導(dǎo) 讀

文章基于1990—2020年中國(guó)能源領(lǐng)域CO2排放情況和CO2的地球碳循環(huán)轉(zhuǎn)化流程，建立CO2減排預(yù)測(cè)模型，引入GDP總量、能源強(qiáng)度、能源CO2排放結(jié)構(gòu)等3個(gè)變量，得到9種減排路徑情景，采用情景分析法預(yù)測(cè)2021—2060年CO2排放總量和排放強(qiáng)度，探尋中國(guó)能源CO2減排的最佳路徑。預(yù)測(cè)結(jié)果表明：9種情景均可實(shí)現(xiàn)2030年“碳達(dá)峰”目標(biāo)，單位GDP碳排放強(qiáng)度分別比2005年下降67.6%～72.9%；2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”需要結(jié)合碳匯、碳捕集與封存技術(shù)。其中情景7是最佳路徑，即能源強(qiáng)度每5年下降15%，無(wú)碳能源占比年均增長(zhǎng)1.2%。展望2060年，建議從節(jié)能降耗、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、技術(shù)創(chuàng)新、提升碳匯水平和政策工具等方面入手，實(shí)現(xiàn)中國(guó)能源領(lǐng)域的碳中和。

本文引用信息

張全斌, 周瓊芳，“雙碳”目標(biāo)下中國(guó)能源CO2減排路徑研究[J].中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì),2022（04）:22-30

---

0

引言

CO2是最主要的溫室氣體，人類活動(dòng)排放的CO2所造成的全球變暖已經(jīng)對(duì)地球自然生態(tài)造成了顯著的影響。為了應(yīng)對(duì)全球氣候變化，2015年12月《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》締約方在巴黎氣候變化大會(huì)上達(dá)成《巴黎協(xié)定》（The Paris Agreement）�！栋屠鑵f(xié)定》旨在約束全球氣溫升高，盡快達(dá)到溫室氣體排放的全球峰值，其長(zhǎng)期目標(biāo)是將全球平均氣溫較前工業(yè)化時(shí)期上升幅度控制在2℃以內(nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.5℃以內(nèi)。

中國(guó)是《巴黎協(xié)定》締約方，也是全球最大的CO2排放國(guó)，中國(guó)CO2排放主要來(lái)源于化石能源的人類利用，目前能源消費(fèi)產(chǎn)生的CO2排放占中國(guó)CO2排放總量的88%左右。2016年中國(guó)提出落實(shí)《巴黎協(xié)定》的兩階段承諾：①2020年單位GDP碳排放強(qiáng)度較2005年下降40%～45%，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15%，森林蓄積量較2005年增加13×108m3。②2030年CO2排放達(dá)到峰值，單位GDP碳排放強(qiáng)度比2005年下降60%～65%，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到20%，森林蓄積量比2005年增加45×108m3。截至2019年底，中國(guó)單位GDP碳排放強(qiáng)度較2005年下降48.1%，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15.3%，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)5.35×108kW，森林蓄積量較2005年增加45×108m3，森林蓄積量增量已經(jīng)提前完成2030年階段的承諾。

2020年9月，中國(guó)在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上提出CO2排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，并于2020年氣候雄心峰會(huì)上宣布：2030年單位GDP碳排放強(qiáng)度比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到25%，森林蓄積量比2005年增加60×108m3，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12×108kW以上。2021年3月，全國(guó)人大十三屆四次會(huì)議通過(guò)了《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，開啟了我國(guó)全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的新征程。綱要作為能源行業(yè)發(fā)展的行動(dòng)綱領(lǐng)，將深刻影響中國(guó)的能源消費(fèi)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度調(diào)整進(jìn)程，引領(lǐng)中國(guó)能源消費(fèi)進(jìn)入清潔低碳、安全高效的新發(fā)展階段。

