2015 年，《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）缔约方会议第二十一届会议通过了《巴黎协定》，这是应对气候变化史上具有重要里程碑意义的协议。《巴黎协定》的重要目标之一是“在本世纪内将全球平均气温升幅控制在工业前水平以上低于 2℃之内，并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上 1.5℃之内”。为了履行《巴黎协定》的承诺，中国近期宣布了长期碳中和目标，希望为全球气候变化做出显著贡献。2020 年 9 月，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，中国“CO2 排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和”。这一承诺表明：在瞬息万变的全球环境中，中国将在应对气候变化行动中发挥全球领导作用，并将采取更有力的气候变化减缓行动实现经济增长和普惠繁荣。中国这一承诺将为全球应对气候变化做出重大贡献。 

中国在气候变化领域发挥领导作用至关重要。中国目前是世界第二大经济体，2006 年成为全球最大的 CO2 排放国。同时，中国实现碳中和目标的途径需要考虑到自身的国情。作为一个不断增长的经济体，中国单位 GDP CO2 排放量居世界第 16 位，人均 CO2 排放量居第 49 位，约为美国的一半（Gilfifillan 等，2019 年；UNFCCC，2019 年；BP，2019 年 ）。 2018 年，中国化石能源和工业过程、全口径温室气体排放分别为 112 亿 吨 CO2 和 136 亿吨 CO2 当量（Olivier 和 Peters，2020 年）。2010-2018  年，中国化石能源和水泥的 CO2 排放量平均每年增长 1.4%（Friedlingstein等 , 2020)。2018 年，电力和供热的排放最大（51%），其次是工业 （28%）和交通（10%）（IEA, 2020a）。中国需要摆脱对传统化石能源的依赖，同时确保为普惠繁荣提供新机会。

与其他国家一样，新冠疫情（COVID-19）影响了 中国经济发展及温室气体排放。2020 年上半年，中国 CO2 排放量下降了3.7%。2 月份的排放量降幅最大 （-18.4%），其次是 3 月份（-9.2%）。然而，随着经济活动逐渐恢复，排放量也开始反弹，2020 年 5 月碳排放水平同比增长 5%（Liu 等 , 2020 年）。疫情无疑将对中国的短期战略造成影响，但长期影响尚不明确。中国长期战略既需要考虑疫情的近期影响，也需 要考虑经济发展的长期目标和愿景。 

政府间气候变化专门委员会（IPCC）最新研究表明：全球需要在 2050 年左右实现 CO2 的净零排放， 即碳中和，才能实现 1.5℃目标；需要在 2070 年至 2080 年左右实现碳中和，才能实现 2℃目标。同期，非 CO2 温室气体的排放需要大幅减少（IPCC， 2018）*。IPCC 的指导性建议来源于评估碳中和时间范围的相关科学研究。部分情景预测 2040 年实现全球 CO2 净零排放，部分情景认为 2060 年后才可能净零排放。不同的分析结果反映了不确定性和不同的战略选择。影响碳排放的许多关键因素未来都存在不确定性，比如人口变化、经济增长以及技术进步。这一 结论背后的气候科学也是不断发展、充满不确定性的。 战略选择包括未来几十年的减排路径，在本世纪下半叶对负排放技术的依赖程度（如植树造林、生物质能 结合碳捕集与封存技术、直接空气捕获），以及非 CO2 温室气体、气溶胶、气溶胶前体物的减排程度等。 总体而言，越晚实现 CO2 净零排放，需要的非 CO2 温室气体的减排幅度就越大，并且本世纪下半叶对负排放技术的依赖程度会更高。IPCC 的指导建议试图在目 前可实现的目标和本世纪下半叶负排放技术的选择之间找到平衡。 

