摘要

碳中和已成为引领中国中长期可持续发展的纲领性目标。通过对已有研究成果的梳理与评述,从目标内涵和实现路径两个方面探讨了“碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”这一重要命题。中国碳中和目标与全球温控2℃/1.5℃目标内涵一致,需要以阶段性减排成效为基础制定中期行动方案来逐步实现长期减排目标。作为实现碳中和目标的两个主要路径,高比例非化石能源代表的“零碳图景”与化石能源脱碳化代表的“净零图景”之间有着互补与冲突并存的矛盾关系,这需要在政府顶层设计、行业协作创新和企业实践推广的联合支持下,借助“电力、碳、金融”等市场化工具的强外部作用力,加强对切实可行、经济可负担的零碳、低碳和脱碳技术的探索创新与协同应用,最大可能地降低转型难度与减排代价。就碳中和技术路径而言,能效技术、新能源和数字化贯穿碳中和的全过程,近期以强化储能和需求响应等灵活性资源的应用及加快终端电气化进程为主,中期要加强能源互联、推动低碳材料和负排放技术的示范应用,远期评估现实可行且成本可负担的全面碳中和方案,确保碳中和转型重塑的安全经济可靠。

引言

《巴黎协定》确立了将全球平均地表温度升幅控制在相比工业化前水平2℃以内、并努力控制在1.5℃以内的目标,为实现气候治理目标,全球要“在21世纪下半叶实现温室气体源的人为排放与汇的清除之间的平衡”,即实现“碳中和”^[1]。2020年9月,中国郑重承诺2030年前实现碳达峰、努力争取2060年前实现碳中和^[2],引起了国内外的热烈讨论。2021年3月,中央财经委员会第九次会议研究讨论了促进平台经济健康发展问题和实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措,明确了要如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标^[3]。碳中和已成为引领中国中长期可持续发展的纲领性目标。

2019年,中国与能源相关的CO₂排放占全球的28.8%^[4],其碳中和目标有望使21世纪的全球变暖减少0.24℃,能够提高中国的GDP且对其他国家产生积极的“溢出”效应^[5]。然而,2060年前碳中和目标对中国是一个巨大的挑战。一方面,中国虽然提前实现了“2020年GDP碳排放强度比2005年下降40%~45%”的承诺^[6],但以煤炭为主的高碳化石能源消费量尚未达峰、仍将持续增长^[7];另一方面,欧美等发达国家从碳达峰到碳中和有40~80年的时间^[4],而中国力争在30年左右的时间内实现CO₂从百亿t降至零的快速减排,意味着中国低碳转型力度将远超发达国家。时间紧迫、任务艰巨是中国碳中和愿景最直观的写照。

全球变暖和低碳减排是近年来的热门研究话题,很多学者对全球及中国的碳减排问题进行了广泛而深刻的讨论,如全球碳预算^{[8,9,10,11,12,13]}、中国2030年碳达峰可行性^{[14,15,16,17]}、2℃/1.5℃目标下减排情景与路径^[18,19,20]、低碳转型机制^[21,22,23]与政策评估^{[24,25,26,27,28]}等,尤其是对能源^{[29,30,31,32]}、电力^{[33,34,35,36]}、建筑^[37,38]等主要CO₂排放部门的减排路径的描述较为成熟、全面。然而,以上研究成果在情景目标、时间尺度、转型力度、路径策略等方面与中国碳中和目标的契合度存在不同程度的偏差,且研究发现与启示有一定的滞后性,借鉴意义大于实际应用意义。关于中国碳中和的讨论尚处于起步阶段,对碳中和目标内涵的界定较为模糊、存在分歧,不利于气候治理工作的持续稳步推进。因此,本文从目标内涵和实现路径两个方面对现有碳中和研究的成果、进展及观点进行综述和讨论,旨在加深对碳中和的认识、探讨可行的解决方案,为中国碳中和研究提供参考。