中國(guó)能源消費(fèi)以高含碳的化石能源為主，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的統(tǒng)計(jì)公報(bào)數(shù)據(jù)，2020年中國(guó)煤炭、石油和天然氣消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的比例高達(dá)84.2%，無(wú)碳能源占比僅為15.8%。根據(jù)《2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》，以噸標(biāo)煤（tons of equivalent coal，tec）計(jì)量口徑，煤炭、石油和天然氣的CO2排放系數(shù)分別為2.7725、2.1492和1.6442（tCO2/tec），2020年中國(guó)能源領(lǐng)域的CO2排放總量為105.6×108t。

CO2減排是碳中和的重要手段和根本路徑。本文結(jié)合中國(guó)1990—2020年能源消費(fèi)領(lǐng)域的CO2排放總量情況，基于“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，通過(guò)能源結(jié)構(gòu)和能源強(qiáng)度調(diào)整，就中國(guó)2021—2060年能源消費(fèi)領(lǐng)域的CO2排放總量進(jìn)行預(yù)測(cè)，為中國(guó)中長(zhǎng)期CO2排放總量預(yù)測(cè)、減排路徑以及制定低碳發(fā)展政策提供思路。

 

01

基于CO2的地球碳循環(huán)轉(zhuǎn)化過(guò)程

碳循環(huán)是碳元素在地球的生物圈、巖石（土壤）圈、水圈及大氣圈之間相互交換和遷移的過(guò)程。巖石（土壤）圈是碳元素的貯存庫(kù)，貯存了地球上99.9%的碳，但是碳循環(huán)十分緩慢，生物圈、水圈及大氣圈等3個(gè)碳庫(kù)的碳循環(huán)十分活躍，實(shí)際上起著交換庫(kù)的作用。

CO2是含碳元素的主要?dú)怏w表現(xiàn)形式，也是碳元素參與碳循環(huán)的主要方式。生物圈的綠色植物通過(guò)光合作用從大氣圈吸收CO2，動(dòng)物和細(xì)菌等生物體經(jīng)呼吸作用向大氣圈釋放CO2，動(dòng)植物遺骸通過(guò)碳化作用以化石資源儲(chǔ)存在巖石（土壤）圈，部分死后殘?bào)w通過(guò)微生物的分解作用將CO2排入大氣圈。水圈生物遺骸以碳酸鹽的形式在水（海）底沉積，進(jìn)入巖石（土壤）圈，經(jīng)地殼運(yùn)動(dòng)或火山噴發(fā)而重新返回大氣圈。其中植物通過(guò)光合作用從大氣圈吸收CO2的速率，與生物呼吸作用將CO2釋放到大氣圈的速率大體相等，即大氣圈CO2的含量在受到人類活動(dòng)干擾以前是基本穩(wěn)定的。（參見圖1）

圖1 基于CO2的地球碳循環(huán)示意圖

化石能源是動(dòng)植物遺骸經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜變化而形成的，屬于不可再生資源�；�石能源具有資源屬性和能源屬性，如煤炭、石油、天然氣既是用途廣泛的工業(yè)原料，又是極其重要的化石能源，2020年中國(guó)能源消費(fèi)總量達(dá)到49.8×108tec，煤炭、石油、天然氣消費(fèi)占比分別為56.8%、18.9%、8.5%。

進(jìn)入工業(yè)時(shí)代之后，人類大量開發(fā)和使用化石能源，CO2排放急劇增加，破壞了大氣圈的CO2平衡，CO2濃度不斷升高，溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)。目前，68%的地球陸地表層受人類活動(dòng)影響，人類對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)的CO2循環(huán)產(chǎn)生顯著影響。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）研究發(fā)現(xiàn)，化石資源和土地利用變化是人為排放CO2的主要來(lái)源，其中43.2%的CO2滯留在大氣圈中，27.9%被海洋生態(tài)系統(tǒng)吸收，28.9%被陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收。

