿，在碳捕获和存储上投资600亿，在电动车及其他先进汽车技术上投资200亿，在基础科研方面投资200亿；颁布和执行新的建筑、家电和工业节能标准。第47页/共88页日本：与英国提出“低碳经济”的概念不同，日本认为需要依靠社会整体来推动减排，因此，提出“低碳社会”的概念；“低碳社会”是指在低碳排放、气候稳定条件下的富裕的可持续发展的社会；2007年5月当时的日本首相安倍晋三将低碳社会作为日本未来的发展方面；同年6月日本内阁通过《21世纪环境立国战略》，正式将低碳社会作为2050年的重点发展目标；第48页/共88页2008年7月日本政府在内阁会议上通过“低碳社会行动计划”，主要内容有；明确提出太阳能发展目标，2010年是07年的10倍，2030年是07年的40倍，通过加强技术开发、降低成本、落实补助金等来实现；2009年开始CCS实证试验，2020年前投入使用，成本降到1000日元/吨；2020年前大幅度提高电动汽车普及率，建设半小时充电系统；第49页/共88页大力发展核电；强化可再生能源标准和能效标准；2009年4月，在新建建筑设备中实行“最强者方式”提高能效；碳税和试行排放交易制度；第50页/共88页2009年民主党上台后将减排目标调整为2020年温室气体排放总量在1990年基础上减排25%；并在8月出台2010年产业经济政策重点，提出了实现低碳社会的具体产业政策和技术措施，将建设“低碳社会”和“稳定、健康、长寿社会”作为核心目标，提出建设“日本模式”和“低碳资源大国”，并将2010年确定为电动车元年；第51页/共88页日本倡导低碳社会的必要手段包括：加强公共交通网络建设；征收环境税和碳税；完善相关制度，促进有利于温室气体减排的经济活动；鼓励开发低碳产品和推广低碳生活方式；采用更紧凑的城市布局，以方便步行和自行车出行；在农村推广生物燃料汽车；引进高效、低价可再生能源；推动向家庭普及太阳能；推广高效热泵等；第52页/共88页一、开展相关立法，为低碳经济发展提供法律保障2007年6月，英国在世界上领先制定了《气候变化法（草案）》；美国众议院在2009年6月通过了《清洁能源安全法案》；发达国家发展低碳经济的主要政策总结第53页/共88页二、制定严格的能效和环境监管标准；欧盟则要求轿车的CO2排放到2012年降低至120g/Km；美国在2007年立法规定到2020年新出售的轿车和轻型卡车的燃油经济性提高31%；日本在很多产品的能效监管方面则采用“领跑者”方法，将本期最高能效定位下期的基准能效，即最低监管标准，鼓励能效提高；第54页/共88页三、征收碳税，构建绿色财税体系；挪威、瑞典、荷兰、丹麦、德国和英国等欧盟国家征收碳税，挪威从1991年开始对超过60%的碳排放征收了50美元/吨二氧化碳排放的碳税；部分欧盟国家特别是北欧国家还征收环境税；但对高耗能行业的税收折扣和豁免也很普遍；欧盟、美国、加拿大、新西兰和南非也在讨论研究相关税收；第55页/共88页四、实施碳排放交易，发现碳排放价格；前欧盟已完成了第一阶段的碳排放贸易，在第二阶段中的排放贸易中（2008-2012）将实施更为严格的总量限制，到2013年欧盟的排放贸易将扩展至所有欧盟成员国；美国除了开展自愿性的排放交易外，强制性的排放交易也在倡议之中。奥巴马政府计划通过排放许可，为可再生能源、能效和清洁汽车融资；专家估计到2020年美国碳交易市场将达到万亿美元的量级，为欧盟排放贸易量的2倍；第56页/共88页五、鼓励能效提高和可再生能源发展；欧盟提出到2020年将能效提高20%，同时将可再生能源比重提高3倍，达到20%的水平；美国有37个州政府设定了可再生能源的发展目标，联邦政府为能效提高和可再生能源发展提供财政补贴和税收优惠，比如对混合动力汽车的购买提供税收减免等。第57页/共88页六、增大研发投入；G7国家在过去的二十年内政府的R&D投入减少了30%，但是在清洁能源方面的投入却在增加；2009财年，日本产业经济通商省在低碳上的投入达到7173亿日元（约合66亿美元）；澳大利亚总理陆克文宣布政府将投入1亿澳元（约合8100万美元）进行碳捕捉和封存的研究；澳大利亚绿色汽车创新基金的投入则翻一番，5年投入10亿澳元；第58页/共88页我国低碳经济我国能否实行低碳经济？我国低碳能源的发展方向我国低碳产业农业、工业、能源、建筑、交通低碳技术碳捕集与封存(CCS)煤清洁技术可再生能源技术智能电网新电池适应气候变化与应对气候变化？第59页/共88页1、碳交易：把二氧化碳排放权作为一种商品，从而形成了二氧化碳排放权的交易，简称碳交易。即温室气体排放权交易，也就是购买合同或者碳减排购买协议(ERPAs）。合同的一方通过支付另一方而获得温室气体减排额。买方可以将购得的减排额用于减缓温室效应从而实现其减排的目标。2、碳交易机制：其一是联合履约(JI)，指发达国家之间通过项目的合作，转让其实现的减排单位(EUR)；其二是清洁发展机制(CDM)，指发达国家提供资金和技术，与发展中国家开展项目合作，实现“经核证的减排量”(CER)，大幅度降低其在国内实现减排所需的费用；其三是排放贸易(ET)，发达国家将其超额完成的减排义务指标，以贸易方式(而不是项目合作的方式)直接转让给另外一个未能完成减排义务的发达国家与低碳经济相关的概念第60页/共88页3、碳金融：为从碳减排权中获得能源效率和可持续发展的收益，全球开始建立碳资本与碳金融体系,碳排放权进一步衍生为具有投资价值和流动性的金融资产。目前碳排放权的“准金融属性”已开始显现，并成为继石油等大宗商品之后又一新的价值符号。4、碳税：碳税是一种污染税，排放的碳越多，付出的成本就越高。政府部门会先为每吨碳排放量确定一个价格，然后通过这个价格换算出对电力、天然气或石油的税费。由于征税使得使用污染燃料的成本变高，会促使公共事业机构、商业组织以及个人减少燃料的消耗及提高能源使用效率5、碳关税：与碳税不同，它指对在生产和使用过程中有大量温室气体排放的产品在贸易中征收关税。发达国家总是担心发展中国家在减排中出工不出力，如果发展中国家没达到发达国家的要求，就对其出口产品征收额外关税。这很容易变成阻碍全球商品流动性的新贸易壁垒第61页/共88页第二讲CO2的温室效应之争第62页/共88页一、碳减排的实质哥本哈根的趣闻天气不给力气候门“丹麦提案”“四国文本”两大集团争锋相对碳减排的实质：生存空间的战争？低碳阴谋？拯救世界之举？

