原文信息Tackling climate change and promoting the energy revolution
Xiangwan DU作者单位：Chinese Academy of Engineering, Beijing 100088, China关键词: climate change, Paris Agreement, low-carbon transition,energy revolution
通讯作者简介
中国工程院院士杜院士是应用物理、强激光技术和能源战略专家。中国工程物理研究院研究员、高级科学顾问，中国工程院原副院长。1938年生于
河南省南阳市，原籍开封。1964年毕业于苏联莫斯科工程物理学院。曾主持我国核试验诊断理论和核武器中子学的精确化研究；曾任国家863计划激光专家组首席科学家，是我国新型强激光研究的开创者之一，推动我国新型高能激光技术跨入世界先进行列。主持了中国工程院“中国可再生能源发展战略研究”、“中国能源中长期（2030、2050）发展战略研究”、“我国核能发展的再研究”等我国能源发展战略重大咨询研究项目，现任国家能源专家咨询委员会副主任。主持研究了中国工程院“应对气候变化的科学技术
问题研究”等重大咨询研究项目，参与了国家2020、2030低碳发展战略目标的论证，现任第三届国家气候变化专家委员会名誉主任。作为中国代表团高级顾问先后参加了哥本哈根至巴黎等联合国气候变化大会和国际交流，宣讲了中国在应对气候变化方面所做的务实行动和艰苦努力。
1997年当选为中国工程院院士，2006年当选为俄罗斯国家工程科学院外籍院士，2002年当选中国工程院副院长。获国家科技进步特等奖一项、一等奖一项、二等奖两项，部委级一、二等奖十多项。2000年获何梁何利科技进步奖。
中文发布本文已进行中文发布，以下为全文。应对气候变化 推动能源革命杜祥琬（中国工程院，
北京100088，中国）摘要：《巴黎协定》标志着全球绿色、低碳发展进入新阶段，中国应对气候变化的国际责任和国内可持续发展的内在需求高度一致. 本文基于世界典型发达国家能源经济学数据的分析，解读了我国提出的INDC的合理性，并说明低碳发展可以通向现代化. 能源革命是中国低碳转型的基础，从五个方面阐述了中国能源低碳转型的路径. 基于中国工程院课题组的研究，分析了中国能源结构变革的三个历史阶段. 以能源革命推动低碳发展是一个历史过程，具有长期性和艰巨性，需要切实转变观念、转变发展方式. 通过国内外的实证分析，说明发展和低碳是可以双赢的，低碳发展将培育新的经济增长点，创造新型发展道路.
关键词：气候变化，巴黎协定，低碳转型，能源革命
1. 中国应对气候变化的国际责任和国内可持续发展的内在需求高度一致
2005年12月，世界195个国家在联合国气候变化巴黎大会（COP21）上一致通过了《巴黎协定》，对2020年后全球应对气候变化作出了制度性安排. 《巴黎协定》是在《联合国气候变化框架公约》的指导下制定的有法律约束力的协定，是全球应对气候变化行动的新起点，标志着全球绿色、低碳发展进入新阶段[1，2].《巴黎协定》进一步明确了“共同但有区别的责任原则”，通过
减排温室气体，把未来的温升控制在不超过工业革命前的2 ℃，并努力争取控制在1.5 ℃；提出到本世纪下半叶实现人为活动温室气体排放源与吸收汇的平衡，达到近零排放；2020年后的减排以各国提交的国家自主贡献（INDC）为基础，从2023年开始，每五年做一次盘点，评估进展情况；将“共区原则”体现在减缓、适应、资金、技术、能力建设等要素中，从2020年起，发达国家每年要动员1000亿美元支持发展中国家应对气候变化，并从2025年起增加这一金额；各国将以这种“自下而上”加盘点的机制，加强行动和合作. 这些目标的实现，必然要求通过能源革命，实现经济低碳转型，实现经济和低碳双赢，实现可持续发展，并控制全球的气候变化.中国应对气候变化的全球责任和自身可持续发展的内在需求高度一致. 在2014年11月中美两国元首发表的气候变化联合声明和2015年我国向联合国提交的INDC中，我国提出的四项低碳发展目标为：我国二氧化
碳排放总量2030年左右达到峰值并争取尽早达到峰值；2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%—65%；非化石能源占一次能源消费比重2030年达到20%左右；森林蓄积量2030年比2005年增加45亿立方米左右. 与此相应，我国颁布了一系列顶层设计文件，如《“十三五”规划纲要》、《“十三五”控制温室气体排放工作方案》等，明确了近期的减排目标，这既是我国积极务实参与全球气候治理、践行《巴黎协定》的实际体现，也是我国加强生态文明建设，推动能源革命的必然举措.
