盡管年近七旬,但住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部原副部長仇保興仍在為城市碳中和夙興夜寐。他的辦公室堆滿了各種文件書籍,僅留有腳踏之地,原本就不大的空間顯得更為局促。
除了住建部原副部長、中國城市科學研究會理事長、國際水協(xié)(IWA)中國委員會主席的頭銜外,仇保興還是國際歐亞科學院院士、國務(wù)院推進政府職能轉(zhuǎn)變和“放管服”改革協(xié)調(diào)小組專家組副組長、原全國政協(xié)人口資源環(huán)境委員會副主任、國務(wù)院原參事、國家應(yīng)對氣候變化專家委員會成員(第三屆)。
在他看來,在國家的碳中和進程中,城市碳中和將起到?jīng)Q定性作用。“因為所有的科技創(chuàng)新成果都在城市產(chǎn)生,80%以上GDP來自于城市;但城市又是二氧化碳的主要排放源,全社會人為溫室氣體排放城市占了75%。”仇保興說。
官方數(shù)據(jù)顯示,截至2021年底,我國的城市化率達到64.72%。仇保興指出,我國的城市化率的峰值可能為75%。在此背景下,他認為,由于土地財政的紅利期已過,面對城市公共品的持續(xù)高昂投入,城市財政收入體系亟需改良。
改良的方向是使城市由原來的“土地財政”逐步轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;碳財政”,讓城市在未來碳財富的蛋糕中分一杯羹。他預(yù)計,到2060年,我國碳市場有望每年創(chuàng)造4000億-20000億美元的新財富。
“我國現(xiàn)在的碳排放是每年100多億噸,按照40美元/噸的定價,那就是每年4000億美元;如按照100-200美元/噸,那就是每年1萬-2萬億美元。”仇保興說。
對于城市碳中和的路線圖,仇保興認為,城市碳中和戰(zhàn)略的實施可將碳排放源分為工業(yè)、農(nóng)村農(nóng)業(yè)、建筑、交通、廢棄物處理(市政)五大模塊。這其中,建筑、交通和廢棄物處理又是所有城市碳中和的核心模塊。
早在十幾年前,仇保興在結(jié)束哈佛大學訪學后,曾將美國的綠色建筑體系引入國內(nèi),并一直在為建立和修訂中國的綠色建筑標準而努力。
他認為,綠色建筑技術(shù)體系中,建筑外立面光伏發(fā)電是最重要的減碳組件。在此基礎(chǔ)上,仇保興又提出“正能建筑”理念。在他看來,當建筑生產(chǎn)的能源比使用的能源更多,即為正能建筑。
而在正能建筑的體系中,仇保興認為BIPV將會成為主流。他指出,BIPV企業(yè)要有建筑設(shè)計思維,并提出自己最新的創(chuàng)新成果。
以下是仇保興的口述實錄:
在國家碳中和進程中,城市碳中和是決定性的。對任一國家而言,城市既是具有自主能動性的重要主體,也是科技創(chuàng)新的主要平臺,且80%以上的GDP都來自于城市。
城市實際上是任何一個現(xiàn)代國家人才、財富、物質(zhì)資源、文化精神資源的載體。但同時,根據(jù)聯(lián)合國的數(shù)據(jù),城市排放的人為溫室氣體在全社會排放量中占了75%,所以城市又是二氧化碳的主要排放源。
因此,貫徹碳中和戰(zhàn)略必須“解鈴還須系鈴人”,也就是說,城市排放的必須由城市為主來解決碳中和。
01“碳財富”可達萬億美元
要深入了解城市碳中和,我認為需要先了解我國城市發(fā)展的獨特性,從歷史的脈絡(luò)中總結(jié)未來的發(fā)展經(jīng)驗。
中國的經(jīng)濟實際上是兩個輪子在驅(qū)動,一個是企業(yè),另一個是城市政府。改革開放40年來,我國城市經(jīng)濟為什么發(fā)展那么快,這其中的奧秘就是土地財政。
40多年前,我曾擔任過溫州市樂清縣縣委書記。彼時,樂清縣是1984年中央指定的三個體制改革試點縣之一。我記得三個縣到北京參加會議,會議上一個世界銀行的專家認為中國雖然啟動了快速城鎮(zhèn)化,但他料定中國城鎮(zhèn)化的結(jié)果將會非常悲慘。
