碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革。我國要實現雙碳戰略目標，需要精準研判未來碳排放趨勢，做好頂層設計并提出實現路徑與路線圖，最終實現經濟、能源、環境、氣候共贏。

　　中國工程院院刊《Engineering》2021年第12期刊發“碳達峰、碳中和戰略及路徑”項目研究團隊的《碳中和背景下中國碳達峰路徑分析》一文。文章在充分考慮中國經濟社會發展、技術可達性、措施可行性等因素下，通過反復優化和論證，提出碳中和目標下中國碳達峰的路徑及舉措。

　　一、引言

　　氣候變化是當今人類發展所面臨的最大非傳統安全挑戰，減少溫室氣體排放以應對氣候變化已成為全球共識。中國是全球第二大經濟體，同時也是全球能源消費和碳排放大國，在全球氣候治理中發揮著重要的建設性作用。目前，全球已經有50多個國家實現碳達峰。其中，美國于2007年實現碳達峰;歐盟各成員國碳達峰時間不一，整體于1990年實現碳達峰;日本于2013年實現碳達峰。此外，全球已有130多個國家和地區提出“零碳”或“碳中和”氣候目標。以美國、歐盟、日本為代表的發達國家和地區提出擬在2050年前實現碳中和。以英國、瑞典為代表的6個國家已將碳中和列入實質性立法。

　　與歐美等發達國家和地區不同的是，中國目前仍處在碳排放上升階段，尚未實現碳達峰。因此，本文在充分考慮中國經濟社會發展、技術可達性、措施可行性等因素下，通過反復優化和論證，提出碳中和目標下中國碳達峰的路徑及舉措。

　　二、中國“雙碳”目標的內涵及認識

　　中國的“雙碳”目標實質都是低碳轉型。碳達峰是以碳中和為目標的達峰，是保證經濟高質量發展同時的達峰，是產業結構優化和技術進步促進碳強度逐步降低的達峰，而不是碳排放攀高峰，更不是沖高峰。碳中和是為中國經濟社會發展開創的一條兼具成本效益、經濟效益和社會效益的新的發展路徑，與實現國家第二個百年目標同步，是實現經濟社會低碳轉型和深刻進步的里程碑。

　　實現“雙碳”目標首先需要對二者有清晰的認識：第一，“雙碳”目標將引領中國實施低碳轉型，以低碳創新推動可持續發展，實現社會文明形態逐步由工業文明步入生態文明。第二，“雙碳”目標倒逼產業結構調整，可有效抑制發展高耗能產業的沖動，同時推動戰略性新興產業、高技術產業、現代服務業進步，拉動巨量的綠色金融投資，帶來新經濟增長點和新就業機會。第三，“雙碳”目標是能源革命的兩個里程碑，將大幅推動節能和提高能效，同時大力發展非化石能源，穩步減少化石能源，構建以非化石能源為主體的新型電力體系。第四，實現“雙碳”目標，需要重新認識中國的能源資源稟賦。我國已開發的風能、太陽能資源等可再生能源，均未達到技術可開發量的1/10，能源低碳轉型的資源基礎是豐厚的。第五，中國提出的“雙碳”目標既體現了應對氣候變化的“共區原則”和基于發展階段的原則，又彰顯了一個負責任大國應對氣候變化的積極態度。第六，實現“雙碳”目標需要克服產業偏重、能源偏煤、效率偏低、對高碳發展路徑依賴慣性大等巨大困難，這有助于補齊中國發展短板、落實新發展理念。第七，實現“雙碳”目標是復雜的系統工程，是一個科學轉型過程，需要把握好節奏、積極穩妥推進，既要防止“一刀切”簡單化，又要防止轉型不力帶來落后和無效投資等問題。第八，充分認識碳匯以及碳捕集、利用與封存(CCUS)等碳移除和碳利用技術在實現碳中和中的作用，發展并利用好碳匯增長空間，在不易脫碳的工業環節，積極發展碳捕集、利用與封存。

　　三、中國二氧化碳排放趨勢及碳達峰預判

　　2020年，中國一次能源消費量為49.8億噸標煤，二氧化碳排放量(以下簡稱為“碳排放”)為100億噸左右(圖1)。1980—2020年間，中國能源消費和碳排放總體呈現三個階段：①緩坡期(1980—2001年)。能源消費和碳排放緩慢增長，能源消費年均新增0.45億噸標煤，碳排放年均新增0.98億噸。②陡坡期(2002—2013年)。能源消費和碳排放快速上升。能源消費年均新增2.18億噸標煤，碳排放年均新增4.77億噸。③趨緩期(2014—2020年)。能源消費和碳排放進入趨緩期，能源消費年均新增1.16億噸標煤，碳排放年均新增0.94億噸。