如圖1所示，對(duì)于碳中和而言，CO2減量和碳匯（Carbon Sink）將是碳中和的兩條根本路徑，其中CO2減量包括CO2減排、捕捉利用和封存（CO2 capture utilization and storage，CCUS）等措施。自然生態(tài)系統(tǒng)吸收大氣圈的CO2被稱為碳匯，碳匯可分為陸地碳匯和海洋碳匯，光合作用是最主要的碳匯方式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010—2016年中國(guó)碳匯消耗了同時(shí)期45%左右的人為排放CO2總量，年吸收CO2約38×108～44×108t，預(yù)計(jì)2060年中國(guó)碳匯可達(dá)60×108tCO2。

 

02

1990—2020年中國(guó)能源領(lǐng)域CO2排放簡(jiǎn)況

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的各年度統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，1990—2020年中國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）平均增長(zhǎng)率為9.3%，進(jìn)入21世紀(jì)，GDP增長(zhǎng)率呈現(xiàn)階梯式下降趨勢(shì)，平均增長(zhǎng)率從2001—2010年的10.5%，逐步下降到2011—2020年的6.8%。中國(guó)CO2排放總量變化與能源消費(fèi)總量變化同步，呈現(xiàn)平穩(wěn)增長(zhǎng)再躍升后高位緩慢增長(zhǎng)，其中2001—2011年呈現(xiàn)快速躍升；CO2排放總量從1990年的24.7×108t增長(zhǎng)至2020年的105.6×108t，同期單位GDP的CO2排放強(qiáng)度呈逐年穩(wěn)步下降，從1990年的13.1t/萬(wàn)元減少至2020年的3.9t/萬(wàn)元（1990年不變價(jià)）。若以2005年作為基準(zhǔn)年，2005年中國(guó)單位GDP的CO2排放強(qiáng)度為3.39 t/萬(wàn)元。（參見圖2）

圖2 1990—2020年中國(guó)GDP總量、能源消費(fèi)總量、CO2排放總量和CO2排放強(qiáng)度

30年來(lái)，中國(guó)能源消費(fèi)總量和結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化：能源消費(fèi)總量從1990年的9.9×108tec大幅增長(zhǎng)到2020年的49.8×108tec；能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，煤炭占比從76.1%減少至56.8%，天然氣占比從2%提高至8.5%，石油占比基本穩(wěn)定在16%～22%之間，水電、核電、風(fēng)光電等無(wú)碳能源消費(fèi)量占比則從4.8%大幅提升至15.8%。

03

能源CO2排放預(yù)測(cè)模型與參數(shù)設(shè)定

能源CO2排放預(yù)測(cè)模型引入GDP總量、能源強(qiáng)度、能源CO2排放結(jié)構(gòu)等3個(gè)變量，其中能源CO2排放結(jié)構(gòu)由能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和CO2排放系數(shù)構(gòu)成。GDP總量是能源消費(fèi)和CO2排放重要的決定因素，GDP及其增長(zhǎng)率是拉動(dòng)能源消費(fèi)和CO2排放的主要?jiǎng)恿Α�圖2顯示，中國(guó)GDP總量與能源消費(fèi)總量和CO2排放總量之間存在著穩(wěn)定的正相關(guān)關(guān)系。能源強(qiáng)度是衡量能源綜合利用效率的指標(biāo)，一般以單位GDP能耗來(lái)表示。中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)單地劃分為煤炭、石油、天然氣和無(wú)碳能源等4種能源類型，CO2排放結(jié)構(gòu)則分別對(duì)應(yīng)這4種能源，其中無(wú)碳能源不排放CO2。中國(guó)能源CO2排放預(yù)測(cè)公式如下：

E=G·P· (ΣFi·Ci) (1)

式中，E為CO2年排放總量，單位為108t；G為GDP總量，單位為108萬(wàn)元；P為能源強(qiáng)度（單位GDP能耗），單位為tec/萬(wàn)元；Fi為第i類能源占比，單位為%；Ci為第i類能源CO2排放系數(shù)，單位為tCO2/tec。