因為根據(jù)國際上城鎮(zhèn)化的規(guī)律,每個人從農(nóng)村移居到城市,城市就需要補充相應(yīng)的公共品,比如說道路交通、醫(yī)療衛(wèi)生、義務(wù)教育、垃圾處理等,所有發(fā)展中國家在城鎮(zhèn)化過程都要借大量債務(wù)來滿足公共品投資,滿足城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。
因此這位專家認為,按照中國將會有超過10億人從農(nóng)村轉(zhuǎn)移到城市的假設(shè),中國將一名農(nóng)民變成一個充分享受權(quán)利的城市市民,最低成本為1.2萬歐元(約10萬元人民幣),即總共需100萬億人民幣,巴西如此,阿根廷、智利等國家也是如此。
如此龐大的資金,需要當時全世界的金融機構(gòu)來提供才能完成。所以,他料定未來中國將會成為世界頭號債務(wù)大國。
如今,40年過去了,中國不僅沒有成為最大債務(wù)國,反而成為最大的債權(quán)國。原因是,那些國家都是土地私有制國家,而我們的土地是公有制,土地在中國具有社會增值屬性。
城市生活品質(zhì)的改善、公共品的投入、高品質(zhì)的學校醫(yī)院等都來自于土地財政的錢。一般的稅收只能養(yǎng)活公務(wù)員,公共品增量部分的提高全仰仗土地財政。
講這個故事是什么意思?現(xiàn)在我們的土地財政快要枯竭。因為城鎮(zhèn)化差不多到頂,現(xiàn)在我國城鎮(zhèn)化率已達到65%,未來最多也就75%。
這時候城市的公共財政收入體系必須變革。怎么變革?未來需要打造一種全新的城市財政收入體系——碳財政。
我國以城市為主體的碳中和戰(zhàn)略有五大優(yōu)勢,一是城市是人為溫室氣體排放的主角,占75%,責任明確;二是我國城市管理范圍包括農(nóng)村和原野,有利于整體布局可再生能源和碳匯基地;三是改革開放四十年城市間的GDP競爭可轉(zhuǎn)向GDP與減碳雙軌競爭;四是“自上而下”的減碳模式與以城市為主體的“自下而上”的減碳模式可互補協(xié)同;五是每個城市依據(jù)自身資源稟賦來設(shè)計減稅藍圖,能演化成整體最優(yōu)碳中和路徑,防止錯誤模式鎖定。
當前有一種觀點是,實現(xiàn)城市碳中和應(yīng)該是自上而下,通過精密的頂層設(shè)計,由中央下文件,然后各級照搬執(zhí)行。
但城市是一個具有自主能動性的主體,城市內(nèi)居民、企業(yè)、組織也都是具備能動性的主體,所以我認為“雙碳”戰(zhàn)略更需要“自下而上”。
“下”即指的是城市作為重要主體,企業(yè)作為操作性主體,科技人員和市民作為非常重要的基礎(chǔ)性主體,市民和科技人員、企業(yè),以及和城市這些主體相互之間是緊密關(guān)聯(lián)的。
除核能之外,地球上任何化石能源都是遠古的太陽能累積起來的。人類步入工業(yè)文明階段,在城市化進程中短時間內(nèi)將這些原本封存在化石能源里的碳快速釋放出來,這才是真正的氣候變化禍根所在。
所有化石能源的使用都有副作用,經(jīng)濟學上叫負外部性。那么怎么解決?理論上應(yīng)對路徑其實非常清晰,將負外部性內(nèi)部化,給予足量補償。而補償辦法有兩種,一是碳稅,二是碳交易。
也就是說要對二氧化碳定價。美國當前將碳定價為每噸40多美元,現(xiàn)在歐盟的每噸碳價為50歐元。按2018年諾貝爾經(jīng)濟學獎獲得者威廉·諾德豪斯(William D.Nordhaus)測算:將氣溫升高控制在2攝氏度以內(nèi),需要更高的碳價,在短期內(nèi)接近每噸二氧化碳200美元。
按40美元的價格,相當于將100億噸碳解到0。以此計算,每年我國碳市場的規(guī)模即100億*40美元,相當于4000億美元/年。若按照200美元來計算,那么每年碳匯形成的總財富就是2萬億美元。
也就是說,如果實現(xiàn)碳交易,那么在2060之內(nèi),我國應(yīng)該每年會有4000億-20000億美元的碳財富。
前面已經(jīng)說過,國家碳中和是以城市作為主體,那么城市在減碳方面做得好每年就可以在4000億-20000億美元的盤子里面分一杯羹。
要知道,我們國家前40年的土地財政加起來也僅2萬億美元左右。
由此可見,這是前所未有的巨量財富。在這個過程中,隆基綠能作為中國光伏行業(yè)的代表性企業(yè),也是其中的一個角色,要懷著遠大的格局去思考未來。
