來源：國際能源署

標簽：IEA 碳中和 光伏發電  

【編者按】近日，國際能源署（IEA）發布《中國能源體系碳中和路線圖》報告，探討了中國將如何實現其低碳目標同時保證能源安全及人民的負擔能力。在報告所描繪的路徑中，截至2030年的主要減排動力來自于提高能源效率、發展可再生能源和減少煤炭使用。從2020年到2060年，以風能和太陽能光伏發電為主的可再生能源發電量將增加7倍，占據全國電力結構的近80%。2030年后，隨著新興創新技術如氫氣和碳捕獲等的強勁發展，到2060年時工業二氧化碳排放量將下降近95%。這些進步將促進中國勞動力市場的發展。不斷成長的低碳能源技術領域將創造更多的新就業機會，超過衰退的化石燃料行業失去的工作機會。報告還探討了中國更快實現清潔能源轉型所帶來的機遇及益處。

如果沒有中國的參與，可能無法將全球氣溫上升限制在1.5℃內。2020年9月，國家主席習近平宣布，“中國將力爭2030年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”。在中國開始其非凡的經濟現代化征程40年后，宣布這一關于中國未來的新愿景，恰逢世界主要經濟體逐漸形成共識，即有必要在本世紀中葉實現全球凈零排放。但是，其他任何承諾都不及中國的承諾重要：中國是世界上最大的能源消費國和碳排放國，其二氧化碳排放量占全球總量的三分之一。中國未來幾十年的減排速度，是世界能否成功將全球變暖控制在1.5℃以內的重要因素。

中國近90%的溫室氣體排放源自能源體系。因此，能源政策必須推動碳中和轉型。本路線圖是對中國政府邀請國際能源署在長期戰略方面進行合作的回應。其中列出了在中國能源體系實現碳中和的路徑，同時表明，實現碳中和符合中國更廣泛的發展目標，如增進繁榮、提升技術領導力和轉向創新驅動型的增長。本路線圖中的第一條路徑——承諾目標情景（APS）——反映了中國在2020年宣布的強化目標，即二氧化碳排放量在2030年達到峰值，到2060年實現凈零排放。在加速轉型情景（ATS）中，本路線圖還探討了實現更快轉型的機會，以及除了緩解氣候變化帶來的影響，快速轉型能為中國帶來的其他社會經濟效益。

中國可在目前的清潔能源發展勢頭上更進一步

中國的能源體系體現了幾十年來在追求其他能源政策目標的同時，為使數億人脫貧所做的努力。自2005年以來，中國的能源消耗翻了一番，但同期國內GDP能源強度大幅下降。燃煤發電約占中國發電總量的60%，且還在繼續建設新的燃煤電廠，但新增太陽能光伏發電裝機總量已超過世界上其他任何國家。中國是全球第二大石油消費國，但也擁有占全球70%的電動汽車電池產能，僅江蘇省一省的產能就占到全國的三分之一。中國對低碳技術的貢獻，尤其在太陽能光伏領域，主要由政府日益宏大的五年計劃推動。其所帶來的成本下降，改變了世界對清潔能源未來的看法。如果全世界要實現氣候目標，就需在清潔能源領域取得更大規模的進步，并涉及所有行業部門。例如，中國的鋼鐵和水泥產量超過世界的一半，僅河北省一省就占2020年全球鋼鐵產量的13%。中國的鋼鐵、水泥和化工行業的排放量比歐盟及英國的二氧化碳排放總量還要高。

圖1  中國與其他國家的主要經濟發展指標

中國的二氧化碳排放量仍在上升，但在2030年之前達峰是可行的。排放峰值越早到來，中國按時實現碳中和的機會就越大。排放的主要來源是電力行業（48%的二氧化碳排放來自能源和工業生產過程）、工業（36%）、交通（8%）和建筑（5%）。迄今為止公布的第十四個五年計劃具體目標包括在2021—2025年期間將二氧化碳強度降低18%，單位GDP能耗降低13.5%。還有一個不具約束力的指標，即到2025年，將非化石能占能源消費總量的比重提高至20%（2020年約為16%）。如果中國實現了這些短期政策目標，國際能源署預估，其燃料燃燒產生的二氧化碳排放量將在2020年代中期達峰并趨于平穩，然后在2030年前略有下降。國際能源署也注意到，中國在2021年9月的聯合國大會上承諾“不再新建境外煤電項目”，并加強對清潔能源的支持。

