本文刊載于《中國(guó)科學(xué)院院刊》2021年第9期專題“碳中和目標(biāo)背景下的能源轉(zhuǎn)型” 1 我國(guó)能源消費(fèi)量與碳排放趨勢(shì) 保障我國(guó)碳中和目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)，能源轉(zhuǎn)型是首要任務(wù)。我國(guó)作為全球最大的能源消費(fèi)國(guó)和二氧化碳排放國(guó)，發(fā)展經(jīng)濟(jì)與保護(hù)環(huán)境的矛盾相對(duì)突出，短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的綠色低碳發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。這就需要針對(duì)我國(guó)國(guó)情，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，制定符合我國(guó)資源稟賦及國(guó)情的碳中和實(shí)施路徑。 我國(guó)作為全球最大的能源消費(fèi)國(guó)和二氧化碳排放國(guó)，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）能耗與碳排放量遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家，但由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后等因素，歷史人均累計(jì)碳排放量遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。 2020?年，我國(guó)能源消費(fèi)總量為?49.8?億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，能源相關(guān)的二氧化碳排放量約?99?億噸，占全球總排放量的?30.9%，比美國(guó)（13.9%）、印度（7.2%）和俄羅斯（4.5%）的總和還要多，居全球第一。 同時(shí)，2020?年我國(guó)單位?GDP?能耗為?3.4?噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬(wàn)美元，單位?GDP?碳排放量為?6.7?噸二氧化碳/萬(wàn)美元，均遠(yuǎn)高于世界平均水平及美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家（圖?1）。 從歷史人均累計(jì)碳排放量方面來(lái)看，我國(guó)歷史人均累計(jì)的碳排放量約為?164?噸二氧化碳/人，低于世界平均水平?214?噸二氧化碳/人，遠(yuǎn)低于美國(guó)?1?232?噸二氧化碳/人、英國(guó)?925?噸二氧化碳/人、法國(guó)?521?噸二氧化碳/人。 
圖1 2020 年世界主要國(guó)家單位GDP 能耗和二氧化碳排放量 根據(jù)能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，1980?年以來(lái)，我國(guó)能源消費(fèi)總量不斷增加，1980—2001?年增速較為緩慢，2002—2013?年急速增長(zhǎng)，但?2013—2020?年增速明顯減緩，整個(gè)能源消費(fèi)和碳排放進(jìn)入平臺(tái)期（圖?2）。從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，我國(guó)能源消費(fèi)仍以煤炭、石油、天然氣等化石能源為主，特別是煤炭消費(fèi)比重占一半以上。近年來(lái)，我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，近?10?年煤炭年消費(fèi)量基本維持在?28?億噸標(biāo)煤左右；煤炭消費(fèi)占比持續(xù)降低，已由?2000?年的?68.5%?降至?2020?年的?56.8%；清潔能源（天然氣 非化石能源）消費(fèi)占比持續(xù)上升，由?2000?年的?9.5%?增至?2020?年的?24.3%。2020?年我國(guó)能源消費(fèi)總量?49.8?億噸標(biāo)煤，其中煤炭、石油、天然氣、非化石能源占比分別為?56.8%、18.9%、8.6%、15.7%（圖?3）。 
圖2 1980—2020 年我國(guó)能源消費(fèi)和二氧化碳排放量變化趨勢(shì) 
圖3 我國(guó)2000 年和2020 年能源消費(fèi)種類占比對(duì)比 工業(yè)是我國(guó)能源消費(fèi)和碳排放大戶。其中，電力、鋼鐵、水泥、鋁冶煉、石化化工、煤化工?6?個(gè)行業(yè)和交通、建筑?2?個(gè)領(lǐng)域的碳排放合計(jì)超過(guò)?90%（圖?4）。除美國(guó)的交通行業(yè)為碳排放占比最高部門外，全球碳排放量較高國(guó)家中，碳排放占比最高的均為電力部門。重視天然氣和非化石能源的快速發(fā)展及替代對(duì)于優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)、加速能源轉(zhuǎn)型發(fā)揮著重要作用；應(yīng)重點(diǎn)針對(duì)我國(guó)二氧化碳主要排放量行業(yè)和領(lǐng)域，全面開(kāi)展碳排放控制路徑、措施和政策等研究。 
