本字幕由TME AI技术生成
Hello
大家好
欢迎来到碳笑风声播客第五期
我是尚伟
大家好
我是明浩
今天呢
我们来聊一个当下非常非常热门的一个话题
就是关于碳中和的问题
呃
其实从去年九月份
中国宣布要在二零六零年实现碳中和
呃
这个目标以来
实际上很多国家都承诺了他们的碳中和实现的目标
包括像之后的日本
韩国 欧盟
还有美国
呃
我们今天就这个话题呢
非常荣幸的邀请到了
呃
普林斯顿大学的博士后张川博士来和我们一起讨论
他们最近发表了一个非常新的关于美国实现碳中和的报告
呃
包括这个报告的主要内容和报告的这个模型的建立
以及中美碳中和实现对比的这样一个话题
师兄好 呃 伟好
呃 明浩好 呃
各位听众
大家好 呃
我叫张川
然后很高兴今天有机会在碳笑风生这个平台和大家交流
呃
很感谢两位博主的邀请
呃
我现在是在普林斯顿大学的阿里jer center energy and environment 做博后
呃
然后我自己呢
呃
本科和硕士阶段都是很工程的背景
呃
我的专业在国内叫所谓的能源与动力工程
然后在国外的话
就是属于mechanical engineering
呃
然后我博士期间呢
是在 呃
新加坡的南洋理工大学和英国剑桥大学一个联合培养的项目里边做生态工业园的能源系统优化
还是比较具体的一个区域的能源系统的优化
呃
然后我在二零一九年初博士毕业之后呢
来到普林斯顿做博后
然后一直在二零五零美国碳中和这个项目组里边
呃
做一些研究工作对
我觉得我们自己
然后包括我们很多听众都很好奇的一个问题
就每次我们请假去
大家都很好奇
就是 呃
你是怎么选择这个领域
当时就在读本科呀
或者在读博士也好
为什么对呃
这个方面的研究感兴趣
能不能给我们简单介绍一下
呃
其实我觉得跟大部分科研人员一样
就是选择科研方向
有的时候也是一个重力寻它千百度的过程
呃
我一开始呢
就像刚刚说的
不是科班的环境科学或者是宏观经济学的背景出身
然后做的呢
也是很偏工程的具体的东西
然后我博士阶段呢
在做去能源系统规划的过程中
渐渐发现
能源转型或者能源系统
它是一个很多维的东西
它不仅有技术的东西
然后也有经济学的东西
也有环境的东西
有政策的东西
甚至还有一些
呃 心理学
人文的东西
加上我自己其实一直虽然学的是理工科
呃
但我平时对一些
呃
相当于经史文哲这些人文艺术类的东西还挺感兴趣的
所以慢慢的就对这样一个交叉的方向产生的东西
然后相当于自然而然的
呃
也就是切换到了这个研究方向上
我想我们就直接进入正题去讨论
呃
美国实现碳中和的这个问题
其实这个报告应该是去年年底发布的
就是当时是一个出于什么样的想法
想要做一个关于美国实现碳中和报告的一个这样的一个结果出来
我们这个零碳美国的项目
或者 呃
英文叫ntzeo america
它的报告是在二零年的年底发
但其实这个项目的启动是在二零一九年的年初
大约在三月份的时候
然后其实更为准确的说
它不仅仅是有我美斯顿大学自己在做
然后还有其他的四五家机构
呃
我们当时启动的时候
一九年美国还在呃的trumpadministration
然后当时显然是没有国家层面承诺碳中和的这样一个事情
我记得当时可能零零散散的有一些州政府
然后有一些
呃 包括公司
然后这个电力公司啊
大约是油气公司
然后承诺了要进行碳中和的探索
然后我记得当时很有意思的就是
创普还
还时不时会在twitter 上就是说
说两句
就是关于这
这个个碳中和会毁了我们的国家呀
然后这个这这
这些东西西后做
我们当时就是说
做这个研究究出发点点就是说
我们想看一下
是不是真正在国个国家层层进行这样一一个零碳的能源转型
是不是是它成本本真是大到国家无法承型点
然后会超
超出现在一个数量级
这样一一个出发点
然后会这样一个大的的景景然
然后开展就就相当于国家能源系统建模的工作
然后需要回答答在国家层面的零碳转型到底可不可行
然后如果是可行的话
它的成本啊
呃
然后对国然资源基础设施啊
这些要求到底多多大
呃
然后从而为国家层面的能源转型提供一个参考
所以这个报告就是是得出来的一个主要的结论
呃
美国实碳中和和会有什么样的事情发生呢
这个报告的结论用一句话来讲的话就是
我们觉得在二零五零年实现美国碳中和是可实现并且可以转型的
呃
可实现的意思就是说
我们基于现有的技术和资源
能够找到一个实际可行的技术路线
然现从今天美国五十亿吨的二氧化碳排放
到五零年零碳的这样一个转型
然后
可承受的意思就是说
我们这个技术路线
呃
当然需要将不同的
比方说技术的
呃
建设速度啊
或者投资推到一个新的高度
呃
但是这个需要的改变不是一个不可企及的技文数字
然后不是说像有些人说的一样
呃
完全超出我们的能力
或者是不可做到的
这个就是说可承受的意思
呃 我想 这个 呃
关于二零五零美国实现碳中和是可实现并且可承受的
呃
是我们这个研究的
呃
最为主要的结论
对 我
我觉得这个还挺有意思的
我就在想这个
刚才这个可承受这个词
是一个挺有意思的词
就是我们直接读报告
然后大概是
如果记得不错的话
是说这个转型的成本大概是百分之二到百分之五美国gdp 的这么一个
这么一个水平
就
我不知道在团队研究的过程中
包括你们跟这种外面的人交流的过程中
别的人对这个数字是怎么看的
是大家都认为这是一个很低的数字
还是有人认为这是个很高的数字
还是有人觉得你们这个数字根本不可信
真不知道这个在经济成本这方面
大家是怎么看待这个问题
呃
在经济成本上
我觉得大部分人还是对我们的结果感到稍稍微有些意外的
呃
我们后面可能读报到我们这个研究还是有不同的对
呃
情景或者不同的路径我们有一个类似于标准的就是business at uural
就是说什么不变的情景
就是我们还是接着使用这么多的化石能源
然后不管碳排放的话
在这个情景下
其实它的能源的budget
就是能源的开销也要占到整个gdp 的百分之二左右
然后我们走另一条路线
我们说要到碳中和
然后我们不用这么多的化石
然后我们用更多的
呃
新能源的话
它的gdp 可能也到百分之三或者稍微多一点的样子
就他们两个大致在一个可比较的范围内
然后这个其实是很多人看了这个报告之后
会觉得
哦
其实它并不是
呃
就是一条路径比另一条路径高很多
或者说是超出很多这样子
对我这样的话
如果是百分之二到百分之三的这样一个路径
其实反过来讲
其实是一个蛮大的变化
相当于是一些情况下
相当于基准只能高到百分之五十
甚至可能在别的方法下
可能会更高一些
这其实还是一个相当有挑战的一个实现的
其实这里讲百分之二和百分之三的话
还是有一个绝对和相对的概念
一方面呢
从百分之二到百分之三确实是一个绝对值上很大的变化
因为它是占整个gdp 的比重
可能百分之一也是垂领就相当于万亿这种呃
级别的差别
但是另一方面有个相对的概念
如果我们把现在美国gd
呃
能源上的开开支或者预算也用在比方说是呃
医保啊和军费上的相比的话
它其实占的比重还是要小的
然后如果我们由于能源转型的带来一些
呃
公共健康上面的益处的话
可能可以就会减少用在医保上面的
呃 呃
Gdp 的开销
然后从而达到一个类似于这种可benefit
这个其实是一个隐藏的效应
我觉得
那我们接下来就其实可以去聊一聊
就是 呃
当我们说到实现碳中和的时候
到底我们要用哪些技术
哪些方式去实现这个碳中和
是怎么去设计美国实现碳中和的方
就是用路线图的
嗯 呃
我们这个研究的结果呢
我们把它分成了所谓的六个关键环节
然后这六个关键环节呢
分别是
第一个叫我们把它叫做需求侧的能效提升和电气化
这个主要还是从就是提升能源使用的效率
就相当于节流这一部分来讲
然后电气化呢
就是说能够用电的东西
尽量来用电
这个可能是大家现在都认可的趋势嘛
因为用电的效率还是要高一点
然后第二部分呢
叫清洁电力
呃
然后清洁电力呢
其实包括两部分
一部分
呃
是风电和光伏
然后包括这种
呃
就是可变的这种variable renewable energy
然后另一部分呢
我们 呃
自己喜欢把它叫做firm power
呃
就是可以依靠的firm 就是
呃 坚硬
就是美国超市如果买豆腐的话
Extra firm 就是特别硬的豆腐
然后就是
所以firm power 就是特别硬的电
就是你想要它有的时候
它始终有的电
然后就是包括这两部分
我们都把它叫做
呃 清洁能源
这个firm 是比方说煤电
或者是天然气
还有核电
对 然后
但是煤电和天然气都是带碳捕捉的
然后 呃
这是第二部分
就是清洁电力
然后第三部分呢
是生物质能源和磷碳燃料
就是
呃