鉴于此，中国承诺在 2060 年之前实现碳中和， 将对全球 1.5℃温控目标的实现做出重大贡献。中国 2060 碳中和目标与全球范围内实现 1.5℃温控目标的 “成本最优”路径大体一致（参见图 3-2）。中国若在 2060 年前，越早实现 CO2 排放量净零或接近零，1.5℃ 目标实现的可能性就越大。虽然全球目标是在本世纪中叶前后实现碳中和，不同国家实现碳中和的时间点可能各有差异，但并不影响全球共同努力，将全球温升控制在 1.5℃以内。在《巴黎协定》的背景下，各国需要根据具体国情制定长期战略，考虑国内低碳能源和土地资源、经济增长与发展战略、以及碳封存潜力 和实现净零排放的最终减排能力。对于公平和公正的 不同理解也会影响到各国对何时实现碳中和的认识。 同样，从全球经济效率和公平的角度（例如以人均排放量或历史责任来衡量国家碳排放），有关各国何时碳中和的结论也不尽相同（van den Bergh 等，2020 年）。总之，各国出于不同层面的考虑，对于何时实现碳中和有不同的认识。但是这也提供了各种碳中和策略的可能性。 

无论中国具体在哪一年达到碳中和，CO2 排放量 都需要尽快达到峰值。中国还需要借鉴其他国家经验和做法，进一步强化应对气候行动，在本世纪中叶前 后 CO2 排放趋于零，推动 1.5℃目标实现。然而，中 * 注：这两个净零目标都不能保证将温升幅度控制在 1.5℃或 2℃以内，是指有 50% 的概率将温升幅度控制在 1.5℃和 66% 的概率将温升幅度控制在 2℃以内。 国不能等到 2060 年左右再开始减排行动。“碳中和” 这一概念是国际行动的重要组织框架，但最终影响气候变暖趋势的是随时间推移的 CO2 排放总量，即“累积 CO2 排放”，而不仅仅是本世纪中叶单年的排放量。 尽快达峰和长期快速减排可以有效限制中国的 CO2 累积排放量。事实上，国内外多项研究都认为：为达到全球 1.5℃温控目标，中国 CO2 排放应尽快达峰（图 3-2）；如果想达到全球 2℃温控目标，CO2 排放应在 2030 年前达峰（图 3-2）。 

如果中国 CO2 排放量在 2030 年之前尚未达峰， 不仅其累积排放量会更高，而且将对 2060 年实现碳中和以及控制累积排放带来巨大挑战。到那时，中国经济将长期锁定在高排放产业中（如燃煤电厂），更难摆脱原有经济发展模式；同时，中国更深层次的社会、经济和能源系统转型会相应延迟，这将使中国 2060 年实现碳中和面临巨大挑战。

碳中和目标是整体经济面临的挑战，需要各个经济部门（包括建筑、工业、交通、电力、农业和林业） 大规模减少排放量，同时实现中国经济持续增长和净 零排放。各个部门都将面临自己的机遇和挑战，并将遵循各自的碳中和时间表（图 3-3）。尽管如此，现有研究和支持本报告的最新研究提出了至少两个战略性的意见。首先，由于众多低碳发电替代选择的存在以及风电和光伏经济竞争力的不断提高，相对于其他部门，电力部门存在更多的近期大幅度减排机会。同时， 电力部门脱碳是通过电气化实现终端部门脱碳的关键促成因素。在强调电力部门可能比其他部门更快的减少碳排放的同时，也需要其他部门立即采取减排行动。 其次，许多设施和工艺目前还没有低成本减排方案， 例如航空运输、工业过程和高温热等领域。根据相关研究预测，这些领域将最后实现脱碳，或者可能永远无法实现完全脱碳。因此，工业和交通部门的深度减排可能落后于其他部门。与此同时，减排技术发展日新月异，几十年后的减排机会可能与今天截然不同。 因此，一个有效的战略不仅需要制定并推动目前的减排行动和措施的实施，而且应为未来技术调整提供更 开放和包容的空间，引导更多投资转向难以脱碳部门的技术研发。

