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內(nèi)容提要：為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)需要最終構(gòu)建近零碳排放能源體系。本文從能源消費(fèi)總量和結(jié)構(gòu)兩個維度對滿足碳達(dá)峰、碳中和要求的中國能源轉(zhuǎn)型進(jìn)行情景分析，探討中國能源轉(zhuǎn)型框架路線圖。研究結(jié)果表明：在2050年能源消費(fèi)總量50億噸、非化石能源消費(fèi)比重80%的低能耗-高比重情境下，能源消費(fèi)二氧化碳排放量可以減少到20億噸左右；在2050年能源消費(fèi)總量55億噸、非化石能源消費(fèi)比重75%的高能耗-低比重情境下，能源消費(fèi)二氧化碳排放量可以減少到30億噸左右。

在2020年9月22日第七十五屆聯(lián)合國大會和2020年12月12日聯(lián)合國氣候雄心峰會上，國家主席習(xí)近平兩次宣布：中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。2021年3月召開的中央財經(jīng)委員會第九次會議進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)：“我國力爭2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實現(xiàn)碳中和，是黨中央經(jīng)過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策，事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類命運(yùn)共同體”。實現(xiàn)碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)變革，而作為二氧化碳排放“大戶”的能源系統(tǒng)將“首當(dāng)其沖”。本文從能源消費(fèi)總量和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)兩個方面對滿足碳中和要求的中國能源轉(zhuǎn)型進(jìn)行情景分析，探討中國能源轉(zhuǎn)型框架路線圖。

一、實現(xiàn)碳中和要求構(gòu)建近零排放新型能源體系

對于中國提出的碳中和目標(biāo)，主要存在兩種理解：一種認(rèn)為碳中和是指二氧化碳的凈零排放；另一種認(rèn)為碳中和是指溫室氣體的凈零排放。顯然，溫室氣體凈零排放的目標(biāo)更高，實現(xiàn)該目標(biāo)需要更為強(qiáng)有力的行動和措施。對于碳中和的定義和內(nèi)涵，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的《全球1.5℃增暖特別報告》提出了四種概念：碳中和（carbon neutrality）、二氧化碳凈零排放（net zero CO2 emissions）、凈零排放（net zero emissions）和氣候中性（climate neutrality）。其中，碳中和與二氧化碳凈零排放雖然表述不同但內(nèi)涵一致，均是指一定時期內(nèi)人類活動引起的二氧化碳排放量與二氧化碳人為消除量相抵消；而凈零排放是指一定時期內(nèi)人類活動引起的溫室氣體排放與溫室氣體人為消除量相抵消，通過選擇氣候指標(biāo)如全球變暖潛勢值（global warming potential）將各種溫室氣體轉(zhuǎn)換成二氧化碳當(dāng)量值再進(jìn)行加總，從而完成對溫室氣體凈零排放的核算；氣候中性（climate neutrality）描述的是人類活動對氣候系統(tǒng)作用凈零的一種狀態(tài)，其側(cè)重點(diǎn)是人類活動對氣候系統(tǒng)的影響，不僅要考慮溫室氣體的排放，還需要考慮人類活動帶來的生物地球物理效應(yīng)（biogeophysical effects）。例如，眾所周知的城市熱島效應(yīng)，城市化對地表反照率、植被覆蓋率等產(chǎn)生影響從而引起溫升等地區(qū)性氣候變化。

可見，碳中和從字面上理解是指二氧化碳的凈零排放，即指一定時期內(nèi)人類活動引起的二氧化碳排放量與二氧化碳人為消除量相抵消。2021年4月《中美應(yīng)對氣候危機(jī)聯(lián)合聲明》中對中美兩國的應(yīng)對氣候變化目標(biāo)做出了區(qū)分：“兩國都計劃在格拉斯哥聯(lián)合國氣候公約第26次締約方大會之前，制定各自旨在實現(xiàn)碳中和/溫室氣體凈零排放的長期戰(zhàn)略”。這一表述意味著中國所提出的碳中和目標(biāo)有別于美國的溫室氣體凈零排放目標(biāo)。