基本上来讲的话
我们末端用能就两种形式嘛
一种是电的
然后另一种是非电的
非电的可能你无论最终是用热或者什么
然后可能还是需要液体燃料
碳氢化合物这些
然后 呃
所以我们就是说
怎么样用零碳的方式来制取这些呃
燃料
然后第四个部分呢
是
就是碳的补给
封存和利用
然后 呃
这里就是说
如何把各个行业各个环节产生的二氧化碳收集起来
要么把它进行地下的封存
要么把它进行进一步的利用
呃
然后第五个部分是
呃
非二氧化碳的温室气体
呃
包括甲烷啊
氟利昂这些
呃 然后第六
第六部分就是说我们的
呃
自然的碳汇
呃
其实这六个部分
我觉得是现在大家都认可
或者说是都都认为很重要的方面
然后我们这个研究呢
就是说在这六个方面
一方面给出了一些量化的东西
就是说 呃
我们量化了具体比方说五零年需要的
需要的呃
风电是今天的多少倍呀
呃
然后我们电气化可能要占的比例是多少啊
呃
然后再一个就是
我们还是就相当于把这六个给它整合成了一个大的整体
然后在 呃
国家层面量化了他们之间的一些
呃
互相依存的关系
呃
然后我说互相依存的话
就是说它们不是质解
尤其在将来的一些能源的整体框架里面
我们比方说我们这里面讲清洁电力是一个支柱
然后所谓的一磷碳燃料
呃
这里包括氢能是一个支支柱
但其实未来它们是交叉在一起的
因为很多清洁电力
你包括太阳能和风能
它的消纳是依赖于电解水制氢来产生的
然后氢气呢
又反过来依赖于太阳能和风能
呃
这种廉价的清洁电力来产生
呃 呃 所以
其实这样一个关系
我觉得我先问一个其实我觉得挺无厘头的问题
但我其实很好奇
就是为什么你会选择就是用六个关键环节
不是比方说不选择五个
或者不选择三个这样的关键环节
因为
是因为六这个数确实比较急
但为什么要选六这个数
呃
是个很好的问题啊
我们一开始在我记得是在一九年年底
我们这个项目开会的
我们一开始还真总结了八个其实是
呃
但是后面呢
就觉得
就是说
呃
因为我们碳中和其实涵涵盖的行业部门和呃
利益相关者还是蛮多的
但不同的行业部门或者不同的利益相关者还是有
现在有自己的我们叫业务范围也好
或者是有自己感兴趣的熟悉的领域也好
比方说油气公司
他虽然对
他对碳中何感兴趣
但他一般可能他的业务专长在于
呃
呃
就是所谓的碳的就是主题啊
封存地下这一块
然后电力公司
它的 呃
业务专长或者是感兴趣的点在于清洁电力这一块
所以
我们还是最后是尽量按照这个stakeholder
就是相当于利益相关者的方式觉得
就是说
我们比方说第一个pillar
是可能一些做对
呃 能效啊
或者节能的公司
他会 哦
他会更关注这一块
然后第二个可能是utility company
就电力公司
他更关注这一块
然后我们基本上是是照照这样一个思路
最后决定
呃 来
来做六个的
然后就还是想向公众来传达这个信息的时候
每一个行业
或者每一
每一个利益相关者
都能找到自己
呃
感兴趣的部分
你还记得是砍掉了哪两个就是关键环节吗
从八个到六个的时候
呃
就是我们一开始的话
氢能是单独拎拎出来讲的
呃
但是后面的话
我们觉得氢能
它跟生物质
还有
呃
就是使用化石燃料加化石
化石燃料加碳捕捉这两个方式的话
其实都是公给磷碳燃料的方式
然后我们就把它给合并到一起的
呃
包括我们一开始其实是把清洁电力和传统的化石电力
就是说太阳能
风能 核电
然后和煤电
气电分成两个行业或者两个
呃
环节来讲的
但后来我们觉得
实际操作中
他们都是一一波人在做这个事情的
然后都是电力公司
所以我们就觉得没必要分开讲
就把它们也合在一起了
我觉得这个
这个六个taylor 对应六个industry
我觉得还挺有意思
然后我觉得在这个六个taylor 里
可能这个公众比较了解或者经常听到的就是这个
呃 电力这
这方面
尤其是 呃
太阳能 风能
我觉得可能大家很关心的一个问题就是
或者在很多人脑海中
这个碳中和的世界
就是所有都是这种清洁电力
比如说水能啊
风能啊
太阳能之类的
呃
然后包括我们在这个研究上
也有很少的研究者
他们会推动这种百分之百水电风这种
我就想说
能不能谈一谈
为什么多数的研究还是认为我们即使要达到碳中和
还是需要一些
呃
所谓的化石能源电力
或者是所谓的你们说的这种啊
Firm power
好的
就是 呃
后面可能我们还会提到情景设置的问题
或者说是情景设析的问题
其实我们这个研究里边也做了一个情景
就是像刚刚明浩
呃 所讲的
就是我们也用百分之百的水啊然景设置电这些
呃
它其实也是可行的
这个可行的问题就是说
一个是成本的问题
就是它的成本会比我们
呃
允许一些比方说核电啊
或者带碳捕捉的天然气啊
这样要高一些
然后再一个就是说它的可靠性的问题
就是说
呃
其实后面我们可能整个我们下面的讨论中
会讲到一些关于不确定性啊
可靠性的问题
就是完全用风电或者是呃
太阳能
我觉得最大的问题就是说
你可能在解决一些百年不遇或者是千年不遇的一些呃
小概率事件的时候
你整个的
呃
能源系统的可靠性就会降低到一个大家不能承受的程度
然后
呃
第二个方面
我想说的就是说
其实即使不是在百分之百可再生能源
就是说我们呃
允许其他的能源共同发展的时候
我们就会发现
其实 呃
整个模型
或者我们需要的太阳能和风能的装机容量
已经是远远高于美国历史上
甚至是远远高于中国历史上一年能装的最多的太阳能和风能的装机容量
可能比方说我们过去的话
我们一年最多的时候
呃
我可能数字不太准确
美国一年最多装了二十个g 瓦的太阳能
但是模型要求你在四十年
在四零年到五零年的时候
一年要装一百甚至更多的
就是基本上是五倍甚至说十倍与现在的呃
装机容量
那你有没有这个无论是国内制造也好
还是国外 呃
进口也好
有没有这么一些呃
装机制造的能力的话
我觉得是一个
呃
是一个问题
或者是一个问号
我觉得这个也是就是困扰
或者说是我觉得个人觉得是百分之百可再生他的呃
一个问题
所以我觉得这个非常有意思
就是其实能给我们一个感觉
就是每一年
或者到一个什么时候
我们要装多少的风电和光电的这样一个问题
就这个装机容量
如果和历史上最大的就是这个变化都相对来讲要非常大很多的话
其实我们还是需要付出很多努力的
我觉觉得能风光光
大家就是还是有这样的一个感觉
就是风光在装的越来越多了
但是像别的一些可能更新的燃料
比方说生物质燃料和氢能燃料的发展
我觉得可能大家不会很熟悉一些
就在这个研究之中
是怎么去思考美国未来
就比方说这些氢能发展
这个不是很成熟
这些技术是怎么样考虑虑
Yeah
在这个研究里边
其实 呃 氢能
生物质
我们都把它归到了就是所谓零碳燃料这一类了
然后在这个里边的话
我们自己的预测是到五零年的时候
在美国
呃 社会里面
大不多差不多末端用能里边是有一半的是用电的形式
然后另一半的话
是用我还是以呃
液体燃料或者化石燃料的形式来供给
然后在这个大的前提下
如果我们以零碳的方式来解决这个化石燃料的供给问题的话
基本上来说有三种方式
第一个就是我们用生物质的燃料
然后 呃
第二个就是我们用氢能
然后第三个就是我们接着用化石燃料
然但是配合碳捕捉
无论是化石燃料燃烧式的碳捕捉
还是直接空气呃捕捉
然后就相当于把它的碳排放给offset 掉
给抵沉抵消掉这样
然后我们的模型呢
在 呃
根据我们转型成本最小的一个对
呃
一个目标吧
然后会做出一个优化
就是说找到在相应的情况下
呃
应该用多少的氢
应该用多少的生物质
然后应应该用多少的化石燃料加碳捕捉这样一个
然后至于模型里边具体的讨论
讨论的就是说我们有哪些制氢的技术
然后有我们有多少的
呃
生物质转化的技术
呃
我这里可以简单提一下
但是我觉得
呃 呃
就是感兴趣的人可以去看我模型的我
我们项目的报告
然后里面会有一些具体的量化
就是说
然后我们氢气的蓝源方式的话
现在主要是三种
一种就是说
呃
Electrlosis
就是电解水
然后再一个就是天然气重整
呃 呃
然后配合碳捕捉
呃
然后第三个呢
就是生物质裂解
然后主要是考虑这种三种氢气的来源的方式
然后氢气的使用的话
然后我们会考虑的就会比较多
然后包括它在电力行业里面
呃
我们可以假设它一定的比例混合到天然气里面
甚至到我们模型假设到是假设到四零年之后
会有这种就是纯氢气的这种发电的机组的
这个技术是是可以上线的
然后 呃
它可以直接应用到电力发电行业里面
然后也可以
它可以和我们的二氧化碳一起进行这种以碳化学的转化
就是二氧化碳合成钾格
甚至说进一步的转化为更常链的碳氢化合物的液体燃料这些
嗯嗯
既然说到碳捕桌
我就想问一下
其实关于碳捕桌
其实是据我所知
其实模型里边一个非常重要的问题