《巴黎协定》引导的目标和方向，是人类创新发展路径的成果. 走绿色、低碳之路是一场国际比赛，中国要在这场比赛中不落伍并争取主动，能源革命是关键. 低碳发展可以通向现代化吗？基于世界银行给出的各典型发达国家的能源经济学数据分析（如图1所示），可以得到“两类发达国家”的概念：以美国、加拿大为代表的第一类发达国家是高耗能、高碳型；而与之显著不同的是，以欧、日为代表的第二类发达国家，是相对低耗能、低碳型[3]. 由此可以得出对中国发展的四点启示：中国不能、也不可能沿袭美国这类国家高耗能、高碳的发展模式；按照所谓的“发达国家能耗平均水平”，也将把中国引向比欧、日更耗能、更高碳的“准美国模式”；第二类发达国家（欧、日），已走出了相对低碳的发展模式，如果参照第二类发达国家的模式，中国能耗总量（在2010年基础上）只有约一倍的增长空间；按照走新型工业化道理的理念，发挥后发优势，我国理应比欧、日更
节能、更低碳.
可见，不同发达国家的发展经验已经证实，高碳发展并非通向现代化的必由之路，低碳发展可以通向现代化. 值得注意的是，按照本世纪前十年中国的发展路径线性外推，将是一种不可持续、不可接受的高碳惯性情景（图1黑色点直线示意），中国必须转型发展，图1的绿色点曲线就是我国提出的INDC的图解.
图 1 世界各国经济发展与人均能耗比较图
2. 中国能源革命的实质是低碳转型
中国能源革命的实质是低碳转型[4]，能源结构的变革将经历“化石能源为主—多元协调—非化石能源为主”三个历史阶段.
2.1 节能提效是中国能源战略之首
2015年中国单位GDP能耗是世界平均水平是世界平均水平的1.5倍，是典型发达国家的数倍，必须通过产业结构调整、抑制不合理需求、加快技术进步、提高能效标准并改善管理等几方面，多管齐下节能提效，实现“能源总量和强度的双控”. 能效低、能源强度高的状况应有明显改观，争取提前实现国家INDC已明确的降低能源强度和
碳强度的目标. 2020年总能耗应可控制在48亿吨标准煤以下（2015年为43亿吨标准煤）；2030年应可控制在55亿吨标准煤左右，能源弹性系数逐步降低，2030年年能耗增长率应在1%以下.2.2 逐步减煤
我国煤炭年消耗总量已连续三年下降，实现了经济增长与煤炭增长的解耦，这是经济新常态、能源新常态、产业结构调整的必然结果，也是改善空气质量、治理大气污染的必然要求. 2030年煤炭在我国一次能源中的占比会降至50%以下.
