碳中和目標下實體經濟的轉型軌跡
國內外氣候變化專家的研究顯示,中國有條件在2030年之前實現碳達峰,在2060年之前實現
碳中和。基于目前已經成熟和基本成熟的綠色低碳技術和商業化的可行性,專家們預測,如果中國及時采取有力的碳中和
政策,就有望在2050年將
碳排放從目前(2020年)水平降低70%左右(如圖),到2060年之前實現碳中和,即實現凈零碳排放。
如果要在2060年之前實現碳中和,在實體經濟層面必須加速推動
電力、
交通、建筑和工業的大規模去碳化,爭取在大多數產業實現自身的近零排放,較小比例難以消除或降低的碳排放將由
碳匯林業來吸收 (固碳)。
(一)電力:去煤炭、加速發展清潔能源。煤炭占我國一次能源消費的60%左右,燃煤發電是我國碳排放的最大來源,電力行業總碳排放的一半左右。在碳中和的路徑之下,電力系統需要深度脫碳,到2050年左右實現行業凈零排放,非化石能源電力將占總電量的90%以上;因此,包括光伏、風電、核能和綠色氫能等的生產、消費和投資,將以比過去所有規劃更快的速度增長。清華大學研究顯示,碳中和目標需要2050年非化石能源在我國一次能源總消費中占比達到75%左右。國網研究院、風電協會等機構估計,“十四五”期間新增風光裝機容量將達到年均100吉瓦(GW)左右,比“十三五”時期增加約一倍。到2050年,風光的總裝機容量應該達到4000GW左右, 比2020年的水平(約350GW)提高10倍以上,占2050年我國發電量的65%以上。
碳中和要求煤炭相關產業的生產、消費和投資必須盡快大幅下降,傳統的煤炭開采、煤電產業將難以為繼,曾經是主流觀點的“煤炭清潔利用”戰略也將被快速淘汰。除非碳捕捉技術能夠在可預見的將來成為商業可行,且成本低廉,各類煤炭的利用方式(煤發電、煤制氣、煤制油和其它主要煤
化工技術)由于其高強度的碳排放,都是與碳中和的目標相矛盾的。根據國際能源署等機構的研究,要實現《巴黎協定》要求的控制全球溫升不超過1.5度的目標,全球必須設定碳排放總量的限額(碳預算),因此全球現存煤炭儲量的80%和石油儲量的70%可能將不會得到利用。中國也必須接受這個現實。
(二)交通:實現電動化。交通行業(包括公路、鐵路、船運和
航空)用能源(主要是燃油)不僅是空氣污染的主要源頭,還可導致大量碳排放。電動車不僅污染排放為零,即使在目前電力結構下,碳排放也比燃油車低。未來,電力行業實現了高比例清潔能源、零碳排放的條件下,使用電動車、電氣鐵路
運輸即可基本解決公路和鐵路的碳排放
問題。因此,交通行業實現碳中和的轉型路徑主要應該是確保在常規公路、鐵路交通中實現完全電動化和電氣化。更多的省市需要像
海南省一樣,宣布在不久的將來(如2030年)實現新車上市全電動,制定燃油車淘汰時間表。在全國范圍,應該爭取到2035年,純電動汽車銷售占汽車銷售的50%左右。
同時超前建設汽車充電和加氫基礎設施,大力推廣氫燃料電池汽車,尤其是重型運輸車輛,力爭到2035年,使氫燃料電池汽車保有量達到100萬輛。此外,還要鼓勵船舶和航空運輸業使用天然氣、電能等清潔能源,加速淘汰高耗能交通運輸設備和技術。城市化過程應注重綠色基礎設施的建設,大力投資軌道、快速
公交等公共交通設施,建設城市騎行、步行等綠色出行設施和環境,減少私人機動車出行需求,從源頭減少交通相關碳排放,提升城市活力。
(三)建筑:大力推廣零碳建筑。建筑用能占我國總能耗的20%左右,主要用于建筑物的照明、供暖制冷、家電能耗等,而這些能源大部分來自高碳的火力發電。建筑業要想實現凈零排放,主要有兩個路徑:一是建筑
節能,二是使用綠電(光伏等清潔能源)。
與電力、交通行業相比,建筑行業實現低碳甚至零碳的技術已經基本成熟,只要相關部門和地方政府組織資源,加大有關工作的推動和協調力度,有望成為我國最早實現零碳化的部門。在歐洲,已有若干零碳示范園區,園區中所有建筑物已經實現凈零排放,且不需要政府補貼。我國的一些試點項目也證明了零碳建筑在技術和經濟上的可行性。
實現建筑部門總體零排放的基本要素是:提高新建建筑物節能標準,盡早制定和實施超低能耗和零碳建筑標準,大力推廣零碳建筑;加大既有建筑節能改造力度;建立零碳示范園區,完善零碳建筑技術;提高建筑用能電氣化率,充分使用分布式可再生能源(如光伏),調整北方采暖地區供暖熱源結構和提升熱源效率;推廣節能和智能化高效用能的產品(如家電)、設施。
(四)工業:調結構提能效、推廣低碳技術。與電力、交通和建筑行業相比,工業尤其是制造業的技術復雜程度更高,要完全實現零碳的難度更大。清華大學的研究表明,大力推動產業結構升級、能效提升、電氣化改造和高碳原料的替代,到2050年,我國的工業碳排放水平有望比當前降低70%。實現這個目標的路徑主要有四個核心內容:一是工業產業結構的升級。根據發達國家的經驗,隨著人均收入的提高,低附加值產業占工業增加值的比重會逐步下降。預計到2050年,我國高附加值行業增加值占工業產出的比重將從目前的35%上升到60%左右,工業能耗會因此比目前水平下降60%左右。二是提高工業體系能源和資源利用效率。能效提升是工業降低碳排放的重要路徑,各種資源(如塑料、
鋼鐵、鋁等原材料)的循環利用也有助于降低在原料生產過程中的碳排放。通過大規模使用高能效、低排放甚至零碳技術,到2050年,我國單位工業增加值的能耗可能比目前水平下降65%左右。三是工業部門電氣化和推廣低碳燃料/原料的利用。目前,我國工業行業仍然大量使用燃煤鍋爐,電氣化率約為26%,未來,可以通過提高電氣化率并使用綠電,來大幅降低碳排放,比如到2050年提升到70%左右。四是用各類新材料、新原料替代化石原料(如使用氫能替代焦煤作為鋼鐵生產的還原劑)來降低生產過程中的碳排放。