圖4 2020 年我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域各行業(yè)能源消費(fèi)二氧化碳直接排放占比 2 發(fā)達(dá)國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和策略對(duì)我國(guó)的啟示 （1）從碳達(dá)峰到碳中和時(shí)間短是我國(guó)當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn) 不同國(guó)家推進(jìn)碳中和的進(jìn)度有所不同，目前全球已有?132?個(gè)國(guó)家和地區(qū)提出實(shí)現(xiàn)碳中和時(shí)間?。從時(shí)間節(jié)點(diǎn)上看，大部分國(guó)家提出在?2050?年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)；從時(shí)間跨度上看，世界各國(guó)從碳達(dá)峰到碳中和的時(shí)間平均需要?50?年以上。當(dāng)前，我國(guó)仍處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，一次能源消費(fèi)仍處于增長(zhǎng)趨勢(shì)中，因此碳排放也仍處于增長(zhǎng)階段。我國(guó)宣布從碳達(dá)峰到碳中和的間隔時(shí)間為?30?年，而歐盟承諾的碳達(dá)峰到碳中和的時(shí)間為?60—70?年，間隔時(shí)間甚至是我國(guó)的?2?倍還要多。這預(yù)示著我國(guó)至少要付出更加艱苦的努力，以更快的速度和更高的效率才能實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。同時(shí)，我國(guó)不能照搬復(fù)制國(guó)外碳中和的模式，應(yīng)當(dāng)針對(duì)我國(guó)國(guó)情，在充分調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，提出制定符合我國(guó)資源稟賦及國(guó)情的碳中和實(shí)施路線。 （2）從日本、美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，控制能源消費(fèi)總量、優(yōu)化消費(fèi)結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)碳減排的最主要途徑 歐洲多數(shù)國(guó)家、美國(guó)和日本已完成工業(yè)化階段，高能耗產(chǎn)業(yè)已退出或轉(zhuǎn)移，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源需求基本脫鉤，多數(shù)國(guó)家已實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。 日本通過(guò)節(jié)能和能效提升，實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)總量、碳排放下降。早在?1996?年日本能源消費(fèi)量就已經(jīng)達(dá)峰，后期由于煤炭消費(fèi)的增長(zhǎng)，碳排放量仍處于增長(zhǎng)期。2008—2020?年，日本煤炭消費(fèi)保持平穩(wěn)，石油消費(fèi)大幅下降，可再生能源增加，二氧化碳排放量快速下降。 美國(guó)則通過(guò)大力發(fā)展天然氣、可再生能源，實(shí)現(xiàn)消費(fèi)量基本穩(wěn)定、碳排放大幅下降。2005?年，美國(guó)能源消費(fèi)達(dá)峰后長(zhǎng)期保持總量穩(wěn)定，天然氣和可再生能源大量替代煤炭。2005—2020?年，天然氣消費(fèi)占比由?23%?增至?34%，可再生消費(fèi)占比由?1%?增至?7%。經(jīng)測(cè)算，天然氣和可再生能源替代煤炭減排約?7.5?億噸二氧化碳，約占美國(guó)?2005?年以來(lái)碳減排總量的?82%。 （3）世界各國(guó)資源稟賦與技術(shù)優(yōu)勢(shì)的不同，決定了能源清潔低碳轉(zhuǎn)型路徑存在差異 美國(guó)的煤炭、石油、天然氣資源豐富，雖然能源消費(fèi)量大但能源產(chǎn)量較高，可基本實(shí)現(xiàn)自給，從而決定了其清潔低碳轉(zhuǎn)型路徑為大力發(fā)展天然氣和可再生能源。歐盟煤炭、石油、天然氣資源匱乏，能源消費(fèi)量大但能源產(chǎn)量低，化石能源高度依賴進(jìn)口，從而決定了其清潔低碳轉(zhuǎn)型路徑為大力發(fā)展非化石能源。 例如：英國(guó)采取“棄煤，增氣，大力發(fā)展可再生能源”的減碳路徑，1965—2020?年煤炭消費(fèi)占比降低?56%，天然氣消費(fèi)占比增加?14%，可再生能源占比增加?13%；法國(guó)采取“保證核能基礎(chǔ)性地位，大力發(fā)展可再生能源”的減碳路徑，核能占比達(dá)到?37%，可再生能源占比增加?6%；德國(guó)采取“棄煤，棄核，大力發(fā)展可再生能源”的減碳路徑，煤炭消費(fèi)占比降低?45%，核能占比降低?6%，可再生能源占比增加?16%。 中國(guó)和印度資源稟賦相似，富煤但油氣資源相對(duì)不足，短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型任重道遠(yuǎn)，只能考慮適合本國(guó)國(guó)情的低碳轉(zhuǎn)型路徑。各國(guó)經(jīng)驗(yàn)表明，推進(jìn)煤炭高效清潔利用，加快清潔用能替代，大力發(fā)展可再生能源和天然氣是我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的現(xiàn)實(shí)選擇。 3 我國(guó)未來(lái)能源消費(fèi)總量和峰值預(yù)測(cè) （1）我國(guó)一次能源消費(fèi)總量預(yù)測(cè) 通過(guò)對(duì)各研究機(jī)構(gòu)的模擬研判分析，我國(guó)一次能源消費(fèi)量預(yù)計(jì)在?2030?