散烧煤替代是对我国高碳基础能源必须动的一个大手术. 要结合地域资源实际，因地制宜，选择替代能源（如气、电、地热、太阳能、风能、生物质能、核供热堆、工业余热等）. 随着产业结构调整和能效提高，工业燃煤量也会稳步下降. 煤电是煤炭清洁、高效、集中利用的重点，我国目前的煤电装机已经过剩，要防止新的装机过剩. 煤电厂需进行灵活性改造，以适当装机用于调峰，支持风、光等可再生能源的发展，由发电主角逐步向服务和原料转型. 探索碳捕获、利用与封存（CCUS）的创新和实用，如果CO2排放下不来，就不是完整意义上的“超低排放”.2.3 大力度高质量发展非化石能源非化石能源在我国一次能源中的占比，2020年将达到15%，2030年将达到20%以上. 为实现这一目标，需重点发展可再生能源（包括水、风、光、生物质、地热、海洋能、垃圾能源化利用等），集中与分散相结合，鼓励分布式能源发展. 高比例发展可再生能源需进一步克服以下三个障碍：1降成本. 2020年风电成本争取达到与煤电相当，光伏发电实现用户侧平价上网.2储能. 物理储能（抽水蓄能、压缩空气储能）、化学储能（空气锂电池、石墨烯电池……等）以及通过蓄热介质的储热争取实现新的突破和规模应用.3调峰、用峰. 借助火电配合、协同调峰，峰电用于电解水制氢、海水淡化及储热等.
核电是稳定、低碳、高能量密度的非化石能源，沿海、内陆都要安全第一、稳中求进. 进一步完善法律、制度，创新工作机制，加强核能的基础性研究和全产业链的纵深安排.
2.4 稳油增气
加强油气（包括非常规和深海）的勘测，推进石油的电替代、生物质气替代，发展新能源车（鼓励我国居民用小型电动车和低碳出行），提高燃油标准，实现车的数量、类型和道路的智能优化管控. 石油年消耗总量应可在2025—2030年间达到峰值.
天然气（含非常规天然气，包括煤层气、页岩气、致密气及天然气水合物）是相对低碳的化石能源，要努力提高其在我国一次能源中的比重，从2015年的6%提高到2020年的10%和2030年的约15%. 在我国能源的低碳转型过程中，天然气将起到重要的过渡能源作用.2.5 发展智慧能源互联网
电力系统向可再生能源的适应性变革，是能源体系低碳转型的核心. 中国能源互联网的特征是“三化”和“两结合”. “三化”是指电气化（提升终端能源中电力的比例）、低碳化（增加非化石能源的比例）和智能化（与IT、DT深度融合）. “两结合”：一是集中式的智能电网（自上而下）与分布式的低碳能源网络（自下而上）的结合；二是横向的“多能互补”和纵向的“源˗网˗荷˗储˗用”优化的结合. 逐步形成一个基于互联网、包容智能电网、分布式能源网络、水网、天然气网、供热（冷）网、气象网等，体现重塑能源的高效、低碳、安全的智慧能源网络.
在新型城镇化和农业现代化过程中发生的能源增量，由低碳能源网络来满足. 农村能源形态的进步是能源革命和国家现代化的重要内涵.经由以上的路径，我国的能源结构将逐步向低碳转型（见图2）. 值得指出的是，全球一次能源结构变革的三个历史阶段是：煤炭为主阶段—油气为主阶段—非化石能源为主的阶段. 现在正从油气为主向非化石能源为主转型；而我国一次能源结构的变革也将经历三个历史阶段，只是第二个阶段称作“多元结构阶段”，在这个阶段，煤、油、气、可再生、核等五元共存协调发展，如果以非化石能源占比超过10%作为进入多元结构阶段的标志，那么，我国从2015年就开始了多元结构阶段，经过数十年此消彼长的变化，将进入非化石能源为主的阶段，在两个阶段的过渡期，天然气将起到重要的低碳转型助推作用. 今年四月出台的《能源生产和消费革命战略（2016—2030）》提出，到2050年，非化石能源消费比例将占到一半，加上进一步增长的天然气消费占比，届时，我国煤炭消费占比将缩减至30%以下[5].
图 2 2050年前中国能源结构的变化情景示意图
3. 中国的低碳转型具有长期性和艰巨性，但方向和路径清晰
向绿色、低碳转型是应对气候变化的全球战略，也是各国可持续发展的共同取向. 美国特朗普政府在应对气候变化问题上立场的倒退，对全球应对气候变化的共同行动（包括能源低碳转型）可能会带来一些具体的影响. 但，重要的是，气候变化科学是应对气候变化行动的基石，“绿色、低碳”是全球可持续发展的客观需求，这个大趋势是改变不了的.低碳转型会影响经济发展吗？不时有人提出这样的问题，说明对高碳发展的路径依赖已有很强的惯性. 高碳能源的易获取性，高碳低端产业可短、平、快驱动增长，国际上又有美国等高碳发展的先例，使人们误以为这种模式是“发展的必然规律”.