中國(guó)能源CO2排放預(yù)測(cè)模型的邊界條件：

(1)GDP總量。進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)GDP增長(zhǎng)率呈現(xiàn)階梯式下降趨勢(shì)，“十一五”“十二五”“十三五”平均增長(zhǎng)率分別為11.3%、8.0%、5.8%。研究表明，與能源消費(fèi)和能源強(qiáng)度相比，GDP總量與CO2排放的關(guān)聯(lián)度較小，GDP增長(zhǎng)速率及總量按照單一基準(zhǔn)情景參與預(yù)測(cè)，即2021—2030年為5.0%，2031—2040年為4.5%，2041—2050年為3.5%，2051—2060年為3.0%，估算2030年中國(guó)GDP總量為165.5×108 萬(wàn)元（2020年不變價(jià)），2060年中國(guó)GDP總量為487.2×108萬(wàn)元（2020年不變價(jià)）。若以2005年作為基準(zhǔn)年，2030年中國(guó)GDP總量約為101.0×108萬(wàn)元，2060年中國(guó)GDP總量為297.3×108萬(wàn)元（表1）。

(2)能源強(qiáng)度。中國(guó)“十一五”“十二五”“十三五”能源強(qiáng)度分別下降了19.2%、17.9%、13.2%。2020年單位GDP能耗為0.49 tec/萬(wàn)元，今后40年單位GDP能耗降速考慮基準(zhǔn)、積極和加速3種情景，即單位GDP能耗每5年分別下降15%、18%、20%。

(3)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。2020年中國(guó)電力占終端能源消費(fèi)比重達(dá)到27%，預(yù)計(jì)2060年中國(guó)能源供應(yīng)將以風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、水電和核電等無(wú)碳能源為主，主要領(lǐng)域覆蓋電力終端消費(fèi)。由于無(wú)碳能源中風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、水電等可再生能源屬于間歇性能源，具有波動(dòng)性大和峰谷落差大等特點(diǎn)。為了平抑電網(wǎng)峰谷差，提高可再生能源品質(zhì)，電網(wǎng)系統(tǒng)除了需要配置儲(chǔ)能系統(tǒng)外，還需配套一定數(shù)量調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的煤炭、天然氣發(fā)電機(jī)組，作為能源供應(yīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和補(bǔ)充手段。結(jié)合中國(guó)能源結(jié)構(gòu)以及CO2捕集、利用與封存技術(shù)（CO2 capture，utilization and storage，CCUS）的發(fā)展，2060年無(wú)碳能源占比不宜超過(guò)65%，能源領(lǐng)域的“碳中和”尚需要綜合考慮碳匯和CCS等措施。中國(guó)“十一五”“十二五”“十三五”無(wú)碳能源占比年均增長(zhǎng)分別為0.40%、0.52%、0.76%，2020年無(wú)碳能源消費(fèi)總量占比15.8%，今后40年石油、天然氣占比保持穩(wěn)定，無(wú)碳能源占比增速考慮基準(zhǔn)、積極和加速3種情景，即無(wú)碳能源占比年均分別增長(zhǎng)0.8%、1.0%、1.2%。其中2021—2025年煤炭消費(fèi)總量近零增長(zhǎng)，2025年后逐漸減少，天然氣逐漸占據(jù)化石能源的主導(dǎo)地位。

以單位GDP能耗每5年分別下降15%、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不做調(diào)整作為參照情景（情景0），CO2排放預(yù)測(cè)模型的9種情景參數(shù)設(shè)定見表2。

 

04

預(yù)測(cè)結(jié)果及分析

 

按照預(yù)測(cè)模型的情景參數(shù)和計(jì)算公式（1），預(yù)測(cè)得到9個(gè)情景的CO2排放總量和單位GDP碳排放強(qiáng)度，詳見表3。