比方说是像ibcc 他们那些报告里边
其实用了非常非常多的碳捕桌
然后因为你有了这些碳捕桌之后
其实你就可以
呃
之后的时候
呃
比方有这种
呃
负碳技术的时候
你前期就不需要那么的努力的减排这个
这种 呃
碳捕桌技术
最后在这个你们的报道里边是怎么考虑的
包括它的规模应该什么样
不是 呃
这个问题很好
就是
我也赞同
就是
可能就是说大家有的时候会批评
就是说在iam 里边
就是说在综合评估模型里边引入碳捕捉技术的话
其实会延迟人们一些行动
或者给人造成一种错觉
反正我我在将来某个时刻
会有一种技术来做这个事情的
然后 呃
给转型带来一些代价
但其实我们这个里边处理碳捕捉是这样的
我发现就是对这块的研究真的很有意思
就是其实在研究究捕捉捉个问题里面
一个最基本的问题就是
我们要看得到
呃
二氧化碳地下封存的供给曲线
这个供给曲线的意思就是说
我们要看在全美范围内
一共有多少吨的一下空间可储
储存多吨的二氧化碳
然后每储存一吨的二氧化碳
它的成本是多少
是多少美元
但其实我们在这个研究中发现
想得到一个大家都认可的供给曲线都是一个很难的事情
Yeah 呃
我们通过收集包括政府部门
然后包括部过研究报告
然后包括文献里面发现
大家其实对全美范围里面的碳地下封存二氧化碳的能力都是有很大的争议的
更别提封存的成本
所以最后我们也是综合很多方面
得到了我们自己认为一个比较合理的这种二氧化碳的呃
供给曲线
呃 来来 来
到我们这个研究里边
呃
然后再一个就是说
有了这样一个供给曲线之后
我们通过模型得到的结果的话
在碳捕捉 呃
利用这个环节
我们的研究结论是说
到五零年的时候
我们大约需要十亿吨的二氧化碳的捕捉
然后在美国今天的话
只有一些零零散散
可能是几百
呃
而且在电力行业是很少的
大部分都是在一些化工行业
或者是呃
采油行业可能有零零散散的一些碳捕捉
然后再一个就是将来的话
如果我们真的想要碳捕捉在
呃 嗯
零碳能源系统的呃
架构里面发挥很大的作用的话
其实要有一个二氧化碳基础设施的
就是我们可能要有一个呃
遍布全美的二氧化碳的管道
然后把二氧化碳从不同的点源收集起来
然后运送到相应的地下封存或者利用的点
会这样
然后这个东西在全美的话
现在几乎是零的
就是二氧化碳的管道几乎是等于零的
然后我觉得就是在碳补如果利用与封存这方面的话
其实确实有一个我自己认为有点像陷阱
就是一方面的话
大家会对它在未来能源系统里面的作用基于给予一些希望
然后另一方面又没有意识到
要使这个希望真正的落地的话
它在实际的基础设施
呃
和实际的呃
应用里面
是需要有有很多的从现在开始就要去评估和建设的
建设的一些一些东西
所以
我觉得这个是我们这个研究对二氧化碳捕捉所做的一个最重要的量化
或者说是作用
对
我这里这个数字说的是
美国一年的碳捕捉量是十亿吨
然后 呃
中国一年的碳排放大概是一百零五亿吨左右吧
现在应该
然后可能美国比中国小一半
应该是五十亿吨
也就是说
美国大概百分之二十的今天的碳排放
它的减排形式
其实就是通过捕捉的方式
呃
去进行一个规模
我想这应该也是大家基本上认同的一个规模
我是百分之二十左右的一些很难减排的地方
呃
这一般是在
比方说是在
在模型里边
你们说的是比方说电力里边
还是一些工业的地方去
呃 碳捕捉
呃
就是我们的模型里边
其实假设的二氧化碳捕捉的来源
主要有三个大的部门吧
一个就是工业
然后工业的话
最主要的是
呃
一个是水泥
一个是钢铁
呃
然后我们的水泥和钢铁行业
几乎假设是到三零三五年之后
基本上全部都是带有碳捕捉的
然后第二个就是二氧化碳来源是电力
就是我们前面讲到
由于我们完全用水电和风电存在一些问题
所以我们需要一些这种可靠的就是带碳捕捉的天然气也做也在我们电力结构里面发挥一些作用
所以电力行业也有一些碳捕捉
然后第三个就是我们燃料制备行业里边
就是说我们刚刚讲的天然气的呃
重整制氢
然后可能在一些情景里边是氢气的主要来源
然后也有一些二氧化碳是来自燃料制备行业
基本就是这三个行业
对对对
我觉得您刚才说的这个
这个基础设施的这个
这个观点特别有意思
就是刚才我们一直在讨论的是说美国的这种零
零碳转型是
是可能的
而且这个成本是可以接受的
但是其实这种可能是所谓技术上的可能
但是没有探讨说
我们是不是比如从气候变化这个问题上说
我们的时间是不是够
我们能不能在二零五零年把这些都怎么建设好
我不知道
你能不能啊
谈谈在这方面的团队是怎么怎么好
然后有哪些
有哪些思考好的
这个
这个问题非常好
就是 其实 呃
这里边有我觉得
呃
有一个差别
就是我们的
呃
所谓的目标或者是雄心与实现之间的关系
是的
就是你说电气化达到百分之五十
这是一个目标
但是你怎么样实现这个目标
其实它是需要一些具体的东西来实现的
比方说你说交通行业电气化达到百分之五十
那你是通过要卖电动车来代替燃油车来实现
然后你说建筑行业电气化要达到百分之五十
你是要通过推广热泵来代替天然气锅炉来实现
然后具体的我们这个研究里边也做了一些量化
就是说
如果我们电气化达到百分之五十的话
比方说我们在美国的话
我们电动车的年销量可能要达到一年至少要有三百万左右
然后现在的话
美国全年电动车的燃销
呃
销售量的话
一般在三十万左右
然后中间可能又是一个十倍和八倍的概念
然后回过来又是说那个问题
就是中间这个间隔的话
无论你是通过国内制造的方式
还是进口的方式
怎么样来
呃
在实现的层面
不
是在目标或者雄心的层面来实现这个问题
可能又是另一个问题
呃
然后这个是电气化
然后在 呃
就是风光这方面
其实也有
呃
类似的问题
然后我们刚刚讲
比方说四零年或者五零年
一一年要装多少个gay wwatch
多少个这容量的太阳能或者风能能
呃
是一个目标标
或者是一个雄熊
那这些太阳能装
装哪儿
你有没有足够的土地
或者是有没有足够够的有资源源土土来承
承这这太阳能
来
来接受这些太阳能
又是另一个就相当于实现层面的问题
所以就是
呃
我觉得就是我们讲的时候
可能就是有的时候还是要要区分这两个概念
就是 呃 我们讲
我们是有
有这个目标
或者有这个雄心
但是怎么样去实现它
可能是另一个需要真正讲到基础设施
或者讲到物理实体这样的一个问题
就是脱离能源系统模型
But 呃
这样的一个过程
对零碳美国这个研究
就基本上就给美国画了一个低碳转型的路线图图
而我们在美国是这个社交媒体上
感觉就是有很多人关注
然后可能这报报告也被发呀呀后后去这个地方交流了很多次
呃
不知道师兄
作为这个团队的议员
然后你
你的感受
受是你们像这个报
报告去跟企业界
包括政策制定者交流的时候
你觉得他们的反响是怎么样的
呃 然的 呃
我们的研究出来之后
其实我统统了一下
其到后底的话
我们大大小小做了有六十四次这种报告或者什么
然后其中有意思的是
就是我们这个报告的对象
既包括像呃
美国的呃
众议院和参
参议院里边的一些政策制定者
然后也包括像呃
Bp 啊
或者是美服这样一些传统的油企
呃
然后有包括像
呃
我们普林斯顿当地的psej 的电力公司
呃
然后还包括像二街的一些
呃 银
银行或投资机构这样的
然后我想这反映了一个基本的事实
就是说 呃
碳中和可能真的是涉及到一个各个行业部门
然后后各利利益的一个整体的社会的
呃 行动
呃
然后大家都想从未来世告里面发现一些碳中和未来世界里面的一些端倪
然后调整自己的一些业务的定位啊
或者是范围
呃
觉得自己应该
呃
将来做些什么
然后
我想真的跟很多人说的一样
可能 嗯
碳会是未来经济社会发展里面一个崭新的维度
对
我觉得我们就是这个报告这一部分
我还是想让师兄能不能比方说是用呃
几句话来给大家讲一讲
到底怎么去实现碳中和
能有这样一个非常简单的概括
就是让大家有一个大概的认知
会发生什么样的变化
好的 呃
那如果用一两句话总结结现碳碳和的路径径的话
其实简单来讲
就是很多人把
呃
整个社会分成两部分
一部分叫容易减排的
然后另一部分呢
就是难减排的
当然这个容易和难是指的技术上的
呃 呃
容易减排的
你包括就是说我们现在已经有成熟的技术来减排的
你比方说电力行业
大家会觉得
呃
虽然经济上有的时候经济性可能会电费的价格会升高一点
但是我们已经有这样一些技术
太阳能
风能量和减排这个行业
然后有一些呢
就是所谓比较难减排的
可能技术上还是有一些问题
比方说是大家都认可的航空啊
国际航运这些用电飞机
短期内还是有难度的
所以对于这些行业呢
可能还是要化石能源或者是排放呢
还是要免不了就是使用
使用一段时间
但是我们结合一些
呃
所谓的碳捕捉呀
