碳中和目标下的美丽中国低碳发展路径研究

1引言

全球气候变暖问题造成自然灾害频发，必须得到全人类的重视。全球温度的持续上升带来更高的降水量、更频繁的极端天气和生态平衡的不可逆破坏。近年来，受温室效应加剧影响，全球多地自然灾害频发，气候变暖问题愈发严重。而一旦到达气候临界点，生态环境变化将不可逆转，造成人类赖以生存的环境发生不可预知且颠覆性的改变。解决气候变暖问题需要各国一同行动。为应对全球变暖问题，联合国多次召开气候变化大会。全球变暖问题需要各国联合一同面对。自1995年起，联合国气候变化大会每年在世界不同地区轮换举行。在《巴黎协定》中，对2020年后全球应对气候变化的行动作出了相应的安排，明确了将升温控制在2℃乃至努力控制在1.5℃的目标，近200个缔约方共同签署了该项协定。目前，第26届联合国气候变化大会已定于2021年11月1~12日在英国格拉斯哥举行。表1列出了历史上的气候变化大会。

 

2020年9月22日，我国在联合国大会上提出，二氧化碳排放力争于2030年前“达峰”，力争在2060年前实现碳中和，为我国下一阶段的绿色发展和能源转型指明了方向。“碳中和”是我国能源安全和经济转型的内在需求，也是世界各国利益对立和统一。其中对立体现在“碳排放权”背后发展权的博弈，统一体现在全球应对气候变化政策的一致。2020年12月召开的中央经济工作会议将碳达峰、碳中和列为2021年八项重点任务之一。中国主动顺应全球绿色低碳发展潮流，提出有力度的碳中和目标，释放了清晰、明确的信号，彰显了大国的责任与担当。2021年4月22日，习主席在共同构建人与自然生命共同体——在“领导人气候峰会”上的讲话中指出，中国承诺实现从碳达峰到碳中和的时间，远远短于发达国家所用时间，需要中方付出艰苦努力。中国将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，正在制定碳达峰行动计划，广泛深入开展碳达峰行动，支持有条件的地方和重点行业、重点企业率先达峰。

碳中和(Carbon neutrality)是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。在国际上，气候中性(Climate neutrality)和净零CO₂排放量(Net-zero CO₂ emissions)的定义与碳中和(Carbon neutrality)一致。要达到碳中和，一般有两种方法：一是通过特殊的方式去除温室气体，二是使用可再生能源，减少碳排放。碳达峰是要求碳排放在设定时间后不再增长。

随着我国逐步走向全球气候治理的“舞台中心”，长期低碳发展转型战略顺应时代潮流应运而生，该战略应是统筹国内经济社会可持续发展与全球应对气候变化协同共赢的战略。随着经济的发展，国内生态环境根本好转和国际影响力的提升，强化深度CO₂减排的目标导向将占越来越为重要的地位，主要分为两个阶段：一是2030年和2035年，以国内现代化建设第一阶段基本实现现代化、生态环境根本好转、美丽中国建设目标基本实现的目标为指引，强化低碳发展政策导向，落实和强化国家自主贡献(NDCs)目标，构建“政策情景”和“强化减排情景”；二是2050年，在保障建成社会主义现代化强国和美丽中国目标实现的同时，以2℃目标和1.5℃目标下全球减排路径为导向，研究并形成与全球控制温升目标一致的减排情景。本文主要进行碳中和目标下的2035美丽中国低碳发展路径探讨和研究。图1为中国的新增长战略与碳中和愿景。

2“碳中和”事件整理

“碳达峰–碳中和”正式成为国家战略。2020年9月，我国在第75届联合国大会上提出“二氧化碳力争于2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和”；在2020年12月份联合国气候雄心峰会和中央经济工作会议上，“30-60”的目标被反复提及，标志着“碳达峰–碳中和”已成为国家战略。2020年4月22日在“领导人气候峰会”上的讲话中，习主席指出，中国将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，正在制定碳达峰计划，广泛深入开展碳达峰行动计划，支持有条件的地方和重点行业、重点企业率先达峰。表2对“碳中和”事件进行了整理和归纳。

3全球气候变化加剧，碳减排进程进一步加速

3.1全球碳减排进程不断提速

在特朗普执政期间，全面放松了美国石油与天然气开采、运输的相关法规，美国于2020年11月4日正式退出了《巴黎协定》。作为全球最大的碳排放国之一，美国对全球气候变化问题不作为的态度引发了巨大的争议。然而，拜登当选，他的《清洁能源革命和环境正义计划》贯穿了其解决就业问题、刺激经济等一系列执政政策。在该计划中，拜登拟在未来十年内投入4000亿美元用于能源、气候的研究与创新，以及清洁能源的基础设施建设，力争在2035年前实现无碳发电，并确保美国在2050年之前达到碳净零排放，实现100%的清洁能源经济。同时，拜登的能源计划还将加快电动车的推广，拟在2030年底部署超过500,000个新的公共充电网点。并且，拜登表示，上任第一天就会使美国重返《巴黎协定》。基于拜登的新能源政策，美国各级州、市政府也纷纷进行表态，超过35个城市设定了到2050年减排80%的目标，超过400个市长表示将遵守《巴黎协定》。在强有力的新能源政策推动下，美国可再生能源及电动汽车领域将重获快速发展。