　　圖. 1980—2020年中國能源消費及碳排放變化趨勢。

　　未來10年是中國基本實現現代化的關鍵階段，工業化、城鎮化、信息化等多重發展將帶來碳排放增長剛性壓力。如圖2所示，基于行業/領域核算結果，在采取積極措施情況下，中國能源活動和工業過程的直接碳排放有望于“十五五”中后期達峰，較2020年增加5億~7億噸左右，由于行業達峰不同步，達峰后碳排放將保持3~4年的峰值平臺期。

　　圖. 基于重點行業/領域的中國能源活動和工業過程碳排放預測。

　　為確保中國實現碳達峰，需要推動不同行業/領域梯次達峰。其中，工業領域在“十四五”期間整體達峰，達峰后碳排放實現穩定下降，電力、交通、建筑領域在“十五五”期間實現達峰。需要指出的是，由于電力、石化、交通等行業/領域對能源的剛性需求在未來一段時間內仍將居高不下，“十四五”將是“控增量、促轉型”的關鍵時期。

　　四、碳中和背景下碳達峰的路徑與舉措

　　據測算，2020年電力、鋼鐵、水泥、有色金屬、石油化工、煤化工，以及交通、建筑領域的碳排放占比較大，合計約占90%以上。因此，應將電力、鋼鐵、水泥、有色金屬、石油化工、煤化工6個行業，以及交通、建筑兩個領域確定為重點行業/領域，并采取不同的路徑及策略促進目標達成。

　　(一)構建高效低碳循環工業體系，推進工業領域節能降耗

　　2020年，工業領域能源活動碳排放高達37億噸，通過努力，碳排放有望在“十四五”期間達峰。為實現這一目標，工業領域的工作重點在于構建高效低碳循環工業體系，具體舉措包括：①堅決遏制“兩高”項目盲目擴張。新建項目除“以熱定電”燃煤熱電廠外，原則上禁止配套自備燃煤電廠。將傳統煤化工、煉油行業納入產能置換管理，大力淘汰落后產能，控制高耗能低附加值產品出口規模，原則上不再審批未納入國家規劃的現代煤化工項目。②大力推進工業領域節能降耗。嚴控鋼鐵、水泥、電解鋁、石化、化工、煤化工等重點行業單位能耗限額標準。力爭到2025年，主要工業產品單位能耗達到世界先進水平。③加快構建低碳循環工業體系。全面強化物料循環回收利用體系建設，加大廢鋼資源回收利用力度，提升廢鋁資源保級利用水平，提高水泥行業綜合利用生活垃圾、電石渣、粉煤灰等固體廢物和原料燃料的替代比例。

　　(二)嚴格控制化石能源消費，加快推進能源結構轉型

　　2020年中國煤炭消費量為40億噸，化石能源(煤炭、石油、天然氣)消費是碳排放的主體。為實現碳達峰，亟需煤炭消費量率先下降，“十四五”期間基本不增，2025年控制在40億噸以內，“十五五”期間穩定下降到38億噸以內;石油消費量力爭在“十五五”期間達峰，峰值控制在7.3億噸左右;天然氣消費量力爭在2035—2040年達峰，峰值控制在6500億立方米左右。具體舉措包括：①加快推進能源結構低碳化進程。非化石能源消費占比達到26%以上。②繼續堅持大氣污染防治重點區域煤炭消費總量控制。落實地方政府控煤責任，“十四五”期間京津冀及周邊地區、長三角區域煤炭消費量下降10%以上，汾渭平原實現煤炭消費量負增長。③堅持推進終端用煤的清潔能源替代。擴大北方地區清潔取暖范圍，2025年清潔取暖比例達到80%;推動燃氣或電爐替代燃煤工業爐窯。④落實重點用煤行業碳達峰、碳中和目標任務。推動“十四五”期間實現鋼鐵、有色金屬、傳統煤化工等行業用煤量下降。

　　(三)構建電力體系新格局，推動電源結構轉型

　　電力是中國碳排放最大的行業。在確保電力供應安全的前提下，加快實現低碳轉型，是中國碳中和目標能否實現的最關鍵因素。電力將是未來十年能源增長的主體，增長主要集中在居民生活、信息與通信技術(ICT)產業等方面。應嚴控煤電項目，“十四五”時期嚴控煤炭消費增長;“十五五”時期逐步減少，煤炭發電量占比降至42%。著力構建以新能源為主的電力系統。具體舉措包括：①將風電、太陽能發電作為滿足電力需求增長的主體。全面提速風光電源布局，未來中國風電和太陽能發電裝機總量超過16億千瓦，新能源發電量持續提升。②加快建設新型電力系統，增強電力系統平衡調節能力。推進煤電機組靈活性改造，充分利用現有煤電機組調節能力，推進新型儲能技術研發和規模化應用，鼓勵發展促進新能源就地消納的局域電網和微電網，建立適應新能源快速發展的中國統一電力市場，健全綠色低碳電力調度機制。

