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行業(yè)動態(tài)
森林碳匯不是“杯水車薪” 而是國之重器
2023-02-24

/姬宏旺 李怒云

“雙碳”目標的提出是中國推動構(gòu)建人類命運共同體的責(zé)任擔(dān)當和中華民族實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略決策。鑒于我國正處于工業(yè)化爬坡階段和富煤少油貧氣的能源稟賦,2060年碳中和目標的實現(xiàn)任務(wù)非常艱巨。節(jié)能減排、提高能效、風(fēng)光清潔電力替代、電氣化等一系列減碳措施緊鑼密鼓開展起來。這些措施當然是實現(xiàn)雙碳目標不可或缺的組成,但森林碳匯的作用不可輕視,更不能被視作“杯水車薪”。

從發(fā)展戰(zhàn)略角度看森林碳匯

森林被譽為“地球之肺”,對人類生存發(fā)展的重要性不言而喻。人類不僅依靠森林提供食品、藥品、飲水、木材和能源等物質(zhì),更要依賴森林固碳釋氧維持地球的碳氧平衡。

人類起源于森林。森林是人類的家園,提供人類幾乎全部的生活資料基礎(chǔ)。這種平衡被工業(yè)革命所打破,積累上億年的植物動物遺體轉(zhuǎn)化而來的煤炭石油被挖出來,在短短的200多年時間內(nèi)迅速燃燒,導(dǎo)致空氣中二氧化碳濃度急劇增加,形成的溫室效應(yīng)愈演愈烈.人類為了生存與發(fā)展,不得不采取行動減少碳排放。

無論從自然生態(tài)角度還是國內(nèi)外碳減排治理制度規(guī)則來看,森林碳匯乃是實現(xiàn)碳中和的國之重器。未來的碳中和幾乎就是要靠生態(tài)系統(tǒng)的碳匯效應(yīng)來實現(xiàn)。因為碳匯是真正的負碳機制,尤其森林碳匯,是人類可以直接干預(yù)且能可持續(xù)利用的最有效機制。主要表現(xiàn)在森林蓄積的持續(xù)增加(固碳)、生物質(zhì)及其制品可替代煤炭石油天然氣(零碳能源)、采伐的木材可以替代建筑材料(零碳產(chǎn)品)、甚至于把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的生物炭儲存下來(負碳)等等。增加森林碳匯,不僅有巨大的固碳效應(yīng),還有巨大的物質(zhì)生產(chǎn)和儲備,更有巨大的生態(tài)環(huán)境效益,一舉多得。

森林對人類社會發(fā)展可以說百利無一害?;钪臉淠静粌H能固碳釋氧,還能調(diào)節(jié)氣候凈化空氣。固碳只是其生態(tài)作用之一。采伐的樹木全身是寶,木材可做建材材料、家具等生活必需品,枝椏根葉等材料可轉(zhuǎn)化成能源或有機肥,果實是油料或藥材或水果或食品。反觀光伏風(fēng)機等設(shè)施,正常運行是可以生產(chǎn)清潔電力,但設(shè)備制備則需要礦物資源的挖掘和冶煉加工,面臨資源約束和環(huán)境破壞,加工過程又需要大量的能源。工業(yè)設(shè)備是有壽命限制的,運行過程需要精心養(yǎng)護,報廢后又將面臨廢棄材料的處置。簡單對比,優(yōu)劣自現(xiàn)?;谧匀坏慕鉀Q方案才是最經(jīng)濟且可持續(xù)的緩解氣候變暖的優(yōu)選方案。

在減碳中,當下重要且緊急的事情是通過節(jié)能和提高能效先減下來。發(fā)展風(fēng)光電力進行能源替換是勢在必行。但從碳中和原理來看,數(shù)字減碳永遠達不到碳中和目的。只有像森林碳匯這樣的物理減碳,才是根本性措施。從空氣中吸收回來的二氧化碳量大于等于當年人類活動尤其是工業(yè)活動向空氣中排放的二氧化碳量才能達到碳中和。由于碳匯能力的形成需要時間而不能立竿見影,所以才顯現(xiàn)出節(jié)能和替代最緊急重要,需要先剎車減速(碳排放速度),但碳匯千萬不可視為“不重要”,應(yīng)當是更重要的。