第63页/共88页二、碳关税的实质2009年6月22日，美国众议院通过了《美国清洁能源安全法案》，根据这一条款，如果美国没有加入相关国际多边协议，自2020年起，美国总统将获权对来自未采取措施减排温室气体国家的钢铁、水泥、玻璃和纸张等进口产品采取“边境调节税”，即可以对这些产品征收“碳关税”。能源部长朱棣文的杰作第64页/共88页机电、建材、化工、钢铁等高碳产业几乎占据了中国出口市场的半壁江山。如果开征“碳关税”，作为美国的第一大贸易伙伴，中国出口必然会受到严重的负面影响。也难怪有人说“碳关税”是美国为中国量身打造的。据中国海关总署统计，2008年中国对美国出口额达2523亿美元，约占全年总出口额14285.5亿美元的17.7%。2008年中国对美国出口机电产品1528.6亿美元，约占中国对美国出口总额的60.6%，约占中国机电出口总额5386.6亿美元的31.5%，这恰是“碳关税”剑锋所指的“高碳产品”。第65页/共88页碳关税的实质美国贸易保护增加就业规避次贷危机欧盟第一个提出目的：重新平衡自由贸易条件与竞争之间关系生态帝国主义？第66页/共88页二氧化碳的罪和功杜牧《过华清宫》：一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来竺可桢解读中国千年气候变化：大变动的原因主要受太阳辐射的控制，小变动的原则与大气环流活动有关1975年由培生出版社出版的《全球变冷：又一个冰川世纪已经来临？我们能够渡过这一难关吗？》第67页/共88页潮汐气候效应理论“冰川”道具天文学观点地质学观点

第68页/共88页CO2浓度误导之嫌

从0.03%上升到1%，就算把地球上的石油和煤炭全部采掘完，全部烧了，估计仅能增加很小的比例在上亿万年的地球演化史上，二氧化碳浓度是大幅下降的二氧化碳浓度增加，对植物的生长却是有好处的第69页/共88页小结:如何正确看待温室气体和低碳问题CO2的温室效应是毋庸置疑的CO2浓度与地球温度的正相关性也是无需置疑的低碳发展不可逆转中国要灵活应对:把碳排放与能源、资源发展战略紧密结合起来,抓住机遇第70页/共88页第三讲煤炭产业低碳发展第71页/共88页煤炭碳足迹开采中的碳足迹:乏风排放\能耗\电耗\植被破坏\土壤破坏\固液废弃物排放洗选中的碳足迹:电耗\能耗\废弃物排放运输中的碳足迹:电耗\能耗利用中的碳足迹:CO2直接排放\电耗\能耗疑问:煤炭本身就是高碳,如何低碳化？第72页/共88页煤炭开发与利用的碳足迹矿区环境问题高效开采问题精细与高效加工问题碳捕集与处置问题第73页/共88页开采对植被、土壤、岩石三大碳库的影响植被碳效应：植被生长能力下降或者丧失土壤碳效应：有机碳流失、游离碳岩石碳效应：CH4、CO、CO2、NOx等第74页/共88页我国含煤国土面积55万平方公里，占国土总面积的5.7%。每年采煤塌陷/破坏土地130平方公里。开采不但对地表植被造成巨大破坏，而且对土壤造成频繁扰动第75页/共88页碳排放之一：开采导致的植被破坏据初步测算，每公顷林地年吸收CO2约9.2吨，那么每年煤炭开采将减少吸收CO2约35880吨（按照30%林地计算）全国现有采煤塌陷地约7000平方公里，每年减少CO2吸收644万吨我国每万吨煤塌陷土地4-5亩，减少CO2吸收约2760公斤/年第76页/共88页碳排放之二：开采导致的土壤碳库损失土壤是地球表面最大的有机碳库，全球土壤有机碳库为1.4-2.2万亿吨,是陆地生物碳库的大约3倍，大气碳库的2-3倍。考虑固碳减排问题决不可忽视土壤碳库的作用。采煤引起地表土壤丧失（露天开采）或者损失（井工开采），导致土壤有机碳含量减少，成为CO2排放源。按照每年土壤有机碳下降0.1%计算，我国采煤矿区土壤年CO2排放量达到7000万吨第77页/共88页