不過，需要進(jìn)一步指出的是：《巴黎協(xié)定》第四條第一點(diǎn)明確指出：為了實現(xiàn)2℃和1.5℃的長期溫控目標(biāo)，締約方旨在盡快達(dá)到溫室氣體排放的全球峰值，此后利用現(xiàn)有的最佳科學(xué)迅速減排，在21世紀(jì)下半葉實現(xiàn)溫室氣體源的人為排放與匯的清除之間的平衡。因此，在各國的具體實踐中政策表述均圍繞溫室氣體展開。2021年4月，歐洲議會和歐盟理事會就《歐洲氣候法》關(guān)鍵內(nèi)容達(dá)成臨時協(xié)議，其中明確2050年實現(xiàn)氣候中性?？梢?，溫室氣體凈零排放將逐步成為國際社會的主流目標(biāo)。因此，本文認(rèn)為碳中和顧名思義就是指二氧化碳的凈零排放，但考慮到國際上的趨勢，中國也將會逐步把非二氧化碳溫室氣體排放納入約束范圍。

根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《中華人民共和國氣候變化第二次兩年更新報告》：2014 年中國溫室氣體排放總量為123億噸二氧化碳當(dāng)量，二氧化碳排放總量為103億噸，占溫室氣體排放總量的83.5%；能源消費(fèi)二氧化碳排放量為89億噸，占二氧化碳排放總量的87%，占溫室氣體排放總量的72%；碳匯量為11億噸①。二氧化碳排放方面，主要有兩大來源：一是煤炭、石油、天然氣等化石能源消費(fèi)碳排放，二是水泥生產(chǎn)、石灰生產(chǎn)、玻璃、純堿、氨水、電石和氧化鋁等工業(yè)過程碳排放。其中，化石能源消費(fèi)二氧化碳排放是主體，按照國家應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心核算的結(jié)果，2020年能源消費(fèi)二氧化碳排放量為99億噸；按比例估算2020年工業(yè)過程二氧化碳排放量為15億噸左右。非二氧化碳溫室氣體排放方面，按照清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院課題組發(fā)表的報告，2020年非二氧化碳溫室氣體排放量為25億噸二氧化碳當(dāng)量左右。

在人為消除方面：其主要包括兩類：一是碳匯，即通過植樹造林等措施，利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定在植被和土壤中；二是碳捕捉與封存（CCS），即將CO2從相關(guān)排放源中分離出來，輸送到封存地點(diǎn)，并長期與大氣隔絕。其中，碳匯方面受國土自然條件的約束而具有有限性，中國通過植樹造林等方式農(nóng)林業(yè)碳匯總量預(yù)計在10億-15億噸。根據(jù)上述排放量和碳匯量數(shù)據(jù)，2060年之前實現(xiàn)碳中和要求在2060年之前將二氧化碳排放量從當(dāng)前的115億噸左右減少到10億-15億噸?？紤]到工業(yè)領(lǐng)域的二氧化碳排放和非二氧化碳溫室氣體排放問題，為了給實現(xiàn)溫室氣體凈零排放爭取空間，對于能源領(lǐng)域而言，要求到2060年實現(xiàn)二氧化碳近零排放，即從當(dāng)前的100億噸左右減少到接近零。二氧化碳近零排放的能源體系理論上有兩種可能：一是化石能源退出歷史舞臺，未來能源系統(tǒng)依靠零碳的非化石能源；二是能源系統(tǒng)中仍存在一定規(guī)模的化石能源，但是通過碳捕集和封存技術(shù)將這一部分化石能源使用所帶來的二氧化碳排放進(jìn)行捕集、封存或利用。如果碳捕集的成本不能夠大幅度下降，那么碳中和就意味著到2060年要基本結(jié)束化石能源時代，建成近零碳排放能源體系。