或者是直接空气捕捉的这样一些方式
来实现一个整体层面的碳中和
那就是如果分成两部分
简单的部分和难的部分的话
比如说美国这个
呃
五十亿吨的碳排放里边
比例大概有多少
嗯 呃
如果按照简单的
按照有可用的技术能够减排的对应的碳排放的话
那其实可能有百分之八十左右的碳排放都是能够有技术来现有或者是未来可预测范围内能够出现的技术能够减排掉的
然后只有百分之二十
可能在现有的技术路线图里边
可能是确实找不到相应的技术来直接实现减排
然后可能需要其他的方式来把它平衡掉
这样
嗯
好
那我们第二部分
我其实想去更细节的去聊一聊
关于这个报告是怎么样的方法这样一个问题
就
其实大家可能会有这样一个感觉
就是有你
你要去实现碳中和
有不同的技术
但是到底这个模型是全国或者一个呃
世界的这种能源系统来模拟起来
然后你怎么去找到其中应该实现的那个方法
我觉得
师兄能不能给大家介绍一下
就是这个整体下的架构
是怎么去实现这样一个模型
去计算碳中和路径啊
对对对 呃 好的
没问题 呃
我们这个模型呢
其实是一个四步的模型
四步法
呃
然后第一步呢
是我们预测
呃 需求 呃
这个需求不是能源需求
是指能源的服务需求
比方说 呃
这里可能有一些基本的经济社会的参数
比方说人口的增长啊
呃
然后建筑的增长啊
然后人们的出行
出行需求这样
然后第二部分呢
是所谓的能源需求
就是为了满足
呃 人们需 呃
出行的话
呃 我需要呃
消耗多少的油或者多少的电
呃
来驱动交通行业
为了满足人们在建筑里面采暖或者是空调的话
我需要有多少的电或者多少的气
整个社会的能源需求
呃
然后第三部分呢
是供给侧的优化
这个可能是大家呃
理解的经典的能源系统优化的部分
就是说 呃
我有这么多需求
然后有这么多可用的技术
可能我不同的技术有一个数据库
然后呃
一种需求
然后有四五种技术可以满足
然后如何从这里面挑选出最优的技术
然后我们在一个以最小呃成本作为目标函数的
嗯 呃
优化框架里边
然后做供给侧的呃优化
然后得到我们所谓的能源结构用多少的煤啊
用多少的天然气啊
用多少的电
呃
用多少的这种风光啊这些
呃
然后第四部分呢
其实我们这个研究里边所谓比较有特色的
就是
我前面也提到
就是我们把它
呃 呃
英文叫downskill
然后我们中文的话
应该可能叫细节化
就是因为我们其实很多研究现在都停止在了第三步
就是说我得到我的研究告诉我
呃
比方说四零年或者五零年
我需要多少的太阳能和风能
需要多装机容量
就晚了
但是我们这个研究把它推进了
就是说
我们这个四零年或者五零年的太阳能的装机容量
应该是在
呃
一些物理空间上啊
然后或者说一些土地使用上
他要装到哪里
怎么样实现这样一个目标这样的一个问题
所以整个的研究基本上是分为这四步
呃
第一步是说
呃
预测我们的能源服务需求
第二步是预测能源需求
第三步是
呃
去满足这些能源需求的能源供给
呃
然后第四步是说
为了实现这样一个能源供给
然后需要在精细的
呃
时间和空间尺度上做这怎样一些优化布局
是基本上这样一个研究的框架
对
我看到这样一个五模型模拟的时候
就是这份报告设计了五个不同的情景
为什么会选择这个还就五这个数字
就是像
像有这种关键环节
然后为什么你要设置五个情景
然后包括这种多情景的模拟
其实和这种
比方说我们刚刚看到刚刚最近发表这种iea 的报告
其实它只有一种情景
然后就包括ipca 呢
可能有二十多种情景
就这些情景设置之间
一个一般模型会怎么去考虑这种设置不同的情景
是的 对的 对的
好的
就是情景设计的问题呢
首先 呃
我们可能
呃
对于听众来讲
不知道熟不熟悉
就是情景设计
它本身是解决不确定性的一个方法
就是我为什么设置不同的情景
就是因为我觉得很多东西不确定
所以我觉得情景一里边可能会这样
情景二里面可能会这样
情景三里面可能会这样
呃
然后我们这个研究呢
虽然在核心的报告里面展示了五种情景
但其实我们的整个的情景有
呃
五加五十五种
就是有六十种情景
呃
但是我们认为展示的这五种情景的
呃
可能是大家目前最为关心或者最为关键的几个
就是其中包括我们电气化的速度
一种情景的话
我们电气化程度高一些
就是说用电动车多一些
然后用燃油车少一些
然后另一种成情景的电
电气化程度低一些
可能燃油车多一些
电动车少一些
然后第二个
呃
就是相当于这这些
就可能我们说可再生能源的装机的速度
就比方说一种情景里面
我们觉得一年可能最多能装一百个兆瓦的风能
呃
然后第二个
我们觉得可能只能装五十个
呃
就是我们这五个核心情景
或者是我们把叫五个主要情景的话
展示的是
呃 呃
目前我们觉得大家最为关心的一些情况
然后对于一些其他的情况
比方说我们的
呃 我们 呃
接下来这个研究报告也会发发布一个附录
然后在这个附录里面
我们会有一些其他的情景的展示
在这些情景里面
我们会探索一些其他的不确定性参数
包括像天然气的价格呀
像包括前面两位提到的我们制取氢气的技术成本啊
然后包括我们碳捕捉的成本啊
然后包括我们
呃
我自然碳汇啊
然后它的多少啊
这样一些关念参数对整个模型的影响
所以我就很好奇
在我们这五个情景里
比如我们刚才讨论的一些大的结论
哪些结论是五个情景
或者说六十个情景里都成立的
然后以及通过情景分析
我们发现哪些不确定性是对我们理解这个碳中和最重要的
呃 好的 这个
这个问题是这样的
就是一个共同的结论
就是在我们设置的这六十度情景里边
我们发现碳中和都是可以实现的
呃
这个本身很重要
就是说
没有一个情景里面
就是由于我变化了某某个参数的范围
把它调到最大或者最小的话
我们这个模型就不能够
呃 求解 或者说
实际上来说
就是碳中和都实现不了
而且它实现碳中和的我们所谓的目标函数
就是我们这个模型的目标函数
就是能源转型的总体成本的话
都没有一个数量级上的变化
就可能是会有一些变化
但我觉得
这个所谓的目标要就
就是说
我们生活在一个不确定的世界里面
就是说
未来可能某一种技术会比想象的贵
某一种技术会比想象的便宜
某一种技术可能会出现
某一种技术可能会没有
但是 呃
在一些这样一个不确定的未来里面
就像 呃
我们的能源转型都是能够实现了
呃
这是这六十个
呃
嗯
情景给我们的最重要的结论
然后
至于如果我们单个的从这六十个
呃
情景里边来说
哪些参数或者我们实现碳中和来说是最重要的话
呃 其实有
有这么几个吧
一个就是说
我们 呃
其中发现一个就是自然碳汇
它的多少对于
呃
实现碳中和的简易程度是很重要的
就是 呃
你自然碳汇多了
可能你能够
呃
需要人工的方式
呃
吸收或者是减排的二氧化碳就会少一点嘛
然后你整个的实现的程度就要
就要简单一点
呃
然后其他的
就是说
至于像具体的技术的话
呃
其实倒没有特别明显
就不是说
比方说我们蓝清的技术贵一点
然后就会有特别明显的影响
呃
我们生物质的价格贵一点
就会有别别特别的影响
对
那比说说是这六十个情形
然后可能美美拜拜政
政府想 呃 呃
十年时间有什么战略计划的话
他如果看到这些六十种情景
呃
可能会觉得
那这个资源到底该怎么分配
这个 呃
这个会怎么去影响他的这种
怎么能给这种政策执行者传递一些信息
让他不去纠结到底我应该干什么
是这样的
就是我们这个问题
其实我们前面有一次在那个
呃
参议院的人
他们的那个energy committee
就能源委员会来做这个报告的时候
他们也有人问他
说
你给了我这么多可能性
我应该走哪条路线
或者是什么
既然都是可以实现的
呃
他首先有几个问题
就是说
我们这么多
呃
情景或者是路线里面
其实是有一些共同的关系系
就
就是无其是在整个的前十年
我们这个报告会就是从我们说
我们虽然是研究的二零年到五零年
但是我
我们特别强调了到从二零年到三零年应该做的事情
就这六十个情景
在二零年到三零年这个时间尺度上
需要做的事情
有很多都是相通的
就比方说
你需要提高你的
呃
电动车的销量
需要提高你的热泵的销量
然后需要建更多的充电桩
呃
然后需要发展
呃
太阳能和风能这些
呃
然后需要储备一些就是类似于这种呃滤
呃
制取氢气或者呃
生物质燃料的这样的一些一些技术
然后在这些方面的话
在前十年是有一些共通点的
呃
然后如果想对这些共通点
就是 我
我们把它叫做
呃
Agendas for the next ten years
就是说未来十年的一个
一个列表的话
呃
大家可以去看我们的研究报告
里面会有一部分是专门讲
呃 呃
因为这其实也是一个中长期和短期平衡的关系
就是我给了一些中长期可以做的事情
但是短期内有一些事情
大家是
是需要是有一些共同点
我觉得这个很好