年前后達(dá)峰，峰值約?52.9?億—61.4?億噸標(biāo)煤，年均值?55.7?億噸標(biāo)煤，碳達(dá)峰后將快速進(jìn)入下降期。綜合研判，預(yù)計(jì)我國(guó)一次能源消費(fèi)總量?2030?年左右達(dá)峰，峰值約?56?億噸標(biāo)煤，2060?年有望降至?45?億噸標(biāo)煤左右。 （2）我國(guó)碳達(dá)峰時(shí)間及碳排放峰值預(yù)測(cè) 通過(guò)對(duì)?8?種可實(shí)現(xiàn)碳中和情景碳達(dá)峰時(shí)間與碳排放預(yù)測(cè)對(duì)比，我國(guó)碳排放峰值總量均值約為?103?億噸，碳達(dá)峰后即進(jìn)入下降期，年均減排需達(dá)?2.5?億噸。綜合研判，我國(guó)碳排放預(yù)計(jì)在?2025—2030?年達(dá)峰，有望在?2055—2060?年實(shí)現(xiàn)碳中和。 （3）碳中和目標(biāo)下我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)及碳排放 通過(guò)對(duì)?8?種可實(shí)現(xiàn)碳中和情景進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)，統(tǒng)籌考慮天然氣資源豐富、同熱值天然氣碳排放量不到煤炭一半、天然氣發(fā)電是靈活高效的調(diào)峰電源、天然氣可支撐可再生能源發(fā)展等諸多優(yōu)勢(shì)，研究推薦情景為天然氣大發(fā)展情景。 推薦情景中，煤炭消費(fèi)預(yù)計(jì)?2025?年前達(dá)峰，占比持續(xù)下降，2030?年煤炭消費(fèi)占比降至?43%?左右，2060?年降至?4.7%；石油消費(fèi)預(yù)計(jì)?2025—2030?年達(dá)峰，峰值約?7.3?億噸，2060?年石油消費(fèi)降至?2?億噸左右，占比?6.4%；天然氣消費(fèi)預(yù)計(jì)?2035—2040?年達(dá)峰，峰值約?6?800?億立方米，2060?年天然氣消費(fèi)降至?6?000?億立方米左右，占比?17.6%；非化石能源消費(fèi)占比持續(xù)提升，預(yù)計(jì)?2030?年占比提升至?25%?以上，2060?年提升至?71.3%。 4 促進(jìn)碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的對(duì)策建議 碳中和是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，也是推進(jìn)我國(guó)能源革命的重要舉措，更是實(shí)現(xiàn)文明跨越的重要抓手。碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，必將帶來(lái)一場(chǎng)深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，以及新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新交通、新建筑、新能源和新的發(fā)展方式，不斷推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境、氣候的進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展。在實(shí)現(xiàn)碳中和的道路上，我國(guó)需要在電力、工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域不斷努力，減少碳排放量，謀劃最優(yōu)的戰(zhàn)略路徑，努力實(shí)現(xiàn)減碳和經(jīng)濟(jì)發(fā)展并行不悖。為此，提出?7?點(diǎn)對(duì)策建議。 （1）謀劃好碳中和實(shí)施路徑的頂層設(shè)計(jì) 碳中和關(guān)乎社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)方面。 建議：盡早謀劃我國(guó)碳中和實(shí)施路徑，設(shè)定國(guó)家碳排放總量控制分階段目標(biāo)并明確地區(qū)、行業(yè)責(zé)任；與各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）和關(guān)鍵中央企業(yè)簽訂碳達(dá)峰、碳減排目標(biāo)責(zé)任書(shū)，明確目標(biāo)任務(wù)，抓好過(guò)程管理和評(píng)估考核，積極做好國(guó)家層面的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。英國(guó)、日本、墨西哥、歐盟、韓國(guó)、菲律賓、美國(guó)加利福尼亞州等國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)通過(guò)了應(yīng)對(duì)氣候變化法律。鑒于立法已經(jīng)成為主要國(guó)家和地區(qū)應(yīng)對(duì)氣候變化的重要抓手，建議我國(guó)盡早啟動(dòng)碳達(dá)峰、碳中和相關(guān)立法工作。 （2）將示范區(qū)建設(shè)納入國(guó)家碳中和長(zhǎng)期戰(zhàn)略 我國(guó)既要如期實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，也要實(shí)現(xiàn)碳減排和經(jīng)濟(jì)發(fā)展兩不誤，特別是煤炭、油氣工業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定具有重要戰(zhàn)略意義。