二、實現(xiàn)碳中和要求調(diào)整能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程

碳中和要求最終構(gòu)建近零碳排放的能源體系，這和中國能源轉(zhuǎn)型的既定戰(zhàn)略在方向上是一致的，是一脈相承的。黨的十八大首次提出了“能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命”，這一提法實質(zhì)上是定性給出了能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略目標(biāo)，所謂革命，就是最終要實現(xiàn)能源系統(tǒng)的顛覆性重構(gòu)。黨的十八大以來歷次重要會議/文件逐步明確了能源轉(zhuǎn)型的方向（如表1所示）。2014年中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會議進(jìn)一步明確了“四個革命、一個合作”的戰(zhàn)略框架，即推動能源消費(fèi)革命、推動能源供給革命、推動能源技術(shù)革命、推動能源體制革命和全方位加強(qiáng)能源國際合作。2017年黨的十九大將能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略方向凝練為“推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”。2020年黨的十九屆五中全會提出要“推動能源清潔低碳安全高效利用”。


上述分析表明，碳中和與中國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的既定方向是一致的，都是要實現(xiàn)能源系統(tǒng)清潔低碳綠色轉(zhuǎn)型。不過，碳中和對能源轉(zhuǎn)型提出了更高的要求。按照2016年國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016-2030）》確定的戰(zhàn)略進(jìn)程是：到2030年非化石能源比重達(dá)到20%左右；到2050 年非化石能源比重提高到50%以上。按照2050年能源消費(fèi)總量50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤保守估計和非化石能源、煤炭、石油、天然氣消費(fèi)比重為50%:20%:15%:15%的情景，依據(jù)各種能源消費(fèi)二氧化碳排放系數(shù)②可以估算屆時能源消費(fèi)二氧化碳排放量仍將高達(dá)55億噸左右，這顯然無法滿足2060年前實現(xiàn)碳中和的要求。因此，碳中和的提出意味著原定的能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程需要提速。

實際上，碳中和宣示后中國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略目標(biāo)和進(jìn)程已經(jīng)做出了一些調(diào)整。在2020年12月12日舉行的聯(lián)合國氣候雄心峰會上，國家主席習(xí)近平宣布：到2030 年，中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，中國非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右。這意味著2030年非化石能源消費(fèi)比重目標(biāo)提高了5個百分點(diǎn)，而原定的20%的目標(biāo)則可能提前5年實現(xiàn)。那么，進(jìn)一步地，2030年碳達(dá)峰之后中國能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略進(jìn)程如何安排？尤其是按照黨的十九大確定的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)“兩步走”戰(zhàn)略，基本實現(xiàn)現(xiàn)代化的2035年和建設(shè)現(xiàn)代化強(qiáng)國的2050年等關(guān)鍵時間節(jié)點(diǎn)能源轉(zhuǎn)型的階段性戰(zhàn)略目標(biāo)如何確定？這些需要進(jìn)一步明確，同時也是制定碳中和目標(biāo)下中國能源轉(zhuǎn)型框架路線圖最重要的里程碑。

三、實現(xiàn)碳中和要求合理把握能源轉(zhuǎn)型的節(jié)奏

碳中和目標(biāo)下，確定能源轉(zhuǎn)型框架路線圖核心的邊界條件就是能源消費(fèi)二氧化碳排放量。按照碳達(dá)峰、碳中和的統(tǒng)一部署，能源消費(fèi)二氧化碳排放同樣可以分為兩大階段：第一階段是2030年之前達(dá)峰，第二階段是達(dá)峰后排放量逐步減少，到2060 年減少到接近零排放的水平。能源轉(zhuǎn)型的路線圖就是能源消費(fèi)二氧化碳排放量從當(dāng)前的100億噸左右增加到2030年之前達(dá)峰后的峰值，然后逐步減少到接近0的減排路線圖。就整個能源系統(tǒng)而言，二氧化碳排放取決于兩個因素，一是能源消費(fèi)總量；二是能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。因此，探討能源轉(zhuǎn)型框架路線圖需要從這兩個方面進(jìn)行情景分析，基于這兩個維度的情景分析可以得出能源消費(fèi)二氧化碳減排路徑。