就是美国也有这个五年规划和远景目标的话
五年规划可以制定的细一点
就是远景目标确实各种各样的都可以去设想
我觉得这个
这个还是思路还是非常好
特别好的一结论
然后我们知道
近期做的事情
其实差不多
在各种各样的情景下
而且我也很好奇
因为咱们国家这方面研究公开的程度没有这么高
但是我
我 我在猜想
也许我们的五年计划
很大程度上可能也是类似这样做出来的
我不确定
但是我觉得
可能
可能也是这样
而且或会就像我觉得理想状态应该是这样
就是我们考虑了所有的不确定性
然后发现
呃
在所有的不确定性下
这五年做的事情都是这些
那么我们就
就去做就好了
哎
这是一个比较科学的政策决定的这么一个机制
对
有可能是这样的
然后后面我们可能对比的时候
可能还会讲
就是说 呃
就是呃
中国的碳中和
呃
路线的制定的话
可能就是
虽然只他只提出了一条路线
但可能就是像明浩讲的
他背后还是考虑了
就是这条路线是大家
呃
就是可能是
呃
不同的不确定性啊
都能够最优的一条路线是这样
对
我觉得这也有
有一个问题
就是
我觉得也很多人可能会好奇关于能源模型的问题
可能几很多几十个专家在不同领域的部门
他们坐下来开个会
然后去讨论一下未来五年该怎么发展
他们能制定出来大概是一个怎么样的发展
但
但如果这样的话情况下
为什么需要一个模型啊
就是能源模型
它能给我们带来什么样的
就是
就是好像大家坐下来讨论那个不能得到的那个部分
能源模型作用到底是什么呢
呃
这个问题也很好啊
就是能源模型的话
我觉得它是提供了一个
呃
把大家放在同一个框架下评估的一个平台
你刚刚提到
就是很多专家坐在一起开会的话
其实有一个很重要的问题
就是说
不同专家他有自都有自己的专业背景或者行业利益
我
我们其实一开始也是这样的
就是我
我还是举刚刚我们讲的
就是说磷碳燃料
这个我们提到了
磷碳燃料有三种方式嘛
就是说一种是氢能
然后另一种是用生基于生物质的零碳燃料
然后第二种
第三种是这个
我们用化石燃料配合碳补浊
那做氢的人就会觉得我氢能能够解决所有的问题
然后做生物质的人就是觉得我生物质要尽大量的发展
然后我就可以解决这个问题
然后做传统燃料
就是说你发展碳布浊就好了
那我们这个能源模型
它的作用就是说好了
现在你们三个各自给我提供一个
就是说你们从行业专家的角度
觉得你们这个技术
你们认为的成本或者是效率
或者是排放再怎么
然后我把你们放到同一个框架里边来补来来
来综合评估
然后看看到底在哪些地方是应该是用
呃
氢气多一点
然后在哪些地方可能用化石多一点
是不是全部用氢气
还是是不是全部用化石
然后还是大家应该各自有多少份额
可能我觉得综合能源系统的话
或者是能源系统综合优化的话
还是呃
起到了这样一个
一个更 呃 更
更为直观的作用
我觉得这个说特别有意思
然后就接着刚才这个技术成本的这个问题
我觉得可能这个
这个磷碳
美国基本上考虑的是已经成熟的技术
或者是考虑了一些未来很可能会成熟的技术
但是我们知道
比如说一个常举的例子就是
呃
比如说iea 从来不能预测这个光伏的成本是多少
在过去的几
呃 几十年来
所以就很多这种成技术可能未来都会发生巨大变化
比如说我们在准备另一期的时候
我们就看到很多网友的评论
比如说有些网友会说
我们为什么要讨论这种东西
因为我们其实现在就应该去发展可控核聚变
然后一旦那个发展出来了
我们就所有问题都解决了
所以我在想
呃
能不能谈谈
就是这个研究也好
包括整个的能源系统模型
哈
大家是怎么考虑这种技术在未来可能发生的变化的
嗯 好的
这个问题也非常经典
非常好
其实有些时候
就是我自己不太喜欢用预测这个词
就是说
大家会觉得
就是说你的结果是对未来世界的一个预测
或者说你的模型里面应用了
就是说
呃
然种技术未来成本的预测
呃
因为我觉得没有人能够预测这么多年之后发生的事情
然后模型的话
就是像我自己的导师
Jessie jenkins
他一直在说
呃
就是模型从来不是为了预测事情的
它是为了解释或者是呃
理解一些事情
就是我们发展能源系统模型
其实也是这样的
就是我们是想解释或者理解
就是各种技术或者是各个行业
在整个宏观能源系统里面
它是怎么样相互作用的
而不是说为了了测它是某一个
呃
特定的条件下会达到现怎样的一个能源结构也好啊
或者是宏源需求也好啊
呃 呃
然后这里稍微有点偏远
然后回到我们刚刚这个问题上
就是说
这个模型里面是怎样处理对技术的成本啊
然后包括效率的一些未来的量化的问题
呃
其实这个我们是
呃
分为两种技术吧
一种就是所谓的我们刚刚讲的一些连续性的技术
就是说现在已经有
然后未来无论是由于我们技术学习曲线
无论是由于
呃 呃
我们叫learning by research
就是说相当于由于研发
然后导致它成本的下降
或者是learning by doing
就是说由于规模效应导致它成本的下降
然后在这个里边我们都是有所体现
然后我们这个呃
领泰美国的研究室引用的我们那个可再生能源国家实验室
它有一个annual technology by baseline
就是说我们呃
年度技术评价
就它里边会
会
会对各种技术
然后它在未来多少年里边的成本啊
然后做一个预测
我们觉得这个预测还是呃
相对来说
跟我们的认知范围会多一些
呃
然后再一个就是我刚刚刚呃明讲的
就
就所谓谓的
我现在没有
有是可
可未来会突然出现了
我们叫所谓的
就是所谓的这种突变性技术
然后我觉得这个个
呃 呃 在
在这能源系
系统模模边
急需解决
或者说是呃
没有没办法处理的一个问题
呃 就是你
你很难在 呃
建模里边
然后假定
包括就是说某未来某一个时间点
我突然出现了一个技术
然后它能够把
比方说
我突然出现了一种新的催化剂
然后它能神奇的把二氧化碳变成甲烷
那我们
呃
很难就是呃
在模型里边来来
来做这个东西
然后包括我
我们昨天 呃
组会也在讨论一篇就是呃
新的文章
就是批判就是相当于这我们这个做能源系统模型的不足的就是一个文章的话
就是他就讲
就是说如何在能源系统建模里边考虑进这种
就是说未来突变技术的话
确实是是现在整个领域面临面临的一个挑战
这个是的
比方说是大家都会说
比方说最近十年来
这个光伏风电价格的下降
其实是远超乎几乎所有模型的预测的
这个下降的速度要比基本上所有人预测都要快
那就是在这个模型里边会怎么去考虑这种
就比说它这个技术其实已经有了
但是它这个下降速度可能会
呃 呃 非常快啊
可能会
或者是不及人的预测这种情况
不 不是这个
我们还是主要目前主要是通过敏感性分析的方法来的
就是我们可能我们刚刚讲的
在这个模型里面
我们 呃
跟着一个技术的预测的曲线在走
但是我们可能会
我们自己也会推翻
我们在另一种情景里面
假设其实它的成本
比方说比我们预测的还要低
呃
百分之五十啊
百分之一百
百分之二百
这样
然后来看
呃 但是 呃
还是会出现这种情况
因为你无论
呃
你只要是做情景分析的话
可能说我
我自己的认知是觉得它最多会低百分之二百
但实际上它可能会出现低百分之三百的情况
但就是这种的话
也确实是现在
呃
相当于做能源系统模型
它的一个不足
或者说是一个一个主要的障碍
嗯 对
我觉得还有一个特别有意思的问
就是我们刚才前一部分讨论了一点
关于这个电力系统可靠性的这么一个讨论
因为刚才说这个能源系统模型
一般来说
它的目标函数就是最小化这个能源系统的成本
那么对于成本之外的其他我们关心的这种
这种好的品质吧
这种这个电力系统要可靠啊
这方面是
是怎么处理
怎么考虑没有
有没有异议
现在其实一般来讲的话
就是 呃 有
有两种处理方式吧
呃
一种就是说
呃
像你刚刚说的
我们整个的优化的话
我们的目标函数还是成本最小化
呃
然后我你刚刚讲的
比方说可靠性啊
呃
然后它可以作为一个限制条件
就是我优化的时候
就是把它的可靠性指数
当然我量化之后
然后限制的更
呃
更为小一点
或者更为严谨一点
然后来达到更高的可靠性
然后另一种
其实现在有些流行的方案
就是做所谓的多目标优化
就是说
我在另一个优化框架里边
我不是以成本最小为目标来优化的
我是以它的可靠性最高为优化
然后我把它的成本限制在一定的范围里边看
比方说我一定的成本
在一定的成本范围里边
怎么样达到它可靠性的最高
然后甚至进一步的
就会有些人就是说
把这两个形成一个多目标
当然这里面加权又是一个很
呃 很tricky
或者很很很有欺骗性的问题
呃
我的总体的目标等于成本占多少比例
然后可靠性占多少比例
然后形成一个总的目标函数这样
但是这个问题本身就是一个可能仁者见仁智者见智的一个过程