专栏3-1 国家情景与中国碳中和目标、全球1.5°C温控目标 

本报告旨在探讨如何推动整个经济和各部门转型，实现中国碳中和目标以及全球 1.5℃温控目标。 国家整体层面和各部门低碳转型路径的分析研究基 于对中国不同层面以及各部门进行详细描述的分析模型和工具。本报告采用的所有国家 1.5℃情景都与 2060 年前实现碳中和的目标相一致，甚至部分情景显示 2050 年后短期内即有望实现碳中和。 

总体而言，这些模型纳入了更充分的部门情况， 仅代表中国或中国某些部门未来的发展动向，无法体现世界其他地区正在发生的转型。也就是说，这 些模型适用于理解国家和部门的未来动态，可以评估国家情景与中国碳中和目标的一致性。由于气候变化是全球排放共同作用的结果，判断国家减排与全球长期温控目标（例如 1.5℃）的一致性必须借助于全球模型。只有将国家情景与全球情景进行比较， 才能评估其与全球温控目标的一致性。 

通过对比中国模型分析的能源排放量与全球模 型分析的中国能源排放量，可以评估国家情景与全球温升控制 1.5℃的一致性。本报告采用的所有国家模型的 1.5℃情景排放都位于全球 1.5℃情景范围内， 仅有个别情景在某一时间段内超出全球情景的范围。 在国家 1.5℃情景下，2050 年相对于 2015 年排放量下降幅度在 90%-100% 之间。这一减排幅度处于全球 1.5℃情景的低限，基本认为与 1.5℃目标一致。

中国 2060 年前实现碳中和目标，意味着需要快速大规模地推广低碳能源，同时中国也要做好充足准备应对能耗增长的压力。中国能源系统发展的总体趋势具有不确定，取决于更广泛的社会经济和技术因素。 本报告采用的情景认为能源生产和消费增长短期放缓， 随后逐渐下降（图 3-4）。在 1.5℃情景下，低碳能源 （包括采用 CO2 捕集、利用和封存（CCUS）的化石 能源）占一次能源消费总量的比重，应从 2015 年的约 6% 增加到 2035 年 的 30-65% 和 2050 年的 70- 85%（图 3-4A）。这些与《IPCC 全球温升 1.5℃特别报告》（IPCC，2018 年）中的目标基本一致。非化石能源占一次能源消费比重应从 2015 年的 6% 增长到 2035 年的 20-60% 和 2050 年的 50-75%。

这些战略实施也会改变建筑、工业和交通等终端部门的能源构成。尤其值得关注的是，电力部门在中 国未来能源系统中的作用将远远超过目前水平。尽管交通部门目前用电量很少，但未来该部门电气化水平会大幅度提高。工业部门普遍实现电气化面临较大的挑战，长期来看未来难以脱碳领域的减排可以考虑氢能和生物质能源等替代燃料。加速实现电气化战略， 还可以大幅提高众多应用场景的能源效率 , 为有效遏制终端能源消耗提供机会。以铁路运输部门为例，电动列车“从油箱到车轮”的能源效率要远高于内燃机列车。

基于全经济范围的情景研究以及其他深度脱碳研究，本报告认为中国可以采取五项跨部门的脱碳策略来实现 2060 碳中和目标，这些跨部门脱碳策略针对 各部门设定了相应的侧重点（图 3-5）。为了实现全球温升幅度控制 1.5℃或 2℃之内，这些脱碳策略还需辅以其他行动措施，如非 CO2 温室气体排放控制等。主要包括以下五方面： 