（一）能源消費(fèi)總量情景分析

21世紀(jì)以來，中國經(jīng)濟(jì)快速增長，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速，能源消費(fèi)大幅度增加。能源消費(fèi)總量從2000年的14.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增加到2020年的49.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，二十年間年均增長6.3%。分時期看，五年規(guī)劃期間年均能源消費(fèi)增長呈增量和增速逐期“雙下降”趨勢。從“十五”到“十三五”，四個五年規(guī)劃期年均能源消費(fèi)增量分別為2.29、1.99、1.47和1.28億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增速分別為12.20%、6.65%、3.78%和2.78%。


如果說過去二十年，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)和經(jīng)濟(jì)快速增長帶動能源消費(fèi)需求快速增加。那么，隨著中國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新發(fā)展階段，能源消費(fèi)增長也將呈現(xiàn)新的特征。2020年中國城鎮(zhèn)化率超過60%，第三產(chǎn)業(yè)增加值占比達(dá)到54.5%，中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐步進(jìn)入后工業(yè)化時代，城鎮(zhèn)化速度將逐步放緩。與此相應(yīng)地，中國經(jīng)濟(jì)增速將進(jìn)一步放緩，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將深度調(diào)整，這必然會導(dǎo)致能源消費(fèi)增速進(jìn)一步放緩。

對于未來中國能源消費(fèi)走勢，本文設(shè)定兩種情景：高能耗情景和低能耗情景。2016年《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016-2030）》提出：2020年能源消費(fèi)總量控制在50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)。到2030年能源消費(fèi)總量控制在60億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)，據(jù)此，本文將高能耗情景下2030年能源消費(fèi)總量設(shè)定為60億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2025年能源消費(fèi)總量設(shè)定為55億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。這樣，在高能耗情景下“十四五”和“十五五”期間的能源消費(fèi)增速分別為2%和1.7%。低能耗情景下，“十四五”和“十五五”期間的能源消費(fèi)增速分別比高能耗情景低0.5個百分點(diǎn)。“十六五”期間，預(yù)計能源消費(fèi)增速將進(jìn)一步減緩，高能耗情景和低能耗情景下的增速分別設(shè)定為0.7%和0.4%，2035年能源消費(fèi)總量分別為62和58億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2035年以后，預(yù)計能源消費(fèi)總量將有所回落，高能耗情景和低能耗情景下的增速分別設(shè)定為-0.8%和-1.0%，到2050年能源消費(fèi)總量分別為55和50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。


（二）能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)情景設(shè)定

能源結(jié)構(gòu)方面，碳中和愿景下能源轉(zhuǎn)型的核心是零碳的非化石能源比重提高，本文設(shè)定未來兩種不同非化石能源消費(fèi)比重的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)情景：高比重情景和低比重情景。在2020年12月舉辦的聯(lián)合國氣候雄心峰會上，國家主席習(xí)近平宣布到2030年中國非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右。2021年3月發(fā)布的《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出：“十四五”時期非化石能源占能源消費(fèi)總量比重提高到20%左右。據(jù)此，本文分別將20%和25%設(shè)定為低比重情景下2025年和2030年的非化石能源消費(fèi)比重。

在具體實踐中，非化石能源消費(fèi)比重可能努力突破所設(shè)定的目標(biāo)，比如《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出到2020年非化石能源消費(fèi)比重提高到15%以上，而2019年非化石能源消費(fèi)比重為15.3%，提前一年就完成了規(guī)劃設(shè)定的目標(biāo)，2020年非化石能源消費(fèi)比重接近16%，比預(yù)定目標(biāo)提高近1個百分點(diǎn)。據(jù)此，本文設(shè)定高比重情景下，2025年和2030年的非化石能源消費(fèi)比重分別為22%和27%。對于2035年和2050年的非化石能源消費(fèi)比重，分別設(shè)定為30%-35%和75%-80%，2035年之后非化石能源消費(fèi)比重每五年提高15個百分點(diǎn)。