1 中国碳中和愿景的目标内涵

目前全球已有85个国家提出了碳中和目标,但各国对碳中和概念的理解和减排气体范围的界定存在差异^[39]。《巴黎协定》规定的碳中和减排对象为全部温室气体(包含CO₂、甲烷、氧化亚氮等多种气体)^[1],而IPCC的《全球升温1.5℃特别报告》则将碳中和定义为CO₂的净零排放^[40],可以将前者定义为广义碳中和,后者为狭义碳中和。对碳中和概念界定的差异,一方面是因为目标实现难度不同,CO₂可以通过加大清洁能源利用和固碳的方式实现大规模快速减排,其他温室气体中和还需要大量的自然碳汇（如森林、草原、农田、湿地、海洋等);另一方面是考虑温室气体的特性、数量和统计难度的区别,与甲烷等气体相比,CO₂在大气中存留时间更长、占比高、且容易统计核算,通常会将CO₂视为温室气体的代表^[41]。

中国尚未对碳中和给出明确的官方解释,而不同的目标内涵意味着未来减排难度与转型挑战的差异。广义碳中和要求中国2060年前自然碳汇要抵消非CO₂温室气体、工业生产过程CO₂和能源活动CO₂。2014年,中国温室气体排放总量巨大（见表1);自然碳汇（土地利用、土地利用变化和林业）中森林碳汇约占50%^[42,43]。中国自然碳汇规模较少,但存在被低估的可能,未来发展潜力较大^[44,45]。非CO₂温室气体减排难度较大,根据减排力度不同,2050年中国非CO₂温室气体排放量在12亿~21亿t CO₂当量范围内^[41]。除了非CO₂温室气体,工业生产过程的CO₂排放也不能完全避免^[46]。而与前两者相比,能源活动的CO₂排放虽然体量巨大,但减排难度相对较小,通过能源清洁替代和电能替代可以贡献约80%的累积减排量^[7,19]。因此,由于自然碳汇要优先中和难以完全消除的非CO₂温室气体和工业生产过程CO₂,广义碳中和目标意味着2060年中国的CO₂只有很少的排放空间,甚至要实现负排放;而选择狭义碳中和目标,与能源活动和工业生产相关的CO₂仍有一定的排放空间。广义碳中和目标下,减少与能源活动、工业过程相关的CO₂的净排放量,从源头减少非CO₂温室气体排放,对已排放到空气中的CO₂进行回收,这3种减排理念可概括为CO₂的快速且大量减少、非CO₂温室气体的额外深度减少以及逐渐从空气中去除CO₂^[47]。

中国的减排行动与《巴黎协定》温控目标相一致。《巴黎协定》虽然初步构建了各国参与全球温室气体减排的平台,但对于各自的减排责任存在较大争议。2℃目标下,IPCC提出的碳配额分配方案中,中国累计CO₂排放配额占全球的比例,基于减排量分配的责任方案要比基于排放量分配的平等方案高出15个百分点^[18]。不同的配额分配方案意味着未来减排的难度和所付出的经济代价存在很大差别,其中,用“人均累计排放指标”来分配未来CO₂排放空间,能较好地体现国际公平正义的准则^[8]。基于不同碳配额分配方案,2℃和1.5℃目标对中国碳中和实现时间的要求分别是2075年前后和2060年前后^[18]。这表明,中国提出的2060年前碳中和承诺在实现温室气体净零排放的时间节点上与《巴黎协定》更为严格的1.5℃目标是一致的。中国2060年前实现碳中和,实际上就是要努力实现以1.5℃目标为导向的长期深度脱碳转型路径^[48]。但二者存在很大区别,中国碳中和目标并未设定累积排放值目标,而1.5℃温控目标则是要求随时间累积的排放量限定在一定范围内。对于中国而言,仍在增长的CO₂排放会快速消耗碳配额量,增长持续的时间越长、CO₂排放峰值越高,累积排放量也就越高,实现1.5℃温控目标的难度越大^[49]。虽然1.5℃目标的实现难度要高于碳中和目标,但以1.5℃目标为导向的减排措施能够显著提高实现碳中和目标的可能性^[20,50],加强2030年之前的短期减排行动力度有助于对冲碳中和目标达成的不确定性风险^[51]。