4.1 不同情景下“碳達(dá)峰”可行性分析

9個(gè)情景的CO2排放總量均在2030年兌現(xiàn)“碳達(dá)峰”承諾，其中情景1和情景4的CO2排放達(dá)峰時(shí)間為2030年，峰值分別為111.2×108t和108.0×108t，其他7種情景均在2030年之前達(dá)到峰值。

4.2 不同情景下“碳中和”可行性分析

2060年，9個(gè)情景的CO2排放總量約31.6×108～80.2×108t，考慮60%的碳匯，除情景9實(shí)現(xiàn)“碳中和”外，其他8個(gè)情景均需要采用CCUS措施，CCUS技術(shù)的貢獻(xiàn)度為6.5%～55.1%。若考慮100%的碳匯，情景3、情景5～9均能實(shí)現(xiàn)“碳中和”。一般建議CCUS技術(shù)的貢獻(xiàn)度為10%左右，因此情景7是比較合適的發(fā)展模式，即單位GDP能耗每5年分別下降15%，無(wú)碳能源占比年均分別增長(zhǎng)1.2%。

4.3 不同情景下單位GDP碳排放強(qiáng)度兌現(xiàn)可行性分析

以2005年作為基準(zhǔn)年，2005年中國(guó)能源領(lǐng)域單位GDP的CO2排放強(qiáng)度為3.39t/萬(wàn)元。2060年，9個(gè)情景的單位GDP碳排放強(qiáng)度約0.92～1.10t/萬(wàn)元，比2005年下降67.6%～72.9%，兌現(xiàn)了“2030年單位GDP碳排放強(qiáng)度比2005年下降65%以上”的承諾。

2021—2060年各情景的CO2排放總量預(yù)測(cè)趨勢(shì)見圖3。

圖3 2021—2060中國(guó)年CO2排放總量預(yù)測(cè)趨勢(shì)

 

05

中國(guó)能源CO2減排路徑研究與展望

 

“碳中和”是中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候的重要指標(biāo)，CO2減排是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的根本路徑。CO2減排的主要路徑有：①通過(guò)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和調(diào)整減少高耗能產(chǎn)業(yè)，通過(guò)科學(xué)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步提高能源使用效率，降低CO2排放強(qiáng)度，從源頭上減少CO2排放；②能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，發(fā)展無(wú)（低）碳能源，替代高碳能源；③采用技術(shù)手段進(jìn)行CO2封存與利用；④植樹造林，退耕還湖（林），改善生態(tài)環(huán)境，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力；⑤利用政策工具，建立碳稅、CO2排放交易機(jī)制，強(qiáng)化低碳消費(fèi)意識(shí)，落實(shí)“碳達(dá)峰、碳中和”規(guī)劃和行動(dòng)方案。

5.1 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)減少高耗能產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)新科學(xué)技術(shù)提高能源使用效率

CO2排放水平與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系，其中第二產(chǎn)業(yè)是中國(guó)能源CO2排放總量增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿��；仡欀袊?guó)2001—2020年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和CO2排放總量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，第二產(chǎn)業(yè)比重與CO2排放總量之間存在著穩(wěn)定的正相關(guān)關(guān)系，2001—2012年CO2排放總量增速跟隨GDP增長(zhǎng)率處于高位運(yùn)行，2013年第三產(chǎn)業(yè)占比超過(guò)第二產(chǎn)業(yè)，CO2排放總量增速則下一臺(tái)階運(yùn)行。因此，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低第二產(chǎn)業(yè)比重，提高第三產(chǎn)業(yè)比重，能夠有效地降低CO2排放強(qiáng)度：①促進(jìn)資金密集型和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)能源強(qiáng)度低、科技附加值含量高的行業(yè)快速發(fā)展；②限制高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，禁止高耗能高污染項(xiàng)目的建設(shè)；③大力發(fā)展生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，降低CO2排放。中國(guó)應(yīng)不斷提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量，弱化GDP增速目標(biāo)，注重優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加大第三產(chǎn)業(yè)的比重，適當(dāng)縮減或抑制能源需求大、CO2排放強(qiáng)度高的產(chǎn)業(yè)，從根本上減少CO2排放。