實現碳中和要求能源體系快速而深度轉型

在2030年前實現二氧化碳排放達峰，有賴于三個關鍵領域的進展：提高能效、發展可再生能源和減少煤炭使用。在承諾目標情景（APS）中，到2030年中國的一次能源需求增長速度將遠遠低于整體經濟的增長速度。這主要是能效提高和產業轉型脫離重工業的結果。能源體系的轉型可使空氣質量迅速改善。到2045年左右，太陽能將成為最主要的一次能源來源。到2060年，煤炭需求將下降80%以上，石油需求下降約60%，天然氣下降45%以上。到2060年，近五分之一的電力將被用來制氫。

圖2  不同場景下中國的一次能源需求組成

中國為實現目標所需的投資水平完全在其財力范圍之內。雖然能源體系投資的絕對值大幅攀升，但其在整個經濟活動中的比重卻在下降。年投資總額在2030年將達到6400億美元（約4萬億人民幣），在2060年達到近9000億美元（6萬億人民幣），較近年水平增加約60%。年度能源投資占GDP的比重，在2016-2020年平均為2.5%，到2060年將下降到只有1.1%。

每個行業部門都有可行的路徑來實現深度減排

一個以可再生能源為主導的電力部門為中國的清潔能源轉型奠定了基礎。在承諾目標情景（APS）中，中國電力部門將在2050年前實現二氧化碳凈零排放?；诳稍偕茉吹陌l電（主要是風能和太陽能光伏發電），在2020年至2060年間將增加7倍，屆時將占發電總量的約80%。相比之下，煤電的份額將從60%以上下降到僅有5%，而未采用減排技術的燃煤發電將于2050年淘汰。到2060年，所有地區的可再生能源裝機容量至少增加三倍。其中中國西北和北方地區的增長幅度最大，當地太陽能和陸上風能資源潛力巨大，且有充足的土地可供利用。然而在中國沿海省份，為提高電力系統可靠性和穩定性而進行的低碳靈活性資源的投資是最高的。

圖3  2015—2020年中國年均新增電力裝機

圖4  承諾目標情景下2020—2060年中國年均新增電力裝機

提高能效和當今的市場化技術只能使工業部門部分實現凈零排放。在承諾目標情景（APS）中，到2060年，工業二氧化碳排放量將下降近95%，未采用減排技術的煤炭使用量將降低90%，剩余的排放量將被電力和燃料轉化行業的負排放所抵消。能效提高和電氣化在短期內推動了大部分工業減排，而新興的創新技術，如氫能和碳捕集與封存（CCUS），將在2030年后取而代之。

圖5  承諾目標情景下中國能源部門減排措施實現的二氧化碳減排量

電氣化是交通和建筑部門去碳化的關鍵。城市中對地鐵、輕軌和電動巴士的新投資，以及對城市之間高速鐵路的投資，降低了乘客出行的能源強度。提高燃料效率和使用低碳燃料實現了公路貨運、航運和航空業的減排。到2060年，通過采用電氣化、清潔的區域供熱和提高能效等措施，建筑部門的直接二氧化碳排放量下降95%以上。

在2030年前加快進程不僅可能而且有益

盡早加大力度采取行動可以減少2030年后面臨的減排負擔。碳達峰的時機和水平，以及達峰后的減排速度，對于中國實現碳中和的長期目標至關重要。中國擁有的技術能力、經濟手段和政策經驗，可以比承諾目標情景（APS）更快地完成2030年的清潔能源轉型目標。中國最近推出的碳排放交易市場和電力市場改革就是兩個明顯的例子。在加速轉型情景（ATS）中，政策進程加快，帶來電力和工業中的煤炭用量更快下降，現有的低碳技術得到更有力的部署，和更快的能效提升。到2030年，在加速轉型情景（ATS）中，能源體系的二氧化碳排放量比現有水平低了20多億噸，減少了近20%。投資需求不是一個主要障礙：加速轉型情景（ATS）所需的累計投資與承諾目標情景（APS）所需的相似。