表1   2014年中国温室气体排放量

Table 1  China's greenhouse gas emissions inventory in 2014亿t CO₂当量

注：数据来源于《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》;“0.00”表示该值<0.005亿t CO₂当量,“-”表示无此项,负值表示碳汇。

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根据1.5℃情景全球CO₂排放配额推算中国未来的CO₂排放量,主要有两种方式：(1)按照IPCC提出的碳配额分配方案规则,中国2011—2050年CO₂排放配额为1380亿~2450亿t,其中,2050年碳排放量相对2010年要下降60%~92%^[18];(2)根据实现1.5℃目标的概率水平（50%和67%）和不同碳配额分配方案,估算中国未来的可排放空间,由于概率水平的作用,其结果要低于第一种估算方式^[20]。考虑到化石能源基础设施的长寿命、高排放特性,中国现有的基础设施在2021—2058年间将累计排放2420亿t CO₂^[52]。这是不考虑继续新建化石能源项目的理想结果,但仍然严重超出IPCC碳配额上限。为实现1.5℃目标,中国需要谨慎对待燃煤电站^[53],并通过综合减排手段加快降低GDP的碳强度^[54];不同预测模型的结果显示,到2050年,中国能源活动的CO₂排放的可能区间值为-19.4亿~20亿t,且CO₂排放要在2020年后急剧下降^[55],凸显出“十四五”减排窗口期的重要性。这一可能的CO₂排放区间与本文提出的广义和狭义碳中和目标具有相似的内涵,CO₂排放值的差异意味着中国的目标强度、减排方式、减排轨迹、经济代价和政策组合的不同。相比之下,更为严格的广义碳中和所要求的减排力度与经济代价要远高于狭义碳中和,2020—2050年间,1.5℃目标导向下中国能源系统所需新增投资要比2℃目标高出38万亿元人民币^[48],并更加注重能源领域负排放技术的发展,这不可避免地对经济产生负面影响^[55]。与1.5℃目标契合的广义碳中和目标虽然难度巨大,但依然有实现的可能性^[56],而且挑战与机遇并存,严格的气候目标对经济发展、能源安全、社会民生、生态环境将产生巨大的协同效益,累计创造的社会福利将远超转型投入与损失^[5,7]。

然而,实际情况是,中国高耗能行业比重大、对化石能源依赖度高、城镇化发展迅速等因素使得中国的高碳路径效应很强、排放惯性大^[57],其能源活动的CO₂排放仍处于增长阶段。按照“十四五”规划,2020—2025年的排放量大约有5%~10%的增长空间（取决于GDP的增长率）^[58]。能源活动的碳减排是中国实现碳中和目标必须完成的最为庞大、最为复杂的工程,将是一个长周期的多要素、多维度共同演化的、动态的深刻变迁过程^[59]。这是因为能源活动涵盖了社会生产生活的所有环节,要打破原有的高能源强度、高碳密度的发展轨迹,不能仅靠单个部门的减排行动,而是要实现社会经济全链式的低碳转型升级^[60]。为实现碳中和目标,到2060年,工业过程CO₂排放和非CO₂温室气体要控制在10亿t CO₂当量左右^[51],依据减排力度与情景设定不同,能源活动CO₂排放量的估计结果差异显著,如近零排放^[61]、6亿t^[62,63]、9.6亿t^[7]、3亿~31亿t^[64],其中,电力部门将实现负排放来抵消其他部门的能源CO₂排放^{[60-61,64-65]}。从目标实现过程来看,中国需要依靠提高能效与非化石能源比重来实现CO₂排放尽早低位达峰^[19],将能源活动的CO₂排放控制在105亿~108亿t以内^[51,64],为广义/狭义碳中和创造可能性;在高能效、低能耗的前提下,实施大规模的可再生能源替代才能实现能源系统快速减排至近零排放,2050年一次能源消费中的80%和55%（甚至更高）分别来自低碳能源和非生物质可再生能源^[66],此时依靠自然碳汇可提前实现狭义碳中和目标;但广义碳中和目标要求碳捕获技术达到一定的规模,以实现能源行业负排放（图1)。以1.5℃情景下2050年中国碳减排贡献为例,不同模型假设的结果显示,碳捕获技术贡献了12.8亿~63.1亿t,占到年度减排量的9.2%~39.2%^[55]。虽然碳捕获技术贡献潜力能达到很高的水平,但多数研究均表明,能效提升和非化石能源替代是减排的最大贡献者^[19,55,66]。同时,系统化和标准化的转型情景框架的可行性还处于讨论阶段^[67],意味着差异化的情景设计与减排技术路径的多种可能性。