科學(xué)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步是中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的推動(dòng)力，能源技術(shù)的革新和進(jìn)步會(huì)直接影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、能源價(jià)格。能源領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步主要表現(xiàn)在節(jié)能降耗和提質(zhì)增效，比如發(fā)展大容量、高參數(shù)的燃煤發(fā)電機(jī)組，不僅能提高能源利用效率，同時(shí)也能減少單位GDP的CO2排放強(qiáng)度。

5.2 優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，無(wú)（低）碳能源替代高碳能源

優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，降低化石能源消費(fèi)比重，提高風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、水電和核電等無(wú)碳能源消費(fèi)比重，將對(duì)CO2減排效果帶來(lái)直接、顯著的影響。中國(guó)具備技術(shù)可開發(fā)的風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、水電的總裝機(jī)容量可達(dá)68×108kW，折合33.7×108tec。通過(guò)政策引導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和技術(shù)迭代，目前風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源已經(jīng)實(shí)現(xiàn)或接近平價(jià)上網(wǎng)。隨著儲(chǔ)能技術(shù)的不斷完善，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、水電等可再生能源在終端能源消費(fèi)中的比重將不斷上升，預(yù)計(jì)到2060年將超過(guò)60%，無(wú)（低）碳能源成為CO2減排的中堅(jiān)力量。

5.3 CCUS技術(shù)助力“碳中和”

預(yù)計(jì)到2060年，化石能源仍將占據(jù)中國(guó)能源消費(fèi)30%左右的份額，CCUS將是實(shí)現(xiàn)化石能源凈零排放的必要技術(shù)選擇，加快CCUS技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化，將是建設(shè)碳中和社會(huì)的重要技術(shù)準(zhǔn)備�，F(xiàn)有技術(shù)條件下，CCUS的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)主要集中在以下2點(diǎn)：①CCUS的高成本和高能耗。CCUS將產(chǎn)生額外的資本投入和運(yùn)行維護(hù)成本，其中碳捕集環(huán)節(jié)的成本約占總成本的70%以上，甚至可達(dá)到90%左右。根據(jù)《中國(guó)二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）報(bào)告（2019）》，以燃煤發(fā)電廠低濃度CCS示范項(xiàng)目為例，CO2捕集成本為300～900元/t；同時(shí)CCS技術(shù)要增加10%～20%的能源消耗，大大降低能源利用效率，阻礙了CCS技術(shù)的推廣和應(yīng)用。②CO2封存的安全性。大規(guī)模的CO2埋存一般依靠地質(zhì)地層的壓力維持其液體狀態(tài)，維持埋存環(huán)境的密閉性至關(guān)重要，目前CO2封存的防泄漏技術(shù)尚不成熟，CO2埋存尚存在安全隱患。

目前，CCS技術(shù)尚處于初級(jí)階段，相關(guān)的政策環(huán)境應(yīng)促進(jìn)其健康發(fā)展，建議政府給予財(cái)政、資金和稅收方面的支持，逐步推進(jìn)CCS項(xiàng)目商業(yè)化發(fā)展。根據(jù)國(guó)家能源集團(tuán)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用CCS技術(shù)的燃煤電廠技術(shù)改造，相對(duì)于現(xiàn)有天然氣發(fā)電或風(fēng)電具有一定的成本優(yōu)勢(shì)，若考慮技術(shù)進(jìn)步、系統(tǒng)優(yōu)化和激勵(lì)政策等因素，CCS改造的成本將大幅度下降。