　　(四)構建低碳高效交通運輸體系，持續提高電動化程度

　　機動車排放占交通碳排放的80%以上，是交通領域實現碳達峰、碳中和的關鍵。交通領域碳排放中，鐵路部門直接碳排放已經開始下降;水路部門碳排放預計在2026年及以后四年將進入平臺期;公路部門碳排放還將增長但增速放緩，力爭“十五五”期間達峰;民航部門碳排放還將保持增長。交通領域通過努力有望在2028年左右實現碳達峰。具體舉措包括：①加快提升車輛能效水平，持續更新車輛能耗準入標準。實施道路運輸車輛達標車型制度，加快高能耗老舊車輛淘汰更新。②加速清潔燃料替代。力爭新能源乘用車銷量占比提高到40%以上，新能源商用車銷量占比達到10%，推動各級政府公務用車實現100%新能源替代;適時出臺停售燃油車輛的時間表和路線圖;提升船舶和鐵路電氣化比例，提高港口岸電使用率。③進一步優化調整交通運輸結構。推動中長距離大宗貨物“公轉鐵”“公轉水”，提升鐵路貨運能力和服務水平，建設以綠色運輸方式為主的港口集疏運體系;深入推進多式聯運和城市綠色貨運配送發展。④持續構建綠色出行體系，優化公共交通結構。提高公共交通供給，加快城市群軌道交通網絡化建設，加強城市步行和自行車等非機動車交通系統建設，力爭2025年年底前城市綠色出行比例達到70%以上。⑤積極推進交通能源融合發展。開展交通基礎設施、交通建筑可再生能源發電潛力和能源自洽研究，推動交通基礎設施、交通建筑能源“產消者”項目實施落地。

　　(五)優化建筑用能結構，推動光儲直柔建筑發展

　　2020年建筑領域直接碳排放約為7億噸，已呈現緩慢下降趨勢。應重點推動建筑電力和熱力的低碳轉型，降低建筑領域的間接碳排放，實現建筑領域碳達峰。具體舉措包括：①以標準推動建筑節能低碳發展和用能電氣化轉型。盡快修訂建筑機電系統的標準與規范，嚴格新建建筑節能要求和用能電氣化要求;重點推進北方采暖地區既有建筑節能改造和城鎮供熱老舊管網節能安全改造。②多措并舉優化建筑用能結構。全面實現城鄉低碳供熱，推進北方城鎮集中供熱系統中的零碳熱源替代，包括核電余熱、工業余熱等;在農村地區因地制宜采用可再生能源、電力、生物質等方式替代散煤燃燒;到2025年北方地區清潔取暖率達到80%。③加速推動光儲直柔建筑發展，使建筑從能源系統的消費者轉為低碳能源系統中的“產消者”。加快出臺建筑節能與可再生能源利用通用規范，將建筑表面光伏安裝作為綠色建筑的基本要求;在城鎮地區的新建和既有建筑推進光儲直柔新型配電系統，通過柔性用電有效消納大規模風電光電;在農村大力發展以光伏為基礎的新型農村能源體系。

　　(六)發展綠色低碳循環經濟，加強固廢資源化高效利用

　　通過發展循環經濟，改善固體廢物分類資源化利用水平是實現碳減排，助力碳達峰、碳中和的重要途徑。具體舉措包括：①減少垃圾填埋、實現高比例資源化。例如，餐廚垃圾采用厭氧消化的處理工藝，可減少因填埋處置產生的碳排放，同時可回收利用甲烷等溫室氣體。②加強固廢中再生資源(如金屬)的利用。例如，鋼鐵行業通過從長流程進步到短流程可大幅降低煤炭消耗及碳排放。③加強能源轉型產生的新型固廢資源化利用，解決發展可再生能源對相關礦產資源的依賴問題。可再生能源發電涉及的風機、太陽能電池等需要大量礦產資源，如將廢棄的風機、太陽能電池進行資源循環利用，可為可再生能源的發展提供長期穩定資源供給。

　　五、結語

　　碳達峰、碳中和是基于中國國情和對人類文明進程新覺醒的目標，事關中華民族永續發展和構建人類命運共同體，是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，將深刻推動中國經濟發展和社會進步。要如期實現“雙碳”目標，需要在對“雙碳”目標正確認識和清醒判斷的基礎上，精準研判中國未來碳排放趨勢，做好頂層設計并提出實現路徑與路線圖，最終實現經濟、能源、環境、氣候共贏。

　　深思：碳纖維材料的輕量化也是碳中和目標下不可或缺的一步。智上新材研究的熱塑性碳纖維除了能夠帶來更高的性能表現，更是讓傳統碳纖維材料具備了可回收循環利用的性能，量產的CF/PEEK、CF/PPS已經在飛機上面得到應用，相信隨著技術的不斷提升，能夠幫助我國在碳中和道路上前進一大步。