图1

图1   广义与狭义碳中和目标CO₂减排差异

Fig. 1   Difference of CO₂ emissions between broad and narrow sense of carbon neutrality

 

中国是全球气候治理的重要贡献者,更积极有力的减排措施可以加速全球气候治理进程,为减排工作留足空间,同时也会为中国带来经济竞争力提升、社会良性发展、生态环境改善等多重协同效益和新的发展机遇,形成“减排创造发展新机遇、发展培育减排新动力”的良性循环。碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,需要权衡发展与减排的关系。中国虽然用较短时间完成了工业化进程,但经济发展水平和能源转型进程仍落后于发达国家,需要慎重决策碳中和目标的具体要求。从“十四五”规划纲要制定CO₂排放强度目标而非总量目标可以看出,中国选择的是生态优先、绿色低碳的高质量发展之路,兼顾经济发展与低碳转型;从中国碳减排承诺目标及实施的历程来看,中国持续推进经济社会发展全面绿色转型,是以阶段性减排成效为基础制定中期行动方案来逐步实现长期减排目标。预计中国将在实现CO₂排放达峰目标后才会初步明确碳中和的目标要求及相关细节。

2 中国碳中和目标的实现路径

中国碳中和是一个长期且需不断探索的社会转型过程,需要借鉴国内外减排经验、权衡发展形势,明确碳中和的远期愿景和总体方针,进而制定减排技术路线图及配套的政策和市场机制,最终构建以碳中和目标为导向的“经验—方针—技术—机制”减排路径体系（图2)。

图2

图2   中国碳中和转型体系架构

Fig. 2   Transition framework of China's carbon neutrality

 

全球多个国家和地区已将碳中和目标纳入法律框架或正在进行立法工作,为温室气体减排行动和配套制度设计奠定了强有力的基础^[68]。中国虽然还未开展碳中和立法工作,但已明确要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,并于2021年5月27日成立了碳达峰碳中和工作领导小组,意味着碳达峰、碳中和工作进入了新的阶段。考虑到全球温室气体排放量的73%源于能源消耗,其中38%来自能源供给部门,35%来自建筑、交通、工业等能源消费部门,为实现碳中和目标,部分国家制定了以产业政策为主的减排路线图：(1)发展清洁能源,降低煤电的供应;(2)减少建筑物碳排放,打造绿色建筑;(3)减少交通运输业碳排放,布局新能源交通工具;(4)减少工业碳排放,发展碳捕获、碳储存;(5)减轻农业生产碳排放,加强植树造林^[69]。中国现行的减排行动与其他国家的共同点体现在节能提效、可再生能源、电动汽车、植树造林等方面,但受限于经济发展阶段和资源禀赋约束,中国在降低工业碳排放和减少煤炭/煤电供应方面面临更大的挑战,需要依靠产业结构调整和清洁电力驱动的电气化战略两个关键“抓手”来推进碳减排工作。