《巴黎協(xié)議》以及我們各國所說的碳中和只是某個時點的碳中和,是未來某個年份的碳中和??梢苑Q之為當期碳中和,而不是歷史碳中和。本世紀下半葉,中國乃至全球都實現(xiàn)了碳中和,就是人類應(yīng)對氣候變化的終點嗎?遠遠不是,這個碳中和只是當年的碳中和,是人類向空氣排放二氧化碳的年增量為零的一個時點。這個時候空氣中的二氧化碳濃度才達到最大值,也正是溫室效應(yīng)最嚴重的時候,或者說是氣候災(zāi)難最嚴重的時候。應(yīng)對氣候變化的終局是恢復(fù)生態(tài)平衡,在達到當期碳中和之后,再利用碳匯負碳技術(shù)實現(xiàn)歷史的碳中和,逐步把工業(yè)革命帶來的化石能源燃燒排放到空氣中的二氧化碳全部吸收回來。這個路程將會很漫長。歷史碳中和必須依靠負碳技術(shù)。碳匯幾乎是唯一的負碳技術(shù),時間越往后,碳匯越顯重要。


從碳中和數(shù)量貢獻看森林碳匯

第九次全國森林資源清查數(shù)據(jù)中,我國森林每年的固碳量增量是4.34億噸(林業(yè)系統(tǒng)的統(tǒng)計口徑是“碳”而非“二氧化碳”)。這個數(shù)字被很多人包括行業(yè)專家解讀為森林碳匯相對于碳排放體量(每年100多億噸)來說是“杯水車薪”。殊不知此碳非彼碳,換算成二氧化碳的碳匯量是16億噸,占排放的16%。這個量級還能是可有可無的“杯水車薪”嗎?當然這個比例還不算高,只能中和掉16%的碳排放,對碳減排來說還遠遠不夠。但是我們要清楚,這16億噸是凈增量,這一年森林還貢獻了近1億立方米的木材(替代建筑材料減排近1億噸)和3億噸木質(zhì)燃料(替代化石能源燃燒減排3.9億噸),還有數(shù)千萬噸的木本油料資源。粗略加起來替代減排量也在5億噸以上,還沒計算數(shù)十年來土壤碳庫的增加。上述數(shù)據(jù)相加,森林碳匯每年的貢獻已經(jīng)在20億噸量級上。這個貢獻不可謂不大。需要強調(diào)的是,這20億噸的減排貢獻還是在當下森林質(zhì)量不高的情況下產(chǎn)生的,隨著森林質(zhì)量的提升和森林面積的擴大,森林碳匯貢獻將會成倍的提升。

新中國成立以來,我國的林業(yè)經(jīng)歷了從伐木取材到造林護綠的歷史性轉(zhuǎn)變。前30年百廢待興,森工企業(yè)擔(dān)綱著國家基礎(chǔ)建設(shè)的重任,累計砍伐木材上百億立方米。改革開放以來,國家林業(yè)戰(zhàn)略逐步轉(zhuǎn)移到生態(tài)保護上來。特別是國際社會全面開展應(yīng)對氣候變化工作以來,停止天然林商業(yè)性采伐、開展重大林業(yè)工程建設(shè)以及近年來開展的森林質(zhì)量精準提升,我國森林進入了休整恢復(fù)和保護提升階段。我國森林質(zhì)量遠低于世界平均水平,森林覆蓋率僅為23.04%,低于世界平均水平的31%,喬木林每公頃蓄積為94.83立方米,只有世界平均水平131立方米的72.4%,僅為巴西的一半,不足德國的三分之一。喬木胸徑不到14厘米。人工林每公頃蓄積僅為59立方米,不及世界平均水平的一半。我國的林業(yè)家底用“積貧積弱”形容一點都不過分。即便是在這樣的基礎(chǔ)上,每年貢獻碳匯和替代減排總量仍有20億噸之多,足見森林的作用之大。

由于土地所限,我國森林覆蓋率要達到世界平均水平困難較大。從中國林業(yè)戰(zhàn)略研究結(jié)果可知,充其量能達到28%左右。假設(shè)到2050年或2060年,森林面積達到2.6億公頃,每公頃森林蓄積量提升到世界平均水平的131立方米,森林蓄積可達到340億立方米,森林蓄積比現(xiàn)在可翻一倍,按照森林凈生長率5%估算,森林碳匯年增量在30億噸左右。有專家認為,我國森林撫育后林木生長量平均可達到7立方米//公頃,在南方地區(qū)可以突破9個立方米//公頃,現(xiàn)有的2.2億公頃森林每年可生長15.4億立方米以上,推算每年碳匯量可達28億噸以上,兩個數(shù)字基本吻合。在森林蓄積達到世界平均水平之后,我國的木材生產(chǎn)也能基本達到自給自足。每年木材生產(chǎn)量可達到5億立方米以上,若考慮未來加大對鋼材水泥的的替換力度,木材采伐量可增至8-10億立方米,同比例推算生物質(zhì)能源替代減排量也將達到10億噸以上。綜上,森林碳匯增量、木材替代及生物質(zhì)能源替代減排量三者合計碳匯貢獻可達50億噸以上,足見森林碳匯的重要程度。