就是如果你自己是一个决策者的话
你追求最高的可靠性
或者是追求最最低的成本的话
那就是相应的优化结构的框架还是会有不同的
对
我觉得我读这些研究的时候
就是如果能够给我展示那个帕磊托的那个曲线
我就觉得还
还挺好
就是一方面是比如说成本
另一方面是可靠性
或者另一方面是成本
另一方面是什么公平性之类
然后这样我就可以在这个上面选择
而且 有时候
感觉这个
这个曲线的形状也能告诉你很多事情
比如说
你不需要牺牲太多成本
但是你可能可以换来很
很高的可靠性
或者很高的公平
感觉这好像也是目前研究的一趋
趋势 感
感觉像越来越多研究会这么做
呃 对的
就是我们现在其实也在做一些
呃
Mga 的分析
叫model generated alternnative
就是说 呃
像刚刚说的
就是我们不展示一个局部的最优点
我展示一系列的次最优点
就是说
这个点上
可能这个目标函数会比
呃
在最优点上
呃 差一点
但是其他的目标函数可能会稍微好一点
然后让决策者去从中选
然后这个是是是也是现在研究的一个趋势
确实啊
对
我觉得就更
更广泛来讲
一个优化模型
呃 我
我其实想说
比方说
很多人都会说
你这是一个成本最优模型
或者哪
哪怕是一个公平最优模型
但现实世界它其实不是这样去运转的
就是我们不可能真正会去有那样一个
就是最后实现碳中和路径
是那个成本最优的路径
或者是什么样的一个目标
最优化的路径
可能完和最优可能还会差很远很远
那就是 呃
就涉及到一个问题
就是
就是这样一个研究
有这样最优化目标
这样一个研究
和这个现实世界之中的这个会有什么启发
就是它的意义到会在哪个很远
Yeah 好 呃
就是回答这个问题的话
我觉得还是要从
呃
就是所谓的不确定性的角度来来说
就是你刚刚讲的问题
就是
就是说我们现实世界其实是有很多的不确定性嘛
就是无论是我们前面提到的技术进步的不确定性
然是说政策制定的不确定性
甚至包括更基础的
我们包括人口增长
产业结构
然后消费行为都有一些不确定性
然后这种不确定性情况下
就是在一个不确定性的情况下
我们这种模型得到了结论
到底能够对整就社会产生多多么大的影响
或者有多大的借鉴意义的话
我觉得其实就是还是一个
呃
嗯 呃
很有很很很重要的问题
首先
我觉得处理这种不确定练习化
我们在数学方法或者优化方法上是有一些途径的
然后包括前面我们讲到的情景分析和包括将长讲到的就是这种次优化解
它都是呃
处理这种不确定性的一个方法
然后再一个就是说
我们如果你是有足够多的数学的计算能力的话
你甚至可以做随机的化
就是你把一些
呃
整个社会的
就是说相当于可能随机会变化的量
然后形成一个随机优化的模型
你也可以求解
但这个可能求解出来的
呃
无论是求解成本或者求解的可信性
有的时候甚至说解不了都是有可能的
呃
然后最根本的
我还是想说
就是
虽然我们有很多数学的方法可以使模型进进
嗯
可能的去贴近现实
呃
但是最根本的还是
就是回到我们应该要从什么样的角度来理解宏观系统
呃
宏观能源系统优化模型
它的结果
呃
我们一定要看的是趋势和可能性
就是回到我们
就是说
我们这个
这种模型告诉我们的
是啊
在这么多的不确定性下
我
我做一个事情
呃
还是有这个可能性
或者是要有这个趋势的
而不是说
呃
要聚焦在某一个情景
或者某一个技术
嗯嗯
甚至要一定要去通过这种模型来量化
呃
就是说某一个技术
它在未来的一些贡献什么的
我们曾经遇到有人看到我们这个模型
说 你看
你这个模型告诉我们
五零年
我这个氢能要有多少的吨
多少吨的这种产量
那我觉得就是对我们这个模型来说
就是一个 呃
很不
呃
合理的利用
或者是很不公平的解读
因为做这么大尺度的模型
你不可能要求它精确到
呃
每吨氢气还要
呃
就是你到底是三十二吨
还是三十三吨
三十三吨
那其实是完全不可能的
就是还是要看一些大的趋势
或者大的可能性
是这种模型最大的作用
我觉得
我觉得刚刚这个讨论
还给我一个特
特别大的启发
就是我们刚才说那个多目标优化的时候
我们好像就是
就比如说有可靠性啊
公平性啊
包括最优成本等等
但是好像我们很少讨论说
或者我就 我
我感觉我不知道有人讨论可行性
就是什么样的是最可行的
就好像跟上委刚才问题就有些联系
比如说
可能中国的政策
我们有的时候就是
比如说空气污染
我们过去五年就降下来了
对吧
这不是这肯定不是成本最优的降下来的方法
但是反正它降下来了
然后大家都很高兴
好像是
然后就是它是一个最有可能发生的这么一个情景
我就可以有一个维度
叫可行性对吧
就是基于比如说现在的政策环境啊
然后包括我不知道民众的参与程度啊
哪种情景是最可能发生的
感觉也是一个可能
也是挺重要
因为可可能最后发生就是这个最可能发生的情景
而不是那个成本最中
或者公平性最大的情景
呃 对的
我觉得这是一个很好的想法
然后
但这个关键就是还是要找到怎么样来度量
或者是什么
什么是最可行的
我觉得这个可能是最大的难度
还是对
我突然想到
就是他们有些研究是把这个
就是美国这种研究
他们会做这个民意调查
因为选举的官员要根据这个民民众的这个他们想做什么事儿
然后去做什么事儿
然后比方说加州这个地方
就大家都同意积极去用这个太阳能光伏
这个比较简单
然后他们就用这个方法去来套到模型里边
把这个数字套到模型里边
然后比方说百分之八十四的家州居民都说
我要
我可以按光伏
然后他们就把这个数字套到里边儿这个里边来算这个
算出来一个比较可行的方法
我觉得可能中国呢
有点稍微不一样
你可能要把这个中央政府有多少钱
然后各地政府的这个政府的执行能力有多少
然后这种东西来算出来的
然后套进去
我觉得这个还挺有意思
我觉得这也是一个趋势吧
未来 然后 是的
这还是就是回到我们一开始说的
就是所谓的学科融合或者学科交叉的
就是说可能能源转型
它真的就是不单
不单纯是技术
经济环境
就是消费行为啊
或者是这这些维度的一些东西
需要
需要加起来
然后我想下一个问题就是
比方说iccc 其实有很多种模型
然后我们其实看到他那个模型之间
你去比较那个他们得出来的结论的时候
其实很多不同点都是在不同模型之间
他们有不同的模型的结构或者是呃想导致的
可能不光是因为情景设计有这种不确定性
然后各个模型运出即即使你给同样的参数
他们运出来的结果也不一样
我就想问问
呃
零碳美国这样一个研究的模型和别的模型之间相比是要什么情况
和这个不同模型之间
我们得出来的报告可能结果不一样
我们应该怎么去解读这样的不同模型所得出来的不同的结果
呃 好的
这个问题也很好
就是 呃
刚刚提到的
就是说 呃
不种不同的模型的话
其实它
呃
最简单的讲
它要解决的问题还是不一样的
就是可能
呃
如果你是要看
呃 比方说 我 我
我们会讲这种不同的模型
一种就是说
我们讲 呃 对
叫所谓的capacity expansion model
就是说扩容模型
容量扩充模型
它是一个很经典的
呃
电力行业的模型
就是它就是为了要解决
就是说 呃 我
我随着电力需求的增加
然后我应该新建多少电站
然后每个电站应该
呃
建在哪里是最优化
如果你要是聚焦在这种问题上的话
那可能你要用这种模型最好一点
呃 然后
我们这个零碳美国的这个模型呢
我们把它自己把它叫做综合能源系统模型
它的优势就是在于
它研究 呃
电和其他能源介质
包括气呀
呃
然后包括热呀
它耦合在一起的时候
共同优化
呃
然后它是怎么样一个运作和优化的
然后
如果你要想
嗯
着重看这方面的模型的话
那 那就是
呃 还是要
就是类
用类似我们这种
呃
综合能源系统优化的模型
然后包括我
我
我们前面提到的
就是综合做integrated ssm model
就是综
综合评估模型
这样他可能
我 呃
就是还如果你要想回
回答一些更宏观社会会济济学一些一些东西的话
就像我们是这种
呃 呃
投资回报分析的话
那种比较经典的问题的话
那还是要到这种模型里面去找答案
就是
我觉得就是不同模型
呃 因为本身
呃
能源系统它是一个很复杂的
我们你把它叫做经济社会系统也好
或者经济技术社会系统也好
它有很多的维度
然后 呃
你不可能一个模型把它所有的维度都描述的非常好
然后还是要看你对哪个维度
或者是对哪个细节程度的东西感兴趣
然后相应的去找
呃
更好的刻画这个维度和这个细节程度的一些模型
嗯
那最后一部分呢
我们就探讨一下这个零碳美国这个研究
对于 呃
我们国家
或者是更大范围内全世界的这种碳中和目标有什么启示
我就想问
先问问师兄
对这个
你觉得neatural america 这个研究对中国二零六零年碳中和能会有什么借鉴意义