目前对中国碳中和实现路径的研究可以划分为两个方向,即零碳图景和净零图景,二者的区别在于是否大规模采用碳捕获技术来实现化石能源的脱碳化以使其保留（图3)。零碳图景的表观特征是在高能效的前提下超高比例的非化石能源满足全社会的用能需求,可再生能源占一次能源比重达到80%~84%^[60,69],以清洁电力、绿氢（可再生能源制氢)、生物质能及合成燃料取代化石能源,实现能源利用和工业生产过程深度减排。但高比例非化石能源系统必须解决风电和太阳能发电等可变的可再生能源的波动性与间歇性问题^[70]。虽然很多研究表明,储能^[71]、需求响应^[72]、多元灵活性技术^[73]和先进的输电网络^[74]等措施有望友好地兼容新能源发电的特性,但存在电价大幅上涨（如德国）^[75]、极端天气时电力系统可靠性不足（如寒潮时中国江西和湖南、美国得克萨斯州)^[76]等风险。净零图景则是依然保留一定规模的化石能源,通过碳链技术实现CO₂的储存、循环利用（即CCS、CCUS),2060年CO₂移除年规模要达到10亿t以上^[7,77],达到净零CO₂排放的要求。其优势是对CO₂的去除效率可达到90%^[78],能够消除化石能源的高碳属性,减少中国化石能源快速退出可能引发的转型风险和负面影响^[79,80]。然而,碳捕获技术大规模发展需要考虑技术可行性与经济性、碳储存的规模潜力和生态安全风险等问题,大规模部署的可能性尚未得到证实^[12,19,81]。实际上,零碳图景与净零图景之间存在一定的冲突。零碳图景中CO₂排放较早达峰和随后的大幅减排降低了1.5℃目标对负排放技术的依赖,而净零图景中碳捕获技术的发展对风能、核能等清洁能源技术具有较强的挤出效果,对未来碳链技术的过度依赖,可能会降低近期的减排热情从而延误转型的最佳时机^[20]。由此可见,高比例非化石能源和化石能源脱碳化均是实现碳中和目标的可选替代路径,但需要进一步讨论二者在系统可塑性、经济适用性和减碳潜力等方面的优劣与风险,激发多种低碳能源技术的协同效应,最大可能地降低转型难度与减排代价。

图3

图3   可行的碳中和图景

Fig. 3   Feasible pathways for carbon neutrality

 

以上碳中和路径是对总体方向的概括,需要切实可行、经济可负担的零碳、低碳和脱碳技术的支撑。基于已有技术理念和应用展望,对电力与热力、制造业、工业过程、建筑、交通和农业等主要排放部门减碳方案的讨论的核心思路是,建立清洁电力驱动的以低碳燃料、原料与工艺为中心的高能效碳中和社会经济体系,具体包括零碳电力（如可再生耦合储能、火电CCS)、能效提升、终端电气化、再生资源利用（如钢材回收、碳循环)、低碳生产工艺（如生物燃油、无碳冶炼、水泥熟料替代、新型农业)、数字化（如能源互联网、工业物联网)、负排放技术（如农林碳汇、生物质能碳捕集与封存、直接空气碳捕集与封存)^{[7,61,77,82-86]}。这些低碳技术大多处于“萌芽—研发—示范—应用”生命周期的不同阶段^[87],在技术成本下降、应用场景扩展、多元技术耦合等方面还需要较长时间实现突破,即便是现已广泛使用的新能源、储能、数字化技术依然有很大的进步空间,如提高新能源自身电力稳定性、提升储能的能量密度与供能时长、能源子系统全面数字化连通等。从不同CO₂排放源的减排贡献来看,以2030年排放量为基准,电力、工业、交通和建筑分别为2060年碳中和贡献39%、28%、11%和6.6%的减排量^[7]。就具体的技术减排贡献度而言,能效提升和再生资源利用能够直接降低能源消费量,对中国碳减排的贡献度最高可达68.5%^[55];非化石零碳电力驱动的电气化工程将使得终端能源消费中电能比重提升至2060年的66%以上^[7],其减排贡献度最高可达46.7%^[55];负排放技术（不包含火电和工业过程的碳捕获）的减排贡献度可达3.9%~17.5%^[55]。这些碳中和技术的进步与应用具有很强的协同性和创新溢出效应,某一项技术的创新性成果往往会带动相关领域技术的进步^[51],未来碳中和关键革命性技术突破将是多种技术融合的产物,重塑中国的社会发展范式。