森林增匯減碳,由森林生態(tài)系統(tǒng)固碳、木質(zhì)林產(chǎn)品轉(zhuǎn)移固碳、生物質(zhì)能源替代減碳三部分組成。

我們把森林系統(tǒng)比喻成一個蓄水池(蓄木池或蓄碳池)?,F(xiàn)在的蓄水量很低,大概相當于池容積的四分之一到三分之一之間,還有充裕的增量空間。為最大發(fā)揮森林生態(tài)功能,首先需要將這個池子裝滿,再通過動態(tài)調(diào)整,輪伐循環(huán),將木材和固碳轉(zhuǎn)移出來。這樣既滿足了人類生活所需又能維持生態(tài)環(huán)境平衡,人類家園將會是一幅多么美好的畫面。

從碳中和經(jīng)濟性評價看森林碳匯

厘清經(jīng)濟賬需要界定一個活動邊界和時間邊界。時間邊界不能僅限于短短的幾十年,更要考慮長遠的未來,活動邊界不能僅限于活動本身,更要考量外部性正負及大小。

首先看風(fēng)光發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電和化石能源發(fā)電的生產(chǎn)工藝流程及區(qū)別,分別見圖1、圖2、圖3。

從流程圖對比來看,風(fēng)光電力的生產(chǎn)運行系統(tǒng)必須是新建(存量火電設(shè)施不得不報廢),設(shè)備制造及電廠建設(shè)需要大量的資源消耗和能源消耗,部分原材料由于稀缺性還將限制產(chǎn)能。再加上風(fēng)光電力的不穩(wěn)定性,還需要建設(shè)大量的儲能設(shè)施,儲能設(shè)施又帶來不安全隱患。盡管風(fēng)光電的發(fā)電成本已下降到與火力發(fā)電平價的程度,但這是在揮霍礦產(chǎn)資源和占用大量土地的前提下形成的。浪費資源和占用土地的負外部性與燃燒化石能源的負外部性很難評價孰優(yōu)孰劣?,F(xiàn)在是為解決氣候變化而減排,礦產(chǎn)資源和土地亦有成為下一個制約人類生存發(fā)展的約束。因此,有按下葫蘆浮起瓢的可能后果。

反觀生物質(zhì)發(fā)電流程,不需要新建發(fā)電設(shè)施,現(xiàn)有電廠完全可以持續(xù)利用,省去了大量的基建成本并節(jié)省了大量的礦產(chǎn)資源。生物質(zhì)發(fā)電不需要儲能環(huán)節(jié),又省去了大量的建設(shè)成本,還消除了安全隱患。發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)最大的投入在原材料收集和再加工。當前生物質(zhì)發(fā)電的溢價太高的原因主要是因為原材料稀缺且分散、體積大價值密度低、收集費力效率低等,并且在上游被當作廢物對待,沒有生產(chǎn)的積極性。隨著碳價上升帶動生物質(zhì)價格提升,森林培育可將生物質(zhì)當成主要產(chǎn)品對待時,生物質(zhì)發(fā)電平價時代也會到來。

風(fēng)光發(fā)電項目的經(jīng)濟性計算模型很簡單,純粹的工業(yè)品,投入產(chǎn)出邊界很清晰,利益鏈條也很清晰,機械設(shè)備制造加上安裝建設(shè)再加上運行維護,最多前面加上原材料供應(yīng)和后面加上報廢處理,產(chǎn)品就一個“電”。只要知道上網(wǎng)電價就能夠清楚計算項目經(jīng)濟性好壞。前些年有項目補貼,有減排量收入,這些年又開展綠電綠證交易,一波又一波的利好政策推動者風(fēng)光發(fā)電行業(yè)蓬勃發(fā)展,也獲得了市場資本的追捧。

