建言“十四五”能源发展 | 中国如何实现2060年前碳中和目标？

 

落基山研究所于去年11月联合能源转型委员会发布了《中国2050：一个全面实现现代化国家的零碳图景》分析报告，全面分析了当中国到2050年发展完成现代化、成为一个中等收入发达经济体的同时，中国也可以完成全面脱碳，实现零碳转型。分析认为，中国在2050年实现零碳是经济和技术上可行的。

 

从整体经济看，2050年，零碳中国的终端能源消费量将比2016年低30%，从30亿吨标准煤下降到22亿吨标准煤；一次能源消费降低45%，从2016年的45亿吨标准煤降低到25亿吨。化石能源需求下降90%，太阳能、风能、生物质等成为主要能源。终端能源消费的下降主要靠需求减量和节能来完成。节能和提高能效在近期将仍然是经济性最高的手段。而一次能源结构的变化，主要归功于能源消费和供给端脱碳技术的部署。而分部门看，工业、交通和建筑领域均有清晰且可行的零碳转型路径。

 

在工业领域，中国钢铁行业碳排放2016年占总排放的15%，钢铁产量预计从2016年的10亿吨左右减少到2050年的4.75亿吨，这主要是由于城镇化的完成。生产结构上，短流程电炉钢将成为主流，到2050年占到总产量的70%。从技术角度看，高炉炼钢的效率还会有一定的提升，但考虑到已经达到的相当高的效率水平，进一步提高能效不太可能使每吨钢的能耗和排放降低超过15-20%左右。因此，钢铁行业要实现零排放，中国还需要将更彻底的低碳化技术应用到钢铁初级生产中，如以氢为原料的直接还原铁技术，加上CCS技术。水泥行业方面，中国的人均水泥存量和消费量已经远远高于其他国家，中国未来的水泥产量很可能会出现显著下降，这是对其建设热潮结束的回应。根据预测，中国的水泥产量将从现在的24亿吨下降到2050年的8亿吨。这将主要归功于更长的建筑使用寿命以及更高的水泥质量。此外，能效的进一步提升、过程热生产的燃料替代、部署CCS技术以及原料的替代都将为水泥行业零碳转型做贡献。具体而言，需要进一步提升水泥窑余热发电的效率，利用生物质、氢气（高温热力）和电力提供熟料生产过程中的热量，捕集水泥生产反应过程中的二氧化碳并就近封存，使用氧化镁等替代石灰石或熟料。在石化和化工行业，通过提高化肥和塑料等终端产品的利用效率、加大循环利用水平，中国2050年的初级化工产品产量与IEA的照常情景相比，可以减少30%。从生产路径看，尽管中国的化工行业还需要少部分煤炭、石油和天然气作为化工原料，工业过程用能则可基本替代掉煤炭、石油，仅用少部分天然气。电力、氢和生物质将发挥更重要的角色，其中绿氢需要成为主力燃料和原料。实现零碳化工的主要路径，包括了大力发展Power-to-X技术（即以电解水制取绿氢，再以氢气、一氧化碳和二氧化碳为原料进行的合成反应，可形成化工行业价值链中的众多主要产品），推动生物质在化工生产过程的应用以及部署CCS。当然，在采取这些颠覆性技术之前，我们必须再进一步挖掘能效提升的潜力。

 

在交通领域，尽管考虑到中国经济的持续发展且向服务业转型，中国到2050年交通活动水平还将大幅度上升3-3.5倍，交通领域特别是路面交通的脱碳非常值得期待。落基山研究所研究预计，中国届时的轻载路面交通将全面实现电气化，这主要归功于电动汽车和氢燃料电池汽车的大范围普及。另外，考虑到中国高铁的快速发展，1000公里以内的远距离交通也将较为容易实现高比例电气化（可以替代一部分短途航空出行）。航空和船舶运输脱碳较为困难，但也有现成的技术解决方案。航空领域可用生物燃料和合成燃油以及在短途航线应用电动飞机或燃料电池飞机。在船运领域通过改造现有发动机，使用氢气、氨和生物燃料。

 

与交通部门一样，由于城市化进程的进一步推进以及人们对生活水平要求的提升，在建筑领域，中国2050年的人均住宅面积和建筑服务水平都将进一步提高。但是建筑部门的脱碳仍然可以通过大规模推广热泵、改善建筑围护结构、更大范围的依靠大温差远距离（200km）输热技术利用工业余热。到2050年，中国的建筑部门将实现75%的电气化率。

 

总体来讲，消费侧脱碳成本预估不会超过GDP的1%，对消费者最终产品（如汽车、房子）的价格影响更小。 本`文@内-容-来-自；中^国_碳0排0放^交-易=网 ta n pa i fa ng . co m