碳中和实现路径的推演与设计是CO₂排放轨迹约束下考虑可行技术的经济性潜力优势的评估结果,而其中隐含的假设是,新技术会在外部推力的作用下逐渐具备替代旧技术的成本竞争力,最为直观的例证是风电和光伏在政策倾斜与制度保障下的平价上网进程。这表明,长周期、高投入的新技术的发展与普及严重依赖公共政策支持^[88,89]。碳中和零碳体系的长期演变需要更广泛的政策制度体系创新的支持,通过法律、规则、市场、基础设施、社会理念等方式,将低碳发展嵌入到经济发展模式、能源开发、技术创新和消费方式等全社会图景中^[59]。为适应不同发展阶段对能源电力的需求,通过出台和完善能源相关法律法规、“上大压小”政策、电源多元化发展、煤电清洁高效改造、超低排放标准、配套电价补贴政策、电力市场化改革等一系列政策组合,中国的低碳能源转型已取得突出成效^[90]。但延续现有模式无法实现2060年碳中和^[7]。中国已出台《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《2030年前碳达峰行动方案》两个重磅纲领性文件,构建了“1+N”的顶层政策机制,为进一步明确碳达峰、碳中和的时间表、路线图、施工图指明了方向。下一步,中国需以此作为开展低碳转型工作的战略指导思想,鼓励行业协会、科研院所、高端智库、先进企业、金融机构等联合发布产业蓝皮书,明确技术突破的政策保障、可行方向、关键节点、绿色投融资、技术标准、加工工艺、行业规范等;能效技术、新能源和数字化贯穿碳中和的全过程,近期要强化储能和需求响应等灵活性资源的应用及加快终端电气化进程,中期加强能源互联、推动低碳材料和负排放技术的示范应用,远期评估现实可行且成本可负担的全面碳中和方案,确保碳中和转型重塑的安全、经济、可靠。

转型需要外部冲击和压力为新技术发展创造机会,而随着退补贴时代的到来,市场成为推动低碳技术快速进步与应用的强外部作用力^[59]。中国的电力市场和碳市场（双市场）均立足于促进清洁能源发展、减少CO₂排放,具有很强的协同耦合性^[91,92]。电力市场的边际出清原则使得新能源被优先调度,碳市场对高碳企业施加成本约束、对低碳企业产生激励作用,二者的耦合进一步改变了电力市场发电供应曲线和出清电价,约束抑制化石能源电厂的市场竞争力,为非化石能源发电提供了额外的经济激励和强大的价格信号^[93]。合理的交易机制能够有效促进行业碳减排、减少转型带来的经济损失^[94,95]。但中国的双市场处于初始探索阶段,仍需进一步完善市场制度和耦合机制。碳中和目标下,电力市场要建立起反映电能时间和空间价值的合理的实时电价机制,完善灵活性资源及新型辅助服务交易机制,并结合容量机制来保障电力资源的充裕度,引导投资^[92,96]。碳市场要从试点地区先行逐渐走向重点行业开展的全国性交易,形成规模效应;采取由易到难、由松到紧的配额分配方式,确保碳价维持在合理区间;采取分阶段建设原则,定期根据实施的效果进行阶段性回顾评估,根据实践过程中遇到的问题不断调整和完善^[91,97-98]。对于双市场的协同耦合,考虑环境、经济、激励的有效性及覆盖、结果的公平性^[91],前期要防范二者市场机制产生相互抵消的负效应,即由于碳价过低而影响深化电力体制改革对于节能减排的要求^[92,99];逐步将所有电力企业纳入到双市场中,电价机制设计应合理考虑碳成本,实现化石能源发电CO₂排放外部成本内部化,有序扩大对可再生能源发电的支持范围,共同推动煤电供给侧结构性改革,淘汰落后机组;远期强化低碳减排技术应用和吸引低碳投资共同推动电力低碳转型^[98,100]。当前阶段,中国采用总量控制和排放交易机制能够有效促进减排,未来有必要引入差异化行业碳税政策,弥补碳交易“抓大放小”的缺陷,并将碳税收益用于支持企业的减排技术创新,形成与征收碳税相配套的长效机制^[86,97,101]。此外,加快绿色金融创新与实践也是实现碳中和目标的重要推动力^[102]。中国需要发挥市场化工具的协同性,实现减排成本的最小化,获得策略组合实施带来的可能的政策红利^[103]。