西部地區(qū)是我國(guó)重要的石油化工基地，同時(shí)也是全國(guó)最大的煤炭資源轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)基地。例如，新疆年排放二氧化碳達(dá)?5.8?億噸，其中?80%?來(lái)自煤炭。碳中和約束下，清潔低碳發(fā)展是能源工業(yè)的唯一選擇，也是迫切的需求。 建議：西部地區(qū)作為西氣東輸、西電東送等重大基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)源地，作為碳排放的重點(diǎn)，輸出清潔能源的同時(shí)，應(yīng)采取有關(guān)措施將碳匯指標(biāo)返還西部。同時(shí)，新疆碳源和碳匯匹配條件較好，對(duì)于推動(dòng)二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)碳減排具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。為此，建議將示范區(qū)建設(shè)納入國(guó)家碳中和長(zhǎng)期戰(zhàn)略，引領(lǐng)碳中和技術(shù)和產(chǎn)業(yè)循環(huán)發(fā)展?；谛陆膽?zhàn)略地位、資源稟賦、環(huán)境承載力及域內(nèi)產(chǎn)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，建議在新疆設(shè)立碳中和國(guó)家示范區(qū)，開(kāi)展二氧化碳驅(qū)油提高采收率技術(shù)攻關(guān)與碳中和工程示范，探索能源與化工等高碳行業(yè)綠色低碳發(fā)展新路徑，助力新疆經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展和國(guó)家碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。 （3）推進(jìn)煤炭高效清潔化利用和高質(zhì)量發(fā)展 大力推進(jìn)煤炭高效清潔化利用可有效控制二氧化碳排放。我國(guó)約?50%?的煤炭消費(fèi)用于發(fā)電，因此解決燃煤發(fā)電的清潔高效問(wèn)題是煤炭高效清潔利用的重中之重。 建議：利用煤炭與可再生能源良好的互補(bǔ)性，將燃煤發(fā)電與可再生能源發(fā)電優(yōu)化組合，既可以規(guī)避可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性，又可以利用可再生能源的碳中和能力為燃煤發(fā)電提供碳減排途徑。此外，煤炭地下氣化也是清潔利用的重要途徑，可從根本上改變中深層煤炭開(kāi)采利用模式，減少煤炭在開(kāi)采和應(yīng)用中造成的環(huán)境負(fù)面影響。 （4）油氣企業(yè)應(yīng)在保障國(guó)家能源安全的同時(shí)謀劃新能源發(fā)展 油氣領(lǐng)域碳中和，需要在國(guó)家能源安全特別是油氣安全的背景下統(tǒng)籌考慮。 建議：促進(jìn)常規(guī)天然氣增產(chǎn)，重點(diǎn)突破非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)，以及積極提升天然氣在低碳轉(zhuǎn)型和碳中和過(guò)程中的促進(jìn)作用。同時(shí)，在保障我國(guó)能源安全的前提下，隨著碳排放進(jìn)入平臺(tái)期和快速下降期及新能源減排技術(shù)的不斷成熟，油氣企業(yè)可加快步伐，加速推進(jìn)新能源業(yè)務(wù)，積極培育新能源發(fā)展的能力。可以通過(guò)二氧化碳轉(zhuǎn)化與封存業(yè)務(wù)，為煤炭和電力企業(yè)排放的二氧化碳提供解決方案。此外，油氣企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注低成本技術(shù)的研發(fā)，將低碳技術(shù)的創(chuàng)新性與經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合，重點(diǎn)向降低成本傾斜，確保在新能源業(yè)務(wù)上穩(wěn)健發(fā)展?。 （5）加大?CCUS?技術(shù)應(yīng)用 加強(qiáng)二氧化碳驅(qū)油和碳埋存技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)成熟。CCUS?目前處于攻關(guān)試驗(yàn)與推廣應(yīng)用早期，基礎(chǔ)研究和技術(shù)有待成熟。 建議：
（6）爭(zhēng)取政府引導(dǎo)和財(cái)稅金融等政策支持 CCUS?技術(shù)規(guī)模應(yīng)用與政策支持密不可分，特別是在規(guī)模推廣應(yīng)用早期，更加需要政府引導(dǎo)與政策支持。 建議：
（7）推動(dòng)企業(yè)開(kāi)展苗圃和碳匯林基地建設(shè)等“負(fù)碳行動(dòng)” 推動(dòng)企業(yè)開(kāi)展苗圃和碳匯林基地建設(shè)等“負(fù)碳行動(dòng)”計(jì)劃，為示范區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展提供碳減排空間。隨著碳中和目標(biāo)提出和碳交易市場(chǎng)推進(jìn)，碳資產(chǎn)將越來(lái)越成為緊缺、稀缺資源。 建議：
（文章源自：蘇健, 梁英波, 丁麟, 張國(guó)生, 劉合. 碳中和目標(biāo)下我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略探討. 中國(guó)科學(xué)院院刊, 2021, 36(9): 1001-1009.） |
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