实际上，图1的数据已表明，欧、日各国已走出了相对低碳的发展道路. 在我国国内，珠三角地区的产业结构和能源结构调整较早，正在实现经济与环境的双赢、发展与低碳的双赢. 相对而言，京津冀等地区的经济增长过多依靠投资高耗能产业驱动，导致重
化工资本存量高企，高耗能产业产能过剩，同时产生了压缩型、复合型、结构型的环境污染，污染物和温室气体排放超出环境容量，呈非线性爆发之势. 国内外的经验教训归结成一句话就是“转变发展方式刻不容缓”，经济与环境应该双赢，也是可以双赢的. 十八大以来中央一再明确了“绿色发展、低碳发展、循环发展”的路径，明确指出“应对气候变化是我们自己要做，不是谁要我们做. ”这是关于发展路径的深刻总结，是我们行动的指南.由传统发展模式向低碳发展转型，当然对高碳能源和高耗能产业的发展会有所制约，基于高碳产业的那部分GDP增速应该减缓；另一方面，低碳发展将催生新型的低碳能源和新型产业、服务业，优化产业和就业结构，发展低碳
交通和低碳建筑，培育新的经济增长点和新动能，提高国家的创新能力和竞争力. 有上有下才是进步，只有这样，才能避免落入“中等收入陷阱”，由新常态走向新型发展. 把2030年前尽早实现温室气体排放峰值作为中国的中期战略和低碳发展的具体抓手[7]，将发挥治理雾霾污染和减少碳排放的协同效应. 研究表明，碳峰值提前到2025年左右达到是可能的；同时实施自然生态系统的增汇减排战略，并以适应气候变化带动城乡基础设施建设的改善，加强气候变化科学和应对气候变化的科技创新能力建设[8]. 这些都将使国家的发展更趋健康和良性. 低碳发展还将推动低碳的消费方式. 社会进步的一个标志是高效和节约，中国社会需倡导“健康的物质消费、丰富的精神追求”的生活方式，刹住攀比奢华之风. 低碳发展的深入将造就一个低碳社会. 它的细胞是一个个低碳社区、低碳企业、低碳村镇、乃至低碳家庭……这不仅直接有利于美丽城市和美丽乡村的建设，而且会极大提高公民的素质和文明水平，而这一点对于中华民族自强于世界民族之林具有基础性的意义.
以能源革命推动低碳发展，是一个历史过程，具有长期性和艰巨性，但方向和路径是清晰的. 政府、企业、公众需要协同努力，践行“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，创造一条中国可持续发展的新型道路并对人类的文明进步作出更大贡献.
参考文献 1. United Nations. Framework convention on climate change. Adoption of the Paris agreement. Draft decision-/CP.21. FCCC/CP/2015/L.9/Rev.1. 2015-12-12, http://unfccc.int/resource/docs/2015/cop21/eng/l09r01.pdf2. Davis L A. Climate agreement. Engineering, 2016, 2(4): 387–3883. The World Bank. World development indicators. 2017-06-12, http://data.worldbank.org.cn/indicator4. The State Council of the People’s Republic of China. 13th Five-Year Plan ecological environment protection plan. 2016-12-05, http://www.gov.cn/zhengce/content/2016-12/05/content_5143290.htm5. National development and reform commission. Energy production and consumption revolutionary strategy (2016–2030). 2016-12-29, http://www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201704/t20170425_845284.html6. Xinhua Net. Enhanced actions on climate change: China’s intended nationally determined contributions. 2015-06-30, http://news.xinhuanet.com/english/china/2015-06/30/c_134369837.htm7. Research group of CAE. Research on the Energy Development Strategy of China in Mid and Long-term (2030, 2050). Beijing: Science Press, 20118. Du X W. Respond to global changes as a community of common destiny. Engineering, 2016, 2(1): 52–54
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