拜登的能源政策将对我国造成更大的碳减排压力，并推动全球碳减排进程。清洁能源发展渗透在美国工业、交通运输、建筑等方方面面，成本较为高昂，技术实现难度也较大。若清洁能源计划得以成功实施，拜登表示，将不允许其他国家不顾环境污染的发展经济，将对未能履行气候和环境义务的国家的碳排放水平高的产品征收碳调整费或配额。同时，美国还将根据合作伙伴在气候保护方面所做的承诺来制定未来的双边贸易协议。美国将利用其世界大国地位和强大的国际影响力，促进各国与美国一同消除化石燃料补贴，发展清洁能源，在低碳排放的基础上发展经济。

中国、欧盟的碳减排政策同样处于深化过程中，全球碳减排进程加速是必然趋势。2020年9月11日，欧盟再次加大节能减排政策力度，发布《2030年气候目标计划》，将2030年温室气体减排目标由原有的40%提升至55%，具体措施包括提升可再生能源发电份额、进一步部署新能源汽车等。欧盟长期依赖化石能源进口，资源稀缺，发展绿色经济不但有助于经济发展，还能够提升国际地位。第一，欧盟在发展绿色经济方面长期处于全球领先的水平，有足够的动力持续推动低碳经济的发展。第二，除自身不断坚持发展可再生能源、碳排放交易体系、低碳创新战略外，欧盟还极力推动世界各国发展低碳经济，旨在成为全球节能领域的主导者，打造欧洲一体化后的重要政绩。

中国同样面临石油对外依赖度高的问题，且前期粗放式的高耗能经济增长模式对资源及环境的耗用过大，未来发展低碳经济不但有助于维持可持续发展目标，也能够进一步加速我国产业结构转型升级和相关高新技术的发展。9月22日，在2020年75届联合国大会一般性辩论上，习近平总书记提出了我国碳减排的新目标，即争取在2060年前实现碳中和(碳净零排放)。作为世界第二大经济体，中国强调大国担当，将会继续坚定不移的承担起控制全球气候变暖的重任。随着中国、欧盟、美国三大经济体碳减排政策的强化，全球碳减排进程将进一步提速。表3为各国碳中和目标达成时间汇总。

 

另一方面，碳减排进程的加速意味着全球化石能源需求很快将迎来峰值。如果全球按照1.5℃的温升目标制定政策，根据国际能源署此前的估算，预计全球碳排放将在2020~2030年间达到峰值，石油需求将在2020~2030年间达到峰值，煤炭需求在2020年前就达到峰值，天然气将在2025~2040年间达到峰值。

3.2中国2060年碳中和目标意味着更陡峭的节能减排路径

2060年碳中和目标政策意味着更陡峭的节能减排路径，实现难度较大。欧美早在2010年前就已实现了碳达峰，而我国仍处于经济快速发展阶段，二氧化碳排放量仍持续上行中，未来碳减排任务艰巨。相较于欧、美从碳达峰到碳中和的50~70年过渡期，我国碳中和目标隐含的过渡时长仅为30年。基于目前我国碳排放情况，清华大学气候变化与可持续发展研究院的研究显示，我国2060年的碳中和目标等价于努力实现巴黎协定中以1.5℃温升目标为导向的长期深度脱碳转型路径。为此，中国应在2050年实现二氧化碳的净零排放，全部温室气体应在2020年基础上减排90%。并且，政府应强化2030年的自主行动目标，新目标应更改为，2030年单位GDP碳排放强度比2005年下降大于65%(此前为60%~65%)，非化石能源占一次能源消费比重达到25%(此前为20%)。可预见的是，在节能、清洁能源替代、电气化进程加速以及碳汇集技术发展四个最主要的碳减排举措方面，后期相关政策的力度相较之前均会有进一步的加强。

一直以来，我国政府节能减排的决心大，目标完成度高。从我国2009年提出第一个碳减排目标开始，到2015年的巴黎协定自主行动目标，再到新提出的2060年碳中和新目标，可以看出，政策对节能减排的支持力度在不断强化。一直以来，我国均能超额完成碳减排目标。2017年，我国提前实现2015年设定的碳减排目标——2020年单位GDP二氧化碳排放量比2005年降低40%~45%；2019年，我国非化石能源占能源消费比重达15.3%，提前一年完成2009年提出的碳减排目标以及“十三五”规划目标。可以预计，后期我国政府会继续大力推进各项节能减排工作。图2表明我国单位GDP二氧化碳排放量降速远高于全球降速。

3.3实现碳中和目标，关注清洁能源、电气化、节能以及碳捕获技术四大方向

目前我国的能源结构中，为碳排放主要来源的化石能源(煤、石油、天然气)仍占多数。根据IEA数据显示，2018年我国能源供应结构中(图3)，原煤占比61.9%，原油占比19.1%，天然气占比7.2%，而可实现碳零排放的清洁能源，如水能、核能、太阳能、风能等，占比仅为11.8%。