所以我主張,當發(fā)展到一定程度,隆基綠能應(yīng)該成立一個研究院,專門研究一些前沿的課題。
02城市碳中和的核心是建筑
2008年金融危機后,我國光伏產(chǎn)業(yè)曾陷入巨大危機,該怎么挽救中國的太陽能產(chǎn)業(yè)?當時我寫了一封信給財政部,我認為唯一的方法就是啟動屋頂太陽能計劃,結(jié)果立即得到了響應(yīng)。
為了鼓勵屋頂太陽能,當時每瓦太陽光伏財政補貼13元。當時如果國內(nèi)市場不啟動,中國的光伏行業(yè)估計很難救活。
這一舉措,基本上改變了我國光伏行業(yè)的發(fā)展路徑,幾乎所有光伏及產(chǎn)業(yè)上下游的企業(yè)都救活了。后來,隨著成本不斷下降,補貼逐年下降。兩年以后,科技部聯(lián)合其它部委又啟動了“金太陽工程”。這對中國光伏行業(yè)來說是一劑“強心劑”。
未來,城市30·60的核心就是建筑。從2008年啟動屋頂太陽能,到現(xiàn)在光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有翻天覆地的變化,價格下降了十幾倍,這對建筑來說可帶來革命性的變化。
在工業(yè)化國家全社會的能耗中,建筑的運行能耗約占30%左右。所有國家,只要經(jīng)歷了工業(yè)化,主要能耗分布就三塊:建筑能耗占1/3,交通+服務(wù)業(yè)占1/3,其它經(jīng)濟行為占1/3。
這就意味著解決建筑能耗將是關(guān)乎碳中和戰(zhàn)略成敗的決定性戰(zhàn)役。而建筑能耗與企業(yè)能耗有著巨大差異——企業(yè)要降低能耗可以到市場上進行碳交易或進行能源革命,這部分投資取舍老板說了算。政府則不會如此,不會僅根據(jù)市場信號走。
以隆基綠能為例,為了降低能耗,隆基綠能會針對性地去布局,把耗能大的生產(chǎn)端放在電價便宜的地方去生產(chǎn),把高碳的部件轉(zhuǎn)移到可以承受的地方生產(chǎn)。
但建筑、交通、城市基礎(chǔ)設(shè)施這三方面的減碳,則需要聰明的政府和技術(shù)人員一起努力,需要事前規(guī)劃。所有國家,在建筑、交通和市政方面的減排都是政府主導(dǎo)。打個比方,如果政府不讓在屋頂上裝太陽能,你能裝嗎?
因而,太陽能與建筑結(jié)合,需要聰明的政府和聰明的企業(yè)一起努力才能解決問題。建筑的減碳量是非常巨大的,至少可以解決全社會1/3的碳。
當前解決建筑的碳有兩個方向:一個是被動房,這個費用非常高,我認為除極寒的北方較為適用外,如果在全國范圍內(nèi)推行則是條錯誤的路徑。建筑保溫節(jié)能收益呈正態(tài)曲線,它有一個最佳收益平衡點,減多少碳,付出多少成本。超過這個平衡點,要達到近零碳,付出的成本將非常高。所以,我不主張這條路徑。我主張利用屋頂和建筑朝陽面裝太陽能板,多數(shù)為光伏,少數(shù)為光熱是條多快好省的新路徑。
早在2004年,我被派往哈佛大學做訪問學者,師從美國科學院院士、哈佛大學教授克拉克學習城市可持續(xù)發(fā)展。當時,我決心把美國的綠色建筑體系引入中國。
美國在綠色建筑方面的發(fā)展較早,思路被全球所共享。中國傳統(tǒng)的建筑節(jié)能標準是強制性的,但美國在綠色建筑方面的標準是引導(dǎo)性的,即不管你用什么辦法,最后都是按照全生命周期內(nèi)的碳排放量來決定是不是符合綠色建筑相應(yīng)等級標準。
這樣,建筑師就可以發(fā)揮自己的聰明才智。如果是強制性標準,那么就不需要發(fā)揮設(shè)計師的創(chuàng)造性,完全按照國家標準來執(zhí)行就可以了。
因而,我建議中國建筑也需要兩套標準。強制性標準也需要,比如說應(yīng)用在政府主導(dǎo)的經(jīng)濟適用房、廉租房等方面;但大部分市場化主導(dǎo)的建筑,如中高檔住宅和辦公用房等建筑,完全可以按照綠色建筑標準來設(shè)計建造。
而在綠色建筑方面,光伏和光熱能利用就非常重要。在這個基礎(chǔ)上,我提倡正能建筑理念,即屋頂上用太陽能光伏板發(fā)電,地表下面裝地源熱泵。前者屬于高端能源范疇,用于保障建筑用電;后者屬于低端能源范疇,可以保障空調(diào)、供暖、熱水用能。
當建筑生產(chǎn)的能源比使用的能源還多,那就是正能建筑。正能建筑最重要的就是利用太陽能,把太陽能光伏做成屋頂和幕墻,這是建筑未來的發(fā)展方向。
