碳中和目标下实体经济的转型轨迹
国内外气候变化专家的研究显示,中国有条件在2030年之前实现碳达峰,在2060年之前实现
碳中和。基于目前已经成熟和基本成熟的绿色低碳技术和商业化的可行性,专家们预测,如果中国及时采取有力的碳中和
政策,就有望在2050年将
碳排放从目前(2020年)水平降低70%左右(如图),到2060年之前实现碳中和,即实现净零碳排放。
如果要在2060年之前实现碳中和,在实体经济层面必须加速推动
电力、
交通、建筑和工业的大规模去碳化,争取在大多数产业实现自身的近零排放,较小比例难以消除或降低的碳排放将由
碳汇林业来吸收 (固碳)。
(一)电力:去煤炭、加速发展清洁能源。煤炭占我国一次能源消费的60%左右,燃煤发电是我国碳排放的最大来源,电力行业总碳排放的一半左右。在碳中和的路径之下,电力系统需要深度脱碳,到2050年左右实现行业净零排放,非化石能源电力将占总电量的90%以上;因此,包括光伏、风电、核能和绿色氢能等的生产、消费和投资,将以比过去所有规划更快的速度增长。清华大学研究显示,碳中和目标需要2050年非化石能源在我国一次能源总消费中占比达到75%左右。国网研究院、风电协会等机构估计,“十四五”期间新增风光装机容量将达到年均100吉瓦(GW)左右,比“十三五”时期增加约一倍。到2050年,风光的总装机容量应该达到4000GW左右, 比2020年的水平(约350GW)提高10倍以上,占2050年我国发电量的65%以上。
碳中和要求煤炭相关产业的生产、消费和投资必须尽快大幅下降,传统的煤炭开采、煤电产业将难以为继,曾经是主流观点的“煤炭清洁利用”战略也将被快速淘汰。除非碳捕捉技术能够在可预见的将来成为商业可行,且成本低廉,各类煤炭的利用方式(煤发电、煤制气、煤制油和其它主要煤
化工技术)由于其高强度的碳排放,都是与碳中和的目标相矛盾的。根据国际能源署等机构的研究,要实现《巴黎协定》要求的控制全球温升不超过1.5度的目标,全球必须设定碳排放总量的限额(碳预算),因此全球现存煤炭储量的80%和石油储量的70%可能将不会得到利用。中国也必须接受这个现实。
(二)交通:实现电动化。交通行业(包括公路、铁路、船运和
航空)用能源(主要是燃油)不仅是空气污染的主要源头,还可导致大量碳排放。电动车不仅污染排放为零,即使在目前电力结构下,碳排放也比燃油车低。未来,电力行业实现了高比例清洁能源、零碳排放的条件下,使用电动车、电气铁路
运输即可基本解决公路和铁路的碳排放
问题。因此,交通行业实现碳中和的转型路径主要应该是确保在常规公路、铁路交通中实现完全电动化和电气化。更多的省市需要像
海南省一样,宣布在不久的将来(如2030年)实现新车上市全电动,制定燃油车淘汰时间表。在全国范围,应该争取到2035年,纯电动汽车销售占汽车销售的50%左右。
同时超前建设汽车充电和加氢基础设施,大力推广氢燃料电池汽车,尤其是重型运输车辆,力争到2035年,使氢燃料电池汽车保有量达到100万辆。此外,还要鼓励船舶和航空运输业使用天然气、电能等清洁能源,加速淘汰高耗能交通运输设备和技术。城市化过程应注重绿色基础设施的建设,大力投资轨道、快速
公交等公共交通设施,建设城市骑行、步行等绿色出行设施和环境,减少私人机动车出行需求,从源头减少交通相关碳排放,提升城市活力。
(三)建筑:大力推广零碳建筑。建筑用能占我国总能耗的20%左右,主要用于建筑物的照明、供暖制冷、家电能耗等,而这些能源大部分来自高碳的火力发电。建筑业要想实现净零排放,主要有两个路径:一是建筑
节能,二是使用绿电(光伏等清洁能源)。
与电力、交通行业相比,建筑行业实现低碳甚至零碳的技术已经基本成熟,只要相关部门和地方政府组织资源,加大有关工作的推动和协调力度,有望成为我国最早实现零碳化的部门。在欧洲,已有若干零碳示范园区,园区中所有建筑物已经实现净零排放,且不需要政府补贴。我国的一些试点项目也证明了零碳建筑在技术和经济上的可行性。
实现建筑部门总体零排放的基本要素是:提高新建建筑物节能标准,尽早制定和实施超低能耗和零碳建筑标准,大力推广零碳建筑;加大既有建筑节能改造力度;建立零碳示范园区,完善零碳建筑技术;提高建筑用能电气化率,充分使用分布式可再生能源(如光伏),调整北方采暖地区供暖热源结构和提升热源效率;推广节能和智能化高效用能的产品(如家电)、设施。
(四)工业:调结构提能效、推广低碳技术。与电力、交通和建筑行业相比,工业尤其是制造业的技术复杂程度更高,要完全实现零碳的难度更大。清华大学的研究表明,大力推动产业结构升级、能效提升、电气化改造和高碳原料的替代,到2050年,我国的工业碳排放水平有望比当前降低70%。实现这个目标的路径主要有四个核心内容:一是工业产业结构的升级。根据发达国家的经验,随着人均收入的提高,低附加值产业占工业增加值的比重会逐步下降。预计到2050年,我国高附加值行业增加值占工业产出的比重将从目前的35%上升到60%左右,工业能耗会因此比目前水平下降60%左右。二是提高工业体系能源和资源利用效率。能效提升是工业降低碳排放的重要路径,各种资源(如塑料、
钢铁、铝等原材料)的循环利用也有助于降低在原料生产过程中的碳排放。通过大规模使用高能效、低排放甚至零碳技术,到2050年,我国单位工业增加值的能耗可能比目前水平下降65%左右。三是工业部门电气化和推广低碳燃料/原料的利用。目前,我国工业行业仍然大量使用燃煤锅炉,电气化率约为26%,未来,可以通过提高电气化率并使用绿电,来大幅降低碳排放,比如到2050年提升到70%左右。四是用各类新材料、新原料替代化石原料(如使用氢能替代焦煤作为钢铁生产的还原剂)来降低生产过程中的碳排放。