 

从行业结构上来看，2018年，我国二氧化碳排放则主要源自于电力/热力生产业(占比51%)、工业(占比28%)和交通运输业(占比10%)，三者合计占比89%。目前我国发电仍主要以燃煤为主(2019年占比65%，图4)；交通运输业则主要依靠汽油/柴油燃烧提供动力，新能源车渗透率不足5%；而工业高能耗产品的制造过程中，煤、原油、天然气仍是主要动力来源。

4中国低碳发展路径研究

我国2060年碳中和目标政策意味着更陡峭的节能减排路径，实现难度较大。欧美早在2010年前就已实现了碳达峰，而我国仍处于经济快速发展阶段，二氧化碳排放量仍持续上行中，未来碳减排任务艰巨。近些年来，已有许多研究利用不同模型对CO2的排放进行分析。相较于欧、美从碳达峰到碳中和的50~70年过渡期，我国碳中和目标隐含的过渡时长仅为30年。为实现碳中和目标，预计在节能、清洁能源替代、电气化进程加速以及碳捕获技术发展四个最主要的碳减排举措方面，后期相关政策的力度相较之前均会有进一步的加强。实现“双碳”目标，确保中国经济在“零碳经济”时代处于引领地位，需要从能源和产业结构、技术和标准、配套政策等多方面构建绿色低碳循环发展经济体系。

为减少碳排放，通常可采取的四大措施有：1)加大清洁能源结构占比；2)加速各部门电气化进程；3)减少非必要的能源消费量；4)使用碳汇集或移除技术[7][8][9]。

4.1加大清洁能源结构占比

未来以低碳电力为主体的能源消费结构是多家研究机构的共识。实现“双碳”目标，一方面需要大幅降低化石能源在一次能源消费中的比重，并通过碳捕捉等技术进一步降低碳排放。另一方面，需要大力发展风电、光伏发电、氢能等清洁能源，加快建设多元清洁的能源结构。同时，考虑到风电、光伏发电的周期性特点，还需要加速发展相应的新型储能技术，尽快实现规模化应用。

4.2加速各部门电气化进程

为实现碳中和目标，电力供给端，各国需要改变目前以化石能源燃烧为主的发电结构，提升清洁能源发电的占比；电力需求端，则需要加速利用零碳电源实现电气化。

4.3减少非必要的能源消费量

各能源需求部门还需要结合使用氢气、生物质能等清洁能源，以实现低碳排放目标。而除了清洁能源替代，节能为碳减排的贡献也不容小觑。主要受能效提升推动，2012~2018年，我国工业碳排放量下降了14%，为整体碳减排目标做出极大贡献。未来，在节能方面，可以继续通过减少电力运输损耗、减少工业耗能浪费以及提升交通运输效率等措施得以实现。

4.4使用碳汇集或移除技术

国际能源署、彭博新能源财经和清华大学气候变化与可持续发展研究院等多个机构的研究均表明，依靠节能和能源替代尚不能使得各国实现温升控制的目标，发展目前尚未成熟的碳捕获、利用和封存技术(CCUS)并加以产业化应用同样也是后期各政府应重点关注的领域。表4为中国各部门实现碳中和的路径及其难易程度。

5结论与讨论

中国已经做好充分准备，进一步加快新的增长路径，实现向清洁、充满活力的普惠经济过渡；此外，中国也将提供解决方案，为应对全球气候变化做出重大贡献并发挥全球领导作用。中国碳中和目标为新增长路径指明了方向，而中国现有的生态文明愿景及其广泛的发展目标，也将共同指导碳中和目标的实现。尽管如此，实现碳中和目标仍然面临诸多挑战，需要通过重大规划、分析论证和政策措施来设定转型方向，并需要构建新的经济增长模式以实现这一愿景。在这一背景下，中国当前采取的行动对于成功实施低碳转型战略就显得尤为重要。各经济部门均具有加速转型的机会与潜力。

为实现“碳达峰–碳中和”目标，我国还需要在以下六个方面不断做出努力：一是新增长路径达成共识方面：如果全国上下和各经济部门都能充分认识到中国新增长路径所带来的收益，那么中国的新增长路径将会成功。二是工业转型方面：中国新增长路径中工业的转型和减排工作，将在工业现代化、中国整体经济战略，以及中国在国际市场上不断提升的角色定位等大背景下进行。三是逐步在全经济范围淘汰煤炭使用：可抓住新的机会结构性淘汰燃煤电力；比如在其他行业(如工业)淘汰用煤，解决整个煤炭供应链的公平转型问题。四是可持续金融方面：在全国范围内调动新的资金来源对于绿色增长至关重要，具体取决于能源投资政策、财政和货币政策以及金融政策的制定。五是技术和技术转型方面：成功的技术研发和推广是缓解气候变化的核心；许多技术已经在改变排放和经济格局，而其他技术则即将出现并具有广阔的应用前景。六是非二氧化碳温室气体方面：中国非二氧化碳温室气体(包括甲烷、一氧化二氮和氢氟碳化物)的减排工作有待关注。