► 推动终端部门可持续需求：通过更高能效、结构调整、城市规划和生活方式转变等方式，在 维持较高生活水平的同时，实现终端部门可持续能源消费； 

► 电力部门脱碳：淘汰未采用碳捕集、利用和封存（CCUS）技术的燃煤电厂，快速构建以化石能源为主，核能和 CCUS 技术为辅的多元化电力供应系统； 

► 终端部门电气化：加速电动车发展，工业过程广泛采用电力供应低温热，建筑用电取暖和供应热水（如热泵）； 

► 低碳燃料替代：在难以实现电气化或者经济性 较差的领域采用氢能和生物质能替代化石能源， 如工业（作为燃料或原料）和交通（如长途货运、航运和航空）等领域； 

► 固碳：在难以脱碳实现净零排放的领域，如航空排放和工业高温热，采用自然系统（如森林和土壤）固碳，或利用 CO2 移除技术实现碳中和。

上述策略的根本是所有部门逐步淘汰未采用 CCUS 技术的煤炭消费（见专栏 3-2）。实现更严格的气候目标，需要全经济范围在不同程度上快速淘汰未采用 CCUS 技术的煤炭消费。煤炭消费占比最高的电力和工业部门首当其冲，可以考虑通过部署 CCUS 技术（如发电、氢和氨生产、粗钢水泥生产），从燃料燃烧和工业过程中捕获大部分 CO2，然后再利用或封存在地下，以缓解退煤对这两个部门的冲击。部署 CCUS 技术可以减缓煤矿关停和煤炭相关行业的重组速度，防止劳动力市场出现失序（见第 5 章）。当然，CCUS 技术的部署与快速退煤并不相悖。

专栏3-2 逐步淘汰能源系统中的煤炭 

在中国的新增长路径中，逐步淘汰煤电是短期最具有技术可行性和获益最大的行动计划之一， 当然也需要周密规划，保障就业和可持续的经济增长。作为世界上最大的煤炭消费和生产国，煤炭已深植于中国的能源体系及经济体系。2019 年，煤炭占中国一次能源消费总量的 58%（NBS，2020 年）， 广泛应用于发电、钢铁和水泥生产、建筑材料、化学制品和建筑领域。“十二五”和“十三五”期间 （2011-2020 年），中国实施了一系列煤炭控制措施， 2013年后中国煤炭消费总量有所下降，但近年来出现反弹势头，2019 年煤炭消费量几乎反弹到 2013 年 的水平。 

为支持中国同时实现碳中和以及现代化远景目标的新增长路径，中国需要快速淘汰煤炭，推动能源系统向零排放能源转型。中国要进入新阶段，必须立即从控制煤炭增长转向加速淘汰未采用 CCUS 技 术的煤炭消费。 

► 各部门加速摆脱煤炭依赖。考虑各部门技术 和体制机制挑战各异，早期行动短期效果不同，摆脱煤炭依赖的时间表需要视部门情况而定。“十四五”期间，应基本解决散煤问题，淘汰小型工业燃煤锅炉和窑炉以及农村居民供热和炊事散煤燃烧（2021-2025 年）。 2040-2045 年，淘汰未采用 CCUS 技术的燃煤发电。2055-2060 年，难以实现脱碳的工业部门 （如焦炭作为粗钢生产的原料）全面禁止未采用 CCUS 的煤炭消费。

► 工业和民用散煤。在过去十年中，京津冀地 区在散煤治理方面进展显著。这些地区通过关停低效高污染的工业燃煤锅炉，实施煤改气、煤改电以及农村清洁取暖财政补贴政策等，基本建成无散煤区。这些治理经验应在全国迅速推广，并加速可再生能源的利用， 包括居民住宅屋顶光伏和生物质能利用等。 散煤治理一直是我国大气污染防治的关键措施之一，“十四五”期间需要进一步加大力度，基本解决工业和民用散煤问题。 

► 燃煤发电。电力行业的煤炭消耗约占中国煤炭消费总量的 54%（EPPEI，2019 年），中国必须逐步淘汰煤电厂。通过停止新建燃煤电厂，短期内迅速淘汰老旧落后和低效燃煤点厂，逐步降低现役燃煤发电机组的利用小时数，未采用 CCUS 的燃煤发电将在 2040-2045 年左右完全退出（Cui 等 , 2020 年）。另外，部分省份应更早更快采取行动，如山东、内蒙古和山西三个煤炭消耗大省。山东的落后煤电机组比重高于其他省份，其中，1/3 以上的 燃煤机组是工业自备电厂，这些燃煤机组由 于政策执行不力和监管不严，造成严重的环境污染问题。山东的煤电厂由于技术属性差、盈利能力低、环境影响高，应相对加快淘汰速度和力度。加快淘汰煤电可以推动山东增加绿色能源的开发和利用（初期可从邻省外调绿电），优化经济结构。