5.4 碳匯

碳匯是應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)“碳中和”的主要途徑。陸地碳匯一般通過(guò)綠色植物的光合作用吸收大氣圈的CO2，被稱為“綠碳”，占全球每年CO2排放總量的70%～80%，每年可吸收CO2約7.3×1011t；海洋碳匯是利用海洋活動(dòng)及海洋生物吸收大氣圈的CO2，被稱為“藍(lán)碳”，占全球每年CO2排放總量的20%～30%。

陸地碳匯是中國(guó)最主要的碳匯，2010—2016年中國(guó)陸地碳匯占同時(shí)期人為CO2排放的45%。有研究表明，1949—2018年中國(guó)森林資源碳匯總體上呈現(xiàn)先降低再逐步增加的態(tài)勢(shì)，1977—1981年為最低點(diǎn)，而后逐年增加，1989年以來(lái)年均碳匯進(jìn)入高速增長(zhǎng)期，平均每年增加碳匯6.05×108tCO2。預(yù)計(jì)2030年中國(guó)森林覆蓋率將從2018年的23%提高至25%，森林蓄積量從2018年的176×108m3提高至210×108m3，累計(jì)新增吸收CO2約73×108t。另外，我國(guó)海洋的碳匯能力不強(qiáng)，每年不超過(guò)3.06×108～3.42×108tCO2。

預(yù)計(jì)到2030年，中國(guó)年均碳匯將超過(guò)同時(shí)期人為CO2排放的50%以上，2060年中國(guó)碳匯能力可達(dá)60×108tCO2。

5.5 利用政策工具，積極落實(shí)“碳達(dá)峰、碳中和”規(guī)劃和行動(dòng)方案

2020年中國(guó)政府密集出臺(tái)CO2減排政策，如“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要的環(huán)境發(fā)展目標(biāo)，以及2030年碳排放達(dá)峰和2060年碳排放中和的目標(biāo)，這些政策約束性因素將會(huì)深刻影響中國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度調(diào)整進(jìn)程。充分利用政策工具，建立健全CO2排放交易機(jī)制，建立符合中國(guó)實(shí)際的碳稅制度，創(chuàng)建區(qū)域性“碳中和”發(fā)展示范區(qū)，結(jié)合節(jié)能降碳的績(jī)效考核體系，形成CO2減排倒逼機(jī)制，積極引導(dǎo)低碳生產(chǎn)和低碳生活方式，提高全民的低碳消費(fèi)意識(shí)，促進(jìn)終端消費(fèi)主體節(jié)能降碳。同時(shí)，加快落實(shí)中國(guó)能源CO2排放“碳達(dá)峰、碳中和”規(guī)劃，制定科學(xué)有效的行動(dòng)方案，細(xì)化分部門、分行業(yè)、分層次、分時(shí)段、分區(qū)域的CO2減排目標(biāo)、計(jì)劃和考核辦法，有針對(duì)性地調(diào)整、修改各類法律法規(guī)，為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)保駕護(hù)航。

 

06

結(jié)論及建議

 

6.1 結(jié)論

(1)回顧1990—2020年中國(guó)能源領(lǐng)域CO2排放情況，CO2排放總量從1990年的24.7×108t增長(zhǎng)至2020年的105.6×108t。CO2排放總量呈現(xiàn)平穩(wěn)增長(zhǎng)再躍升后高位緩慢增長(zhǎng)，整體走勢(shì)與GDP總量、能源消費(fèi)總量基本同步，其中2001—2011年CO2排放總量出現(xiàn)快速躍升。

(2)建立中國(guó)能源CO2排放預(yù)測(cè)模型和公式，引入GDP總量、能源強(qiáng)度和能源CO2排放結(jié)構(gòu)等3個(gè)變量，設(shè)定9種情景，并計(jì)算得出各種情景下“碳達(dá)峰”時(shí)間及2060年CO2減排水平：中國(guó)能源領(lǐng)域均能順利兌現(xiàn)“碳達(dá)峰”承諾；“碳中和”需要依靠CCS和碳匯等措施，其中CCS技術(shù)的貢獻(xiàn)度為6.5%～55.1%。比較發(fā)現(xiàn)，情景7是比較合適的發(fā)展模式，即單位GDP能耗每5年分別下降15%，無(wú)碳能源占比年均分別增長(zhǎng)1.2%；2030年單位GDP碳排放強(qiáng)度比2005年下降67.6%～72.9%，超額實(shí)現(xiàn)降低65%的碳排放強(qiáng)度目標(biāo)。