在2030年之前加快進程所帶來的社會經濟效益不僅限于應對氣候變化。這些益處包括為尚未充分受益于中國經濟發展的地區帶來更大的繁榮，中國在全球清潔能源技術價值鏈中發揮核心作用，并逐漸成為清潔能源創新的領袖。到2030年，加快國內行動將使中國清潔能源供應領域的就業人數增加360萬，而在化石燃料供應和化石燃料電廠減少的就業崗位為230萬。在加速轉型情景（ATS）中，凈增長就業崗位比承諾目標情景多出近100萬。如果其他國家志向更高遠，對清潔能源技術需求更多，而中國能抓住這種機會，還會增加更多就業崗位。

圖6  2020—2030年中國能源及過程相關的二氧化碳排放

圖7  2019—2030年不同情景下中國就業變化情況

將中國的中和目標范圍擴大至所有的溫室氣體，將凸顯二氧化碳排放早日達峰的好處。這樣的雄心壯志可能要求能源體系在2060年前就達到二氧化碳凈零排放，以彌補更難消除的非能源部門的排放。這將使得在2030年之前加快二氧化碳減排進度變得至關重要。轉型帶來的長期挑戰是深重的：例如，如果要在2050年就實現二氧化碳凈零排放，那么新增太陽能光伏和風能裝機容量將達到約1.4萬億瓦，比2050年承諾目標情景（APS）高約20%。

處理現有資產有助于有序轉型

即使不對化石燃料進行任何新的投資，中國能源體系的排放量仍然只會非常緩慢地下降。如果中國現有的排放密集型基礎設施繼續以近年來相同方式運作，從現在到2060年，可能將產生1750億噸的二氧化碳排放。如果要將全球溫度上升限制在1.5℃，這相當于全球剩余排放預算的三分之一。

如果到時沒有更清潔的替代品，中國下一輪的重工業投資可能會導致大量的新增排放。在承諾目標情景（APS）中，2060年中國能源體系約40%的二氧化碳減排量來自于今天仍處于原型或示范階段的技術。當計劃淘汰現有產能時，必須要有可用的新低碳工業技術，以避免迎來新一輪排放密集型產能更新。僅此一項，就可以避免中國重工業排放相當于剩余全球碳預算近15%的二氧化碳，這樣做可有50%的概率將全球平均升溫限制在1.5℃。

圖8  2020—2070年中國重工業資產在當前運行條件下的典型壽命周期與設備更新升級后周期下的潛在碳排放

從現在到2030年，更快的清潔能源轉型可以使現有資產及其利益相關者更容易適應這一進程。加速轉型情景（ATS）避免了在2060年承諾目標情景（APS）中約200億噸的“鎖定”排放。這些排放來自于2030年之前的電力和工業部門投建的長壽命資產。這一早期行動意味著，在2030年至2060年間，達到碳中和所需的年均減排速度比承諾目標情景（APS）低大約20%，為市場調整、企業及消費者適應新情況留下更多時間。

創新是成功轉型的關鍵

到2060年實現碳中和，依靠于清潔能源創新大幅加速。中國正在成為清潔能源創新的世界領袖：自2015年以來，中國用于低碳能源研發的公共開支增加了70%。中國在可再生能源和電動汽車方面的專利活動中占了近10%。近年來，中國的初創企業吸引了全球超過三分之一的早期能源風險投資。

但是需要妥善利用中國的創新體系，以激勵所需的廣泛的低碳能源技術進步。新一屆五年計劃意在將創新重點轉向低碳技術，并追求新的政策方法。中國目前的政策激勵措施更適合像碳捕集與封存（CCUS）和生物煉制這樣的大規模技術，而非網絡基礎設施和面向消費者的產品，但后者才是中國目前的制造優勢。除了直接提供研發資金，還可以通過競爭性的利基市場、基礎設施投資和其他監管措施來激勵創新者，以推動技術部署。

圖9  中國二氧化碳來源與潛在地質封存能力圖

圖10  中國現有氫能需求、可再生制氫的成本與潛在的二氧化碳封存地點

世界能源和氣候未來的主要行動者

中國的諸多優勢使其有能力成功實現碳中和轉型，同時在技術和制定能源政策方面展示出國際領導力。中國既是世界上最大的排放國，也是關鍵清潔能源技術（如太陽能電池板、風力渦輪機和電動車電池）產品的最大制造商。中國的行動將大大有助于塑造全球為防止氣候變化的最壞影響而及時開展減排努力的成果。為使這些努力取得成功，與中國開展合作至關重要。