► 工业燃煤。钢铁生产、建筑材料、煤化工、 水泥生产等工业部门煤炭消费占中国煤炭消费总量的 40% 以上（EPPEI，2019 年）。逐步淘汰这些未采用 CCUS 技术的部门煤炭消费需 要制定综合替代计划，包括能效提升，提高电气化水平，加快低碳燃料替代（如绿氢或现代生物燃料），以及通过产业结构和产品结构优化减少煤炭需求。部分措施可以立刻推广落实（例如：能效提升），但有些措施还需要更长时间部署，具体取决于技术进步和体制机制完善。 中国逐渐摆脱对煤炭的依赖不仅可以减缓气候变暖，也会产生巨大的经济和社会效益， 如持续改 善空气质量和健康，提高可再生能源市场竞争力， 降低能源对外依存度，创造新的绿色经济增长点以及就业机会。 

► 空气质量和公众健康。在过去的十年中，中国通过关停落后燃煤设施和开展散煤治理行 动，明显改善了空气质量和公众健康。这些政策行动推动了京津冀地区空气质量持续改善，但是，山东、河南、山西等煤炭消耗大省的主要城市仍面临严重的空气污染问题， 在全国城市空气质量排名中垫底。对于这些地区，降低 PM2.5 浓度是工业和生活散煤治理 的核心动力。逐步摆脱对煤炭依赖不仅将带来显著、直接和普惠的健康效益，也是长期改善空气质量、达到最严空气质量标准的必要途径之一（Tong 等 , 2020 年）。 

► 地方经济结构调整。逐步淘汰煤炭可以给内蒙古、山西、陕西等煤炭生产和输出大省带 来发展机遇。随着经济发展的煤炭依赖度增加，这些省份会不可避免落入 " 资源诅咒 " 的 陷阱，即当地经济过度依赖于附加值低且脆弱的低端化石资源开采业。近些年来，由于煤炭价格的剧烈波动，山西和内蒙古的经济处境比较艰难，煤炭相关行业出现了断崖式下滑。这些省份应该充分发挥可再生能源资源丰富的优势，推动以可再生能源为主导的 能源结构多样化、提高经济结构和产业结构的多样性，为长期经济增长提供持续动力。 考虑到必然会发生的化石能源转型，有必要从现在就开始行动，应对危机，实现平稳过渡，而不是沿袭当前的发展路径。

► 工业燃煤。钢铁生产、建筑材料、煤化工、 水泥生产等工业部门煤炭消费占中国煤炭消费总量的 40% 以上（EPPEI，2019 年）。逐步淘汰这些未采用 CCUS 技术的部门煤炭消费需要制定综合替代计划，包括能效提升，提高电气化水平，加快低碳燃料替代（如绿氢或 现代生物燃料），以及通过产业结构和产品结构优化减少煤炭需求。部分措施可以立刻推广落实（例如：能效提升），但有些措施还需要更长时间部署，具体取决于技术进步和体制机制完善。 

中国逐渐摆脱对煤炭的依赖不仅可以减缓气候变暖，也会产生巨大的经济和社会效益， 如持续改善空气质量和健康，提高可再生能源市场竞争力， 降低能源对外依存度，创造新的绿色经济增长点以及就业机会。 

► 空气质量和公众健康。在过去的十年中，中国通过关停落后燃煤设施和开展散煤治理行动，明显改善了空气质量和公众健康。这些政策行动推动了京津冀地区空气质量持续改善，但是，山东、河南、山西等煤炭消耗大省的主要城市仍面临严重的空气污染问题， 在全国城市空气质量排名中垫底。对于这些地区，降低 PM2.5 浓度是工业和生活散煤治理 的核心动力。逐步摆脱对煤炭依赖不仅将带来显著、直接和普惠的健康效益，也是长期改善空气质量、达到最严空气质量标准的必要途径之一（Tong 等 , 2020 年）。 