作為綠色先鋒企業(yè)來說,一定要擺脫短視行為,朝著正能建筑的方向努力,堅守長期主義。
03BIPV是正能建筑的主流
我認為BIPV是太陽能建筑的主流。但這個領(lǐng)域還需要進一步革新和改良。它跟防水、隔熱、保溫怎么結(jié)合?如果有一天,因為有了BIPV,不再需要另設(shè)建筑保溫層和隔熱層,那么BIPV就厲害了。
現(xiàn)在大多數(shù)BIPV產(chǎn)品并沒有跟建筑緊密結(jié)合。建筑師說,BIPV破壞了建筑外觀結(jié)構(gòu),增加了承重負荷,本來BIPV可以成為現(xiàn)代建筑必要的構(gòu)件,現(xiàn)在卻變成了矛盾。
這個需要破題。其實這對矛盾完全可以解決。
盡管光伏發(fā)電的效率達到了20%,但還有80%沒有利用,新的疊層鈣鈦礦太陽能電池效率可達40%以上。另外,可以把屋頂改造成“博士帽”,再加建筑物朝陽立面,那么太陽能受光面積就大了很多。
“博士帽”與屋頂之間有一個夾層,中間開幾扇窗,夏天溫度升高就打開,變成隔熱層;冬天,把窗關(guān)上,就取得保溫效果。這從技術(shù)上是完全可以解決的,而且十分廉價。
但是沒有多少人會想到這些層面的細節(jié),所以BIPV企業(yè)一定要有建筑設(shè)計思維。
對光伏企業(yè)來說,要知道怎么幫助用戶花“小錢”,怎么花“中錢”,以及如何花“大錢”來推進正能建筑的普及。
要想在城市碳中和巨大價值鏈中分一杯羹,第一個方向是花“小錢”,那就是光伏企業(yè)要提供的是不同氣候區(qū)高效太陽能建筑解決方案。
第二個方向是花“中錢”。城市最終要實現(xiàn)碳中和,需要把建筑中各種發(fā)電形式組合起來。首先,屋頂和朝陽面能裝的都裝上太陽能光伏板;其次,除了裝光伏電站,還可裝上軸流式的小風機,利用太陽能板的斜坡加大風機發(fā)電的效率,可以提高好幾倍發(fā)電量;第三,利用電梯下降勢能和城市綠化生物質(zhì)能來發(fā)電。
作為企業(yè),要研究的是如何將這幾種方式組合起來。組合起來就形成了虛擬電廠。而在這個“虛擬電廠”中最重要的,也是對企業(yè)投資效益產(chǎn)生最大影響的是電動車。按照現(xiàn)在電動車的發(fā)展速度,到2035年,全國預(yù)計會有1億輛電動車。每一輛電動車儲存的電量,目前是70度電。如果以續(xù)航1000公里計算,那就是100度電。
那么,這個社區(qū)虛擬電廠就可以利用峰谷電價差實現(xiàn)盈利。因為用電高峰的電價和低谷電價相差5倍有余。用電高峰時,可以將電賣給電網(wǎng)公司;用電低谷時,通過新能源汽車儲存電能。
這個系統(tǒng)將決定企業(yè)的發(fā)展命運和城市的減碳,需要花錢去投資。電網(wǎng)公司不愿意去投資,因為這搶了它的生意;跟能源無關(guān)的市場主體也不會去投資,房地產(chǎn)開發(fā)商更沒有投資動力,但光伏企業(yè)可以去投資,因為這決定了光伏能不能最終普及。
這個系統(tǒng)實行起來并不難,而且必須這么做。
目前,輸配電分離改革箭在弦上,這將是雙碳戰(zhàn)略中的核心環(huán)節(jié)。這個過程中,光伏企業(yè)應(yīng)該先試先行,否則屋頂裝了光伏,電網(wǎng)公司不讓接入怎么辦?
輸配電分離后就完全擺脫了電網(wǎng)公司的制約,虛擬電廠與電網(wǎng)公司完全是平等的買賣關(guān)系,而且是在幫電網(wǎng)公司調(diào)節(jié)電網(wǎng)。
第三個方向是花“大錢”?;谳斉潆姺蛛x、虛擬電廠,把太陽能在建筑上的應(yīng)用所節(jié)省的二氧化碳進行碳交易。
這個碳交易比火電廠的碳交易可計量準確性高得多,可公示披露容易得多,可追溯便利得多。
上述三個方向,需要BIPV企業(yè)主動去做。倘若這三個方向都成熟了,太陽能的產(chǎn)能再翻100倍都是有可能的。最關(guān)鍵的是,如果BIPV企業(yè)不主動去做,那么就沒有其它企業(yè)愿意領(lǐng)先突破了。
我們測算過,如果將城市的建筑、農(nóng)村的建筑都裝上太陽能光伏,可以再造35-40個三峽電站的發(fā)電量出來。
原標題:住建部原副部長仇保興:BIPV是太陽能建筑的主流