3 结论与启示

碳中和目标的广义内涵是实现全部温室气体的中和,这要求能源活动相关的CO₂需要深度减排并在2060年前实现负排放。以高比例可再生能源为主导的零碳图景和依靠大规模碳捕获设施的净零图景是两条实现碳中和目标的可行路径,二者的区别在于允许化石能源保留规模不同,而共同前提是能效水平的大幅提升,同时两条路径互补且存在一定程度的替代关系,需要评估各种减排技术的适用性以激发多种低碳能源技术的协同效应,最大可能地降低转型难度与减排代价。大多数减排技术仍处于发展前期阶段,需要依靠政策机制的大力扶持和市场环境的有效培育,采取以能效技术为前提、新能源驱动的高电气化和碳捕集技术支撑的负排放为深度减排手段、多元低碳技术互补融合的现实可行且成本可负担的全面碳中和方案。

碳中和并不是一个简单的减排目标,而是代表着一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。碳中和的实现将打破原有发展模式的高碳路径锁定,势必会对传统产业,尤其是化石能源行业及相关产业,产生巨大冲击;但伴随着的经济结构转型、能效水平提升、能源体系重塑、新型技术研发、商业模式创新、低碳理念普及等,其亦将为社会经济发展带来新的增长点并延续增长态势。更为重要的是,碳中和为中国转换发展思路提供了机遇期,由依靠“后发优势”转向发挥“先发优势”,依靠创新驱动实现引领型发展。

无论目标内涵与减排难度如何,碳中和都将是一个异常复杂的转型过程,中国要从战略层面正视碳中和能源转型的难度与复杂性,保持转型路径的开放性,综合考虑各种因素,确定实现CO₂排放快速达峰、下降及中和的可行技术路径与转型策略,并根据转型试验和经验积累,对转型路径和策略进行持续评估和调整。在2020—2030年加速碳达峰阶段,中国要以提高能效和稳步发展非化石能源作为前期经济减排的主要手段,能够扩大减排窗口期、降低减排压力,对冲碳中和路径的不确定性风险;在2030—2050年快速减排阶段,中国要构建起以清洁电为中心的高电气化终端用能体系,推广生物质燃油、氢能等低碳燃料的应用,并提前布局碳链技术,发挥多种能源技术的协同减排效应,为2050—2060年全面实现碳中和奠定基础。

中国已制定了碳达峰、碳中和顶层指导方案,后续需要适时、适当运用法律、经济、技术、市场和金融等多样化的政策工具,加强不同政策目标和政策工具之间的协同性设计,逐步建立完整、有效的政策支持体系,推动能源体系的变革和重塑,实现低碳转型的良性变迁。

对中国碳中和问题的研究和讨论正处于起步阶段,本文对中国碳中和目标的内涵与实现路径进行了粗略的阐述,旨在丰富碳中和的讨论与研究。文章篇幅所限,并未进行更为深入、细致的分析。未来的研究可以加深对碳中和愿景下中国宏观经济结构、CO₂排放轨迹、能源电力技术路径、典型行业碳中和策略、终端用能结构、转型的社会经济影响、不同政策对碳中和目标的影响评估等方面的工作。

张浩楠 申融容 张兴平 康俊杰 袁家海

1 华北电力大学经济与管理学院,北京 

2 新能源电力与低碳发展研究北京市重点实验室,北京 

3 北京大学能源研究院,北京