相反,生物質(zhì)能源為何沒有被足夠重視,也有其客觀的原因。比如原料分散,跨行業(yè)跨區(qū)域,產(chǎn)業(yè)鏈條長,政策約束多等等,很難用一個政策工具就能推動,也很難得到市場資本的青睞。況且,生物質(zhì)是一個副產(chǎn)品,是森林產(chǎn)出物中一個價值最低的副產(chǎn)品。傳統(tǒng)上有個詞叫“三剩物”,包括采伐剩余物(指枝、丫、樹梢、樹皮、樹葉、樹根及藤條、灌木等)、造材剩余物(指造材截頭)和加工剩余物(指板皮、板條、木竹截頭、鋸沫、碎單板、木芯、刨花、木塊、邊角余料等),當作廢物再利用,價值量很低不受重視,在產(chǎn)業(yè)配套上自然處于配角地位,經(jīng)濟性可想而知。如果讓這樣一個生態(tài)資源的配角本身能有盈利的話,生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)乃至林業(yè)產(chǎn)業(yè)將無比輝煌。

一些研究機構(gòu)和專家預(yù)測,我國實現(xiàn)雙碳目標要投入300萬億之多。這個數(shù)字不管是大是小,應(yīng)該是通過很多計算模型計算出來的。這里面是否包括了森林生態(tài)建設(shè)的費用?但只有投入沒有產(chǎn)出,的確不是一個很好的數(shù)字表達。假如能計算出投入多少產(chǎn)出多少這樣一組有因有果的數(shù)字,會更有說服力。換句話說,需要投入多少資金,我國才能進入可持續(xù)發(fā)展狀態(tài),需要科學(xué)家們認證思考和論證。

光伏風(fēng)力發(fā)電已進入了平價上網(wǎng)時代。未來的趨勢是風(fēng)光電力還有下降空間,而煤電成本一定是要上升的,這也就是當前“風(fēng)光無限”的邏輯基礎(chǔ)。這是基于“能源約束”變量的產(chǎn)物,若加上“排放約束”和“資源約束”變量情況則要發(fā)生變化。假設(shè)“碳價”和“資源稅”上升到一定高度,達到林業(yè)碳匯收益能覆蓋造林營林成本的程度,情形則會大不相同。集約化植樹造林,集約化采伐利用,每個林場每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)都能建設(shè)一座生物質(zhì)加工廠。資源的豐富程度提高,收集運輸半徑減少,生物質(zhì)加工利用利潤率提高到行業(yè)基準收益率之上,生物質(zhì)資源的市場地位將由偏轉(zhuǎn)正。

經(jīng)濟評價中當然不可缺少環(huán)境影響評價,若給風(fēng)光電力加上負外部性成本,給生物質(zhì)加上正外部性收益,以森林碳匯為目標的基于自然的解決方案更具優(yōu)勢。

當然,生物質(zhì)能源也不僅僅是發(fā)電一個出口。本文著重闡述生物質(zhì)發(fā)電只是與風(fēng)光發(fā)電做直接對比。其實,生物質(zhì)經(jīng)過物理化學(xué)轉(zhuǎn)換后生成的木炭、生物質(zhì)柴油生物質(zhì)煤油、木煤氣等各種形態(tài)的生物質(zhì)燃料,可以對等替代煤炭石油天然氣等化石能源,且不需要基礎(chǔ)建設(shè)的大強度換代升級。如下圖所示。

本文對風(fēng)光發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電的對比分析,并非否定風(fēng)光能源,而是意在提醒政策制定部門和相關(guān)行業(yè)專家,要兩手抓,兩手都要硬。若厚此薄彼,一味強調(diào)風(fēng)光能源的重要性而有意無意貶低森林碳匯及生物質(zhì)的作用,可能給國家雙碳戰(zhàn)略帶來戰(zhàn)略性和結(jié)構(gòu)性偏差,給未來的碳中和事業(yè)帶來無法復(fù)盤的損失。建議相關(guān)部門盡早研究測算,按照可持續(xù)性原則給森林碳匯一個明確定位,從頂層設(shè)計,構(gòu)建點線面系統(tǒng)性解決方案,省時省力經(jīng)濟高效地實現(xiàn)雙碳目標。

(姬寵旺系北京凱來美科技有限公司創(chuàng)始人、李怒云系中國綠色碳匯基金會創(chuàng)會秘書長)

《綠色中國》 B(下半月) 2023  1月號

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