根據(jù)非化石能源消費(fèi)比重，考慮到煤炭、石油和天然氣的消費(fèi)增長趨勢，設(shè)定未來一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的情景，如表3所示。近年來，雖然煤炭占能源消費(fèi)總量的比重有所下降，但是消費(fèi)總量上仍在增加。2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實現(xiàn)碳中和，需要煤炭和石油消費(fèi)盡早達(dá)峰而后逐步削減。未來隨著非化石能源替代高碳能源大力推進(jìn)，煤炭和石油的消費(fèi)比重將逐步下降。因此，本文設(shè)定煤炭消費(fèi)比重由當(dāng)前的56.8%逐步下降至2030年的43%-45%、2035年的35%-40%和2050年的5%-10%；石油消費(fèi)比重由當(dāng)前的18.9%逐步下降至2030年的16%、2035年的14%和2050年的5%。由于相對清潔低碳，天然氣被認(rèn)為是可以助力能源轉(zhuǎn)型的過渡能源，未來天然氣的利用規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，而2035年后隨著能源轉(zhuǎn)型加速推進(jìn)，以非化石能源為主體的能源體系逐步建立，天然氣利用規(guī)模將有所回縮。據(jù)此，本文設(shè)定天然氣消費(fèi)比重由當(dāng)前的8.4%先逐步提高至2035年的16%，再逐步回落至2050年的10%。


（三）能源消費(fèi)碳減排路徑情景分析

能源消費(fèi)總量和結(jié)構(gòu)的兩種情景設(shè)定結(jié)合，組成了四種未來能源轉(zhuǎn)型和碳減排情景：一是低能耗—低比重情景；二是高能耗—低比重情景；三是高能耗-高比重情景；四是低能耗—高比重情景。二氧化碳減排速度最快的是低能耗—高比重情景，其次是高能耗-高比重情景，再次是低能耗—低比重情景，最后是高能耗- 低比重情景。低能耗—高比重情景下，二氧化碳排放量有望在“十四五”期間達(dá)峰，其余三種情景下碳達(dá)峰將在“十五五”期間實現(xiàn)。如圖2所示，四種情景下能源轉(zhuǎn)型和碳減排都將在2035年之后顯著加速。2030年能源消費(fèi)二氧化碳排放量為97-105 億噸，到2035年下降至86-100億噸左右，到2050年降至20-29億噸，2050年可以實現(xiàn)能源消費(fèi)二氧化碳的深度減排，有望在2060年就實現(xiàn)近零碳排放能源體系。上述四種情景均能夠滿足2030年前碳達(dá)峰和2060年前碳中和的要求。

四、結(jié)語

本文基于中國溫室氣體排放情況和碳匯潛力，分析認(rèn)為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)要求到2060年建成二氧化碳近零排放的新型能源體系。在此基礎(chǔ)上，從能源消費(fèi)總量和結(jié)構(gòu)兩個維度進(jìn)行情景分析，探討滿足碳達(dá)峰、碳中和要求的中國能源轉(zhuǎn)型路線圖。分析表明，滿足碳中和要求的能源轉(zhuǎn)型一方面要加大節(jié)能力度，通過提高能效抑制過高的能源消耗；另一方面要積極有序推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，將非化石能源消費(fèi)比重由當(dāng)前的16%左右提高到2035年的30%-35%和2050年的75%-80%。

①對于中國的溫室氣體及二氧化碳排放量和碳匯量的最新數(shù)據(jù)，目前尚缺乏權(quán)威性的官方核算結(jié)果。

②為了簡化，本文對能源消費(fèi)二氧化碳碳排放量的估算采用各能源品種平均排放系數(shù)，未細(xì)分考慮各種不同能源品種在不同用途中的不同排放情況，因此所得到的數(shù)值只是一個概算值，并且可能存在一定程度的高估。按照本文的估算方法2020年能源消費(fèi)二氧化碳排放量為102億噸，比國家應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心核算值高3億噸。 

原標(biāo)題：碳中和目標(biāo)下中國能源轉(zhuǎn)型框架路線圖探討