好的
首先从研究范式上来讲的话
呃
我觉得有几个重要的地方
一个就是说
呃
美国做这种
呃
综合能源系统
就是我们前面
我前面提到的电啊
然后加上其他介质的能源系统放在一起优化的这个方法
呃 呃
值得我们国内做能源转型研究的时候
还是要学习一下
因为我们国内好像其实还是基本上各个行业的
就是电力行业在做电力行业的事情
呃 呃
然后热力行业在做热力行业的
然后天然气
油气
他们在做自己的事情
然后大家很少把它放到一个综合的平台上去评估
就是说
在哪些方面大家可以合作
在哪些方面
在哪些区域
呃
谁更好用一点
就是将来如果要研究一个相当于是碳中和的能源系统的话
它必须是结合在一起的
然后再一个就是
我想说的
就是说 呃
数据和模型的可重复性和呃
可使用性这个方面
呃 当然
我们就是零碳
美国里边这个模型和数据也不是
呃
很简单的就是所有人都拿来就能够重复或者说是使用的
呃
但是我觉得它公开的数据的部分和份额
或者是模型的清晰可读性
还是要比呃
很多国内呃
做的这种
就是能源模型要好一些
然后包括从最基础的
就是说 呃
但是我知道
呃
Era 每年都要做那种
嗯 呃
就是相当于它的呃
能源 呃 符合啊
或者是能源需求的这种
呃
预测什么的
然后 呃
可能有的时候还会给一些
呃
就是那种一年八千七百六十个小时它的符合曲线啊
符合形状这些
呃 这些
这些数据都是很基础的
因为你要研究能源
新能源供给的话
你要最起码要知道你
你一年分别在各个时刻需要多少的能源嘛
然后在国内
可能有些这些数据的公开
呃 还是
嗯 呃
这方面还是有一些差距
所以我知道很多人也在呼吁这个事情
所以我觉得
如果是想要更多的人来做一些这项这方面的研究的话
可能 呃
更多的公开
或者说是提高这些数据的可得性
可能是一个
呃
很重要的方面
然后
因为毕竟它能为我们的研究提高更好的数据支撑嘛
所以
中国的这个电力系统的这个数据情况是个什么样子的
就是比方要研究中国电力系统的话
哪些数据可能比较难得到
哪些数据我们可能获得
呃
在中国的话
可能我们从最基本的电力系统
它的网络拓扑结构说起的话
有些时候也很难得到一些比较
呃
有效的数据
比方说我们的东北电网
西北电网
华北电网
南方电网
它相互之间
当然我们不需要得到
就是也很细节的
就是说你的
呃
输配电的电站在哪里啊
然后这样
但就是一些基本的
就是说几个电网之间
它的这种每年的传输多少个
呃
能量能量的电啊
然后它的传输距离是多少啊
然后这些最基本的数据
我觉得
可能如果想做全国的能源系统来讲的话
这部分数据其实是蛮重要的
呃
然后在美国的话
呃
我们这部分数据主要是
呃
也是基于epa
它有一个 呃
类似于半公开的数据库这样
然后大家可以从这里面得到一些
一些些一些信息
对
我就想回到我们刚才说的这个中美对比的这个话题上说
我们知道中国有些单位也给出了中国碳中和的路径
可能比较这个大家比较关注的就是清华大学给的这个路径
然后这个nazal america 给了很多路径
然后就这两个路径相比来看
呃
能不能简单给我们介绍一下
它的相同点是哪里
不同点哪
这个不同点可能来自哪些方面的差异
嗯 好的 呃
首先我们说
呃
我们在谈研究结果的相同和不同之前
我们先谈一个
就是我个人认为很有意思
就是说研究范式或者是思维模式上的区别
我们这个 呃
零碳美国的项目
它一公布就是五个情景
就是说
象征有五种可能性
就是说 我 呃
从今天的五十亿吨
然后到呃
五零年的零吨
然后我告诉你
哦
可能我有五种路线
然后我在附录里面还有另外五十五种路线
告诉
告诉大家
可能有n 种方式
从今天到五零年
呃
但是我们清华的那个
呃
研究呢
它一公布就是一种路径
就是说
如果我们要到五零年实现碳中和的话
就公布了这一条
然后可能体现了两个国家的
呃
智库或者决策者
然后 呃
在思维方式上还是有一些差异的
就是我们在美国可能觉得
就是 呃
政府或者说是还没法控制或者呃
真正的去实现一些事情
就不是说
就是说
呃 呃
想要建这么多太阳能
就一定要建这么多太阳能
想要建这么多核电就一定要建这么多核电
呃
所以它公布一个不同种可能性
就是说 你看 呃
大家一起合作是这样的
然后在中国的话
当然
可能背后也有像之前我们讨论的
就是
也可能是评估了不同的路径
然后给出了一个就是不同路径之间的权衡或者什么
呃
但是公布出来
就是说
好像我们就是这条路
然后我也有信心按照这条路走
就一定能够建这么多太阳能
建这么多核电
好像 呃
你如果去读两份报告的话
言语之中会
会
会体会到这么
这么一种差别
我觉得这个就是说
除了结果之外
就是说两个报告传递出来的一种信息或者行为风格上的一些差异
我觉得还是蛮有意思的
那如果从这个
就是这两个得到的报告的这个
就是比方说
用什么技术去实现它这种具体结果上的差异
呃
是我觉得哪个地方的
就是中美会有一些
呃
相同点或者是不同点
就是从具体的结果来讲的话
其实中美的
呃
结论某种程度上倒是蛮相似的
就是主要的实现碳中和的路径和方案的话
呃
我们都是相当于六个支柱
支柱行业嘛
就是都是
呃
按照我们总结的六个支柱行业的话
可能我们 呃
我可以这里可以提供一些相对来说量化的数据供大家参考一下
嗯 呃 相当于是
呃
很宏观的一些数据
呃 比方说
我们在现在美国的话
我们现在的话
它的总体的能耗大约在一百个一一g 左右
就是一百个
呃
我们叫extra joe
呃 就是 呃
然后到五零年的话
它可能到七十
然后中国的话
呃
现在是一百四十五
然后到五零年的话
大约还在一百四十五
就是说
美国的话
它社会的整体用能可能要下降百分之三十
但是中国的话
呃
实现到五零年的话
还是基本上是不变的这样一个倾向
然后另一个就是说我们前面讲的
讲的一个效率和电气化的话
这个倒是蛮有意思的
就是美国今天的话
呃 电气的
嗯
终端用能里面
电气的比例大约在百分之二十
然后到五零年的话
我们模型或者结果告诉我们的话
大约在百分之五十
可能中国非常类似
就是中国的话
我们今天的话
它的末端用能里面
电气的比例可能稍微低一点
但也在百分之十几到百分之二十左右
然后同样也是优化出来
到五零年的时候
然后可能要有百分之五十的终端用能是以电力的形式来来
来产生的
然后再就是说
呃
我们其他的一些
比方说是
呃
清洁电力啊
然后磷碳燃料啊
呃
捕捉封存啊
然后自然碳会温室气体这样一些
呃
也有一些非常相似的结论
呃 比方说
我们说讲这个
呃
磷碳燃料的供给
在中国
美国的话
我们对比两个研究下来
呃 大约都是
呃 在美国
我们到五零年大约是有二十五个extra joy
它的燃料的需求
可能其中大约是有一半的是用基于生物质
然后有
呃
大不多一半
呃
四分之一是基于氢气
然后有四分之一是基于化石燃料加捕捉
然后在中国的话
呃
中国的研究其实也发现了类似的结论
就是说中国在五零年的话
然后这个磷碳燃料的供给的话
也是有一半是基于燃料
然后一半是基于生物质
然后各有四分之一是基于氢气
和 呃
燃料加碳捕捉
然后还是蛮相似的
就是一个
呃 呃
一一一个结论是这样的
对
我觉得刚才这个结论还挺让我吃惊的
就是中国和美国的结论在定量的层面上都这么相似
因为我们会想两个国家有很大的差异
我不知道
师兄
你觉得这种相似性是因为什么呢
我们讲中国和美国在很多地方
呃 相似的
或者是有 有
有类似的结论
是指总量可能类似
但其实你如果把这个总量转化为人均
或者是除以一些相对量的话
就会发现 呃
其实还是有一些差异的
我这里举两个例子
第一个就是我们在中国和美国的研究里面
都展示了一定的二氧化碳地下风损
然后我假设的二氧地下二氧化碳封存的总量是一样的
但是在美国的话
我们如果要筛选可以封存这么多二氧化碳的国土面积的话
它是远远要大于在中国潜在的可以封存这么多二氧二氧化碳的地下国土面积的
所以
从这个角度来讲
在美国实现很多
呃
地下二氧化碳封存的目标
要比在中国容易很多
呃
然后第二个的话
我们刚刚提到
呃
就是说在中国和美国
它的好像是说我
我们美国的话
呃 现在的 呃
二零五零年的末端用能
然后是现在的百分分之
呃
是现在的百分之七十
然后中国的话
呃
其实是现在的
跟现在基本上差不多
但是如果我们把gdp 的预测也也考虑进去的话
就会发现
在美国
其实
呃
现在它的单位gdp 的
呃
能耗大约在五左右
然后是就是五个
呃 Minlion
就 呃
一个美元gdp
然后就是在五左右
它的单位
然后我们这个模型算出来
到五零年的话
它可能是要在三左右
然后在中国的话
我们现在单位gdp 的能耗在十左右