► 地方经济结构调整。逐步淘汰煤炭可以给内蒙古、山西、陕西等煤炭生产和输出大省带 来发展机遇。随着经济发展的煤炭依赖度增加，这些省份会不可避免落入 " 资源诅咒 " 的陷阱，即当地经济过度依赖于附加值低且脆弱的低端化石资源开采业。近些年来，由于煤炭价格的剧烈波动，山西和内蒙古的经济处境比较艰难，煤炭相关行业出现了断崖式下滑。这些省份应该充分发挥可再生能源资源丰富的优势，推动以可再生能源为主导的能源结构多样化、提高经济结构和产业结构的多样性，为长期经济增长提供持续动力。 考虑到必然会发生的化石能源转型，有必要从现在就开始行动，应对危机，实现平稳过渡，而不是沿袭当前的发展路径。

专栏3-3 能源技术的创新与快速变革 

技术是减缓气候变化的核心。若没有推动化石燃料替代、空气污染治理等优先领域的技术进步， 很难实现全球 1.5℃或 2℃以内的温控目标。光伏、 电池、数字技术等新技术的涌现正在改变减缓气候变化工作的整体格局，并为短期脱碳提供了成本有效的选择方案，但长期转型还需要更多的技术创新。

中国长期战略需要强调创新和技术领导力。处于全球技术领先地位的国家将引领新兴低碳经济发展， 依靠其自身完善稳定的低碳技术创新体系向其他追随国家输出技术。中国近期规划及本世纪中叶战略 需要投资创新，特别是加大对那些可以实现低成本减排并具有全球领导作用的战略性技术领域的投资。 

持续加大关键技术的研发或示范。这些技术包 括氢能、生物燃料、CCUS、核能和储能等。氢能和生物燃料可广泛用于不易实现电气化的领域，如长途货运、航运、化学制品生产和工业高温热工艺等。 氢能还可以作为储能资源来优化电网系统。尽管氢能技术近期取得了显著进展，但氢能生产、储存、 燃料电池等领域还存在技术挑战。生物燃料有望直接取代石油等液体化石燃料，然而生物燃料技术还不具备市场竞争力，而且大规模利用可能会对农业和土地利用产生不利影响。中国拥有丰富的地质碳存储能力，为 CCUS 技术部署提供了空间，可以支持中国在难以脱碳的发电和部分工业过程中继续使用化石燃料。利用生物质能结合碳捕集与封存技术 （BECCS）可以实现负排放（即从大气中吸收 CO2）， 并抵消难以脱碳部门的 CO2 排放量。核能仍然是现有技术条件下作为基荷电源的可行方案之一，以小型模块化反应堆为例的先进核反应堆设计和新兴技术， 有望在未来电网中发挥更大的作用。储能技术进步可以增强电网的灵活性，提高电网对风能和太阳能发电的接纳能力。 能源互联网（E-Energy）时代助力数字化和电气化发展。

能源互联网融合了信息和通信技术与能源系统，旨在重塑能源系统，推动其向更灵活、更智能、更高效的方向发展。数字化和电气化将成为未来能源系统的基础，能源互联网有望成功整合未来电力系统的核心要素（可再生能源技术、氢能、 电动汽车、建筑物和其他终端能源系统），创建更高效、更有韧性的能源体系。 

广泛投资科技和创新领域，将有力支持脱碳进程并扩大技术全球领先的优势。创新和技术不仅是中国低碳转型的关键，也是长期经济繁荣的基础。 除了低碳技术创新，融合传统科学和关键战略产业的科技创新也将加速中国的低碳转型。中国始终将高新技术作为促进产业转型的战略性支柱产业。在科技和创新方面的广泛投资可以带来双赢，有利于低碳转型和经济增长。

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