(3)展望中國(guó)能源領(lǐng)域CO2減排路徑，通過(guò)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高能源使用效率；通過(guò)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，發(fā)展無(wú)（低）碳可再生能源替代高碳化石能源；發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)并建立基本的碳匯；通過(guò)CCS等技術(shù)手段解決剩余的碳排放，助力“碳中和”。其中，節(jié)能降耗和無(wú)碳能源替代將是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的最優(yōu)路徑，而綠化造林是中國(guó)最有效、最經(jīng)濟(jì)的CO2減排路徑。

6.2 建議

(1)加強(qiáng)戰(zhàn)略思維，保證能源安全。中國(guó)能源的CO2減排政策要結(jié)合實(shí)際，從中國(guó)國(guó)情出發(fā)，重新認(rèn)識(shí)中國(guó)的能源資源稟賦，豐富的非化石能源資源是中國(guó)能源資源稟賦的重要組成部分，減少石油、天然氣等化石能源的對(duì)外依存度，助力保障中國(guó)能源安全。

(2)建立倒逼機(jī)制，助力綠色轉(zhuǎn)型。充分認(rèn)識(shí)“碳達(dá)峰、碳中和”是一場(chǎng)極其深刻、廣泛的綠色工業(yè)革命，將“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)全面融入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域。踐行“綠水青山就是金山銀山”發(fā)展理念，推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，建設(shè)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化，積極尋求更具可持續(xù)性、包容性和韌性的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系，建立清潔、低碳、高效、安全的現(xiàn)代化能源生產(chǎn)和消費(fèi)體系。

(3)強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，支持無(wú)（低）碳能源核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、創(chuàng)新、應(yīng)用示范與推廣，提升能源產(chǎn)業(yè)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。加大對(duì)新能源技術(shù)研發(fā)的投入，建設(shè)國(guó)家科技創(chuàng)新平臺(tái)，布局前瞻性、戰(zhàn)略性的無(wú)碳排放技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新項(xiàng)目，促進(jìn)無(wú)碳技術(shù)發(fā)展和規(guī)�；瘧�(yīng)用。

(4)強(qiáng)化政策導(dǎo)向，完善市場(chǎng)機(jī)制。從國(guó)家戰(zhàn)略層面、核心技術(shù)研發(fā)投入、財(cái)政補(bǔ)貼、碳稅征收等方面支持無(wú)碳能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展；建立完備的CO2排放交易機(jī)制和價(jià)格形成機(jī)制，完善市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，促進(jìn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化。

(5)加強(qiáng)國(guó)際合作，促進(jìn)共同發(fā)展。堅(jiān)持共同但有區(qū)別的責(zé)任及各自能力原則和公平原則，維護(hù)自身發(fā)展權(quán)益，同時(shí)彰顯大國(guó)責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。積極履行《巴黎協(xié)定》，加強(qiáng)應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)際合作，參與和引導(dǎo)國(guó)際規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn)制定，引領(lǐng)和推動(dòng)建立公平合理、合作共贏的全球氣候治理體系。

 

作者信息

張全斌（1974—），男，浙江省寧波市人，浙江省能源集團(tuán)有限公司正高級(jí)工程師，工程管理學(xué)碩士，研究方向：能源發(fā)展規(guī)劃。
 

---

本文由《中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì)》編輯部授權(quán)轉(zhuǎn)發(fā)，如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)聯(lián)系編輯部授權(quán)！