然后到五零年也要降到三左右
然后如果你把这个考虑降低的话
其实差别就很大了
就是说从五降到三
和从十降到三
尤其是考虑到我们现在两个国家的产业结构啊
然后和一些上面的差异的话
就是整个实现的难度就会非常大了
现在 对
我不知道我能不能这么理解
因为大家可能中国和美国用的技术都差不多
对吧
就是这个风能
太阳能的成本是类似的
然后ccs 可能如果预测的成本也是类似的话
那么在二零五零年
大家两个国家长得很像
就是比如说你百分之多少的
呃
能源是要从风光水来
然后有多少是从多少ccs
但是因为大家的起点不一样
所以整个这个路径就会完全不一样
呃
一定程度上可以这么理解
甚至说 我 呃
因为中国的有些数据我看不到
甚至我怀疑最后的产业结构和最后的
呃 至源 我 呃
这个叫什么消费的
因为其实我我们能看到的是最后两个国家能源消费的结构
最起码电和非电这两个还是挺像的
都是末端用能里面有百分之五十是电力
然后百分之五十是非电的
然后都是满足这百分之五十的非电里边大约有有一半是基于生物质的
然后各有四分之一是基于氢气和基于其他的这种化石燃料加碳不浊的
所以说明背后可能就是确实是一个满相似的输入
才能得到一个类似挺相似的输出
变化的终点是一样的
变化的斜率是不一样的
然后再一个就是说
你这个变化或者值
平摊到每一个人
或者平摊到每一个
呃 呃 是呃
Gdp 上
然后它的实还是挺差别挺大的
对 知道
我有一个感受就是
中国实现碳排放
其实要比美国既没有先天优势
然后其实就美国的资
资源其实要比我们丰
丰富很多
然后从这个时间角度来讲
我们达峰到了这个减排的这个时间又更短
然后产业结构其实又更加偏向这种高碳型的产业
所以其实难度相当要大很多
然后包括这个我们还在一个发展中国家的一个快速发展的状态
这确实是这个很大的这样一个挑战在里边
我们刚才讨
讨论的一直是相比美国
中国的一些不足
然后
但是我们经常听到一个优势
比如说
举个例子是说
呃
中国有更强的
比如说发展特定能源
比如说风能这种潜在优势
不知道师傅能不能讲一讲
中国 呃
在应对碳中和上有哪些自己的天然优势势后后
就以刚刚你提到的风为例
例子的话
我自己没有做过一手的评估
但我看
呃
有文献在三四的once 上
它确实说
中国的风能
尤其是近海的风能
能够满足相当一部分
呃
能源供给的需求
呃 当然
这是技术或者是资源潜力评估这方面的优势
然后
除了这个因素之外
我想讲一下一个非技术的
中国在 呃
发展风能
太阳能
或者更广泛的
就是说 呃 我
我们经常讲的
在基础设施建设上的一个优势就是
我不知道两位有没有注意到
前一段时间在美国有个新闻
就是说纽约的
呃
附近有一个海上风电
然后它本来就马上就要并网了
但是由于它的光缆要电缆要经过一个富人区
然后大家就以这个就是美国很典型的就是
呃 不
是在我的后院的这样一个问题
就是说
你可以 但是 呃
就 就是阻 阻
阻止了这样一个海上风电并网项目的发生
然后我觉得中国在这方面确实是有优势的
就是尤其在我们发展这种
呃
海上丰田相对来说比较大型的基础设施上建设上
可能会
会有一些优势
这是一个非常有讽刺性的现象
就是美国白人去这个拉电缆
其实只需要几周时间
把这个门里边开
开一下
把这个埋电缆埋进去
即使这么小的一件事情
都要有灵璧运动的反应
这还不是像
就是我们平常所知的
我周围要建一个煤电厂
或者建一个垃圾处理厂那样大的事情
就只是就两周出行的这样一些事情
都会有灵璧运动
我觉得这也是我们
就是我们能源模型预料不到的一种一些很多的这种社会经济的现制
是的呀
嗯
那我觉得我们最后就讨论一下
就是除了中美对比以外
我们来聊聊中美在这个气候变化之中
就是可能在某些方面可能还有竞争
可能和马分方面可能还有合作
当然
可能气候变化是中美当前现在就是
就是比较能够坐下来谈合作的一个领域
就始终在这个方面上
觉得我们两个国家之间能开展怎么样的互动的
是的 是的 呃
好的 呃
就是我也很赞同您刚刚讲的观点
就是我看 呃
英国的金融时报
他前一段发了一个报道
说 呃
气候合作是现在这个阶段中美关系的乒乓外交嘛
就是说好像是呃
呃
保留的为数不多的能够各同对话的一个窗口
首先我觉得就是说
呃
如果说合作的话
就是说我们两个国家都承诺碳中和
或者是在研究一些碳中和的方方式的话
这本身就是一种
呃 我们叫呃
Climate leadership
就是气候变化的领导力
它本来就是一种合作
因为像刚刚
呃 尚伟说的
就是世界上除了中国和美国之外
还有很多的国家需要实现碳中和
然后这些国家实现碳中和的话
我觉得很大程度上需要依赖于中国和美国的技术和资本
就是无论是我们保术的技术本身的输出
还是说产品碳输出
甚至说一些绿色能源的投资这样的
呃
然后在这两个国家进行的一一些无论是实验室的研发
还是工厂的
呃 呃
工厂的制造
都可以更好的溢出到世界上更更多的国家
然后帮助他们来来实现这样一些碳中和
然后甚至说
我觉得就是我们中国和美国进行的这两个研究
就是说我们普林斯顿的磷炭美国这个研究
然后和中国一些
呃
相应机构进行研究
也可以为世界上其他国家怎么样来研究实现碳中和路径这个
这个
这个研究提供一个范式
我觉得这也是很好的
呃
然后第二个就是说
我们讲到具体的一些
呃 合作的话
我觉得可能
呃
比较好的就是说
我
我们可能未来会有一些就是相当于是
呃
这种低碳的产品的贸易
我
我自己这么觉得
就比方说
因为我觉得美国可能是
呃 呃 生物质
它相对来说可能要充足一点
如果它是将来有一些
呃
磷碳的燃料
啊
就磷碳的航空燃油
比方说
然后可以出口到中国的话
呃
那我们可以
呃 中国的话
相应的
比方说
你在光伏板或者是呃
太阳 呃
或者是风风机上制造能力更强的话
能够出口到美国的话
其实是一个互利互惠的行为
但这当中可能就是还有一些
呃 呃
关于贸易啊
或者说是呃
这种碳的 呃
更复杂的问题在里边
对
我觉得就让我想起来
就是之前我有
我有同学做这种研究
说如果不同主权国家之间
他们的电网可以连在一起的话
然后其实大家共同去达到这个低碳转型
要比各自去达到低碳种型要容易的多
因为有这种资源互补的优势
嗯 是的 在 呃
在另外一项研究
就是不
是零探美国这个研究
我们做了一个美国东北电网
那个pgm
就是 呃
两位主播可能应该也熟悉
就是说
就是它是覆盖美国东北电网的一个
我们做了那个东北电网的一个研究
就是说
我们把东北部的几个州
新泽西啊
马里兰 纽约
然后放在一起
就是说
如果我新泽西
马里兰和呃
纽约分别单独进行百分之百的呃
呃 转型的话
然后需要多少的这种成本
然后我三个州一起做的话
进行一些相当于资源
呃
分享或者是这种电力的互相补给的话
呃
需要多少成本
然后我们基本上发现就是
呃
三个州一起做的话
呃
这个非常的震惊
就是说
三个州一起做的话
你的成本比三个州单独做加起来的成本要几乎是它的三分之二
就是说
可能如果三个州各自是花一百块
然后但你们一起做的话
你三个只需要花两百块
我觉得可能就是
当然这不是一个国家层面的
就是是一个美国州政府层面来协调
然是 呃
协调或者是共生关系的话
真的是一个很好的对
我觉得这个对中国其实非常有启发
就是我们十四五规划做完以后
其实马上就要有一个达的规划
包括一个碳中和的国家级的规划
然后各个省份其实要制定各个省份的这样一个
呃 碳达峰
碳中和的规划
就是前几天我
我和明浩聊过
就是山东省
就是发布这个十四五规划的时候
山东省的规划其实就提出来
山东省要怎么实现这个低碳达峰呢
现在山东省的
呃
电电力结构里边是六份是煤
然后应该是两份来自于外地的电力
然后另外两份份清洁洁电力
就六比二比二
现在这样一个状态
然后山东省提出来一个到二零三五年
煤要占煤和外来电力和清洁本地清洁电力要占有一比一比一
其实也是在扩大这个到外地结构的这样一个转型
我觉得 呃
在中国这样方面
其实各个省份之间协调其实也是蛮重要的一件事情
Hello 好
那我们今天这期就到这里
我们已经谈了两个多小时时间
非常感谢啊
张川博士
张川师兄做客我们的节目
我真是个人从这次聊天里学到非常多东西
我就很希望这个交谈可以继续下去
我们也希望啊
听众能够有有相应的收获
特别是我觉得一个很重要的是
呃
大家总在讨论碳中和
但其实我们很少听到一个真正专业的人士去讨论这个碳中和的路线图是怎么设计的
然后
虽然我之前已经读了很多这方面资料
但是我觉得面对面的交流
还是让我有非常大的收获
好 谢谢大家
然后欢迎大家多留言
然后包括对我们的博客提出各种各样的意见
谢谢大家
我们下次再见
拜拜
