一、全球碳中和治理的进程及中国碳中和路线图

       2021年3月，比尔·盖茨的新书《气候经济与人类未来》在中国内地出版。当世界大部分地区还在新冠肺炎疫情的泥沼中挣扎的时候，这本书重新把气候变化话题拉回到聚光灯下。新冠肺炎疫情无疑给全球经济带来了巨额的损失，而比尔·盖茨在采访中预测，在未来的一二十年里，气候变化所造成的经济损失相当于每十年暴发一次与新冠肺炎疫情相当的大流行。如果世界各大经济体仍保持目前的排放方式，那么到21世纪末，气候变暖将进一步加剧。
     全球气候治理系统从诞生演变至今已有数十载。截至目前，世界上主要碳排放经济体均承诺以《巴黎协定》的温控目标来推动碳中和。尽管承诺及执行力度有差异，但各国就制止全球变暖已达成共识。中国作为当今世界上最大的碳排放国，提出“二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”(以下简称“3060”双碳目标)，为世界碳减排注入新的活力。目前中国的碳排放主要来自五大部门，并在过去的几十年中向低碳模式转型，但距离达成1.5°C的温控目标仍有差距，尤其是中国还面临着碳排基数高、碳达峰强度大、碳中和时间短、全球碳中和对产业格局影响大等挑战。尽管如此，但因为“3060”双碳目标落地有策，政府、企业及社会各界齐心协力，所以中国一定可以抓住碳中和转型的机遇，共筑碳中和伟业。

1、碳中和的由来以及全球气候治理的进展

       科学家们历经数十年的研究表明：人类活动导致气候变化。 工业革命后，人类的经济活动向地球大气中排放了巨量的温室气 体，大气中温室气体浓度的不断攀升对地球的气候系统产生了显 著的影响。多种气候环境问题也随之而来，包括全球气温升高、 海平面上升、冰川消融、极端天气频发等。这些灾难性后果的逐 渐显现，科学家、环保人士、政治家等有识之士的振臂疾呼，推 动了世界各国环境保护意识的逐渐觉醒，让各国踏上环境治理及 碳中和之旅。

1）启动：联合国政府间气候变化专门委员会报告

      1988年，为了更深入地了解并应对气候变化，联合国环境规 划署（UNEP）和世界气象组织（WMO）共同成立了一个名为联合 国政府间气候变化专门委员会的科学家组织，专门整理、汇报有 关气候变化的科学研究成果。联合国政府间气候变化专门委员会 的一个最重要职责是，组织全世界的科学家进行关于气候变化研 究进展的讨论和评估，并向全世界的政治家、企业家、媒体和公 众发布报告结果。

        1990年，联合国政府间气候变化专门委员会第一次评估报告 出炉，首次向全世界系统性地揭示了人类在工业革命以后的温室 气体排放对地球的气候系统产生的显著影响，进而引发了更广泛的讨论和关注。这也促成了一个具有里程碑意义的国际公约—— 《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）的诞生。

       1992年，联合国大会通过了由150多个国家以及欧洲经济共 同体共同签署的这项公约。该公约的目标是，将大气中温室气体 浓度维持在一个稳定的水平，以避免人类活动对气候系统的危险 干扰。根据“共同但有区别的责任”原则，公约要求发达国家采 取具体措施限制温室气体的排放，并向发展中国家提供资金以支 付它们履行公约义务所需的费用。而发展中国家只承担提供温室 气体源与温室气体汇的国家清单的义务，不承担有法律约束力的 减排义务。

       自1995年以来，全世界每年召开一次缔约方会议，对该公约 进行讨论和修订，所有缔约方的重要首脑和相关部门的负责人都 会聚在一起，探讨人类应对气候变化的解决方案。我们所熟知的 哥本哈根气候大会和巴黎气候大会都归属于这个一年一度的大 会。

2）先行者：京都气候大会及《京都议定书》

       1997年《联合国气候变化框架公约》缔约方召开第三次气候 大会。经过艰苦谈判，与会方最终通过《京都议定书》，首次设 立了具有法律效力的温室气体强制限排额度。 这份具有里程碑意义的协议对主要发达国家在2012年前减排 温室气体的种类、减排时间表和额度等做出了具体规定。虽然发 达国家确实是碳排放大户，但是这些国家始终有着“不患寡而患不均”的心态。同时，《京都议定书》的限排指标被认为离延缓 气候变暖必需的减排指标差距很大。此外，美国、俄罗斯和日本 等国在签订该议定书后或退出或观望，让该协议逐渐名存实亡。 自1997年到2011年，全球温室气体的排放量增长了25%。 [1] 虽然2007年后的巴厘岛气候大会仍将推动《京都议定书》的 下一步计划作为目标，但各缔约方间的分歧已经产生，《京都协 议书》对于全球减排阻止气候变暖的作用已经减弱。《京都议定 书》仍然是富有雄心的尝试，世界各国和地区在此后也相继出台 了针对区域内的政策法规。

3）继任者：巴黎气候大会及《巴黎协定》

       2015年12月，在巴黎气候大会上，《巴黎协定》获得通过。 这是一份具有法律约束力的协定，并且吸取了《京都议定书》带 来的经验教训，对更多的成员具有约束力。该协定中具有法律约 束力的条款是：

     （1）各国主动提交减排目标，并至少每五年定 期评估审查目标；

     （2）发达国家有义务继续为发展中国家提供 气候资金。

       经过艰苦谈判，包括中国在内的众多国家已经向联合国提交 了自主减排承诺。以中国为例，基于《中美气候变化联合声 明》，中国代表在自主减排承诺中提出：

    （1）中国将在2030年 左右达到二氧化碳排放峰值；

    （2）计划到2030年，非化石能源 占一次能源消费比重达到20%。

      其他很多发展中国家也第一次主 动向世界提出减排承诺。《巴黎协定》第一次正式地将“把全球平均气温增幅控制在 低于2℃的水平，并向1.5℃温控目标努力，以降低气候变化风险 设定为全世界减缓气候变化工作的目标”。这是一项跨越国界的 长期合作，也标志着人类向低碳世界转型。

4）碳中和：零碳和控温目标

       《巴黎协定》中1.5℃的温控目标需要全世界在30年左右的 时间内，将温室气体排放量从现在约400亿吨净二氧化碳当量于 2050年左右缩减到零排放。也就是说，届时全世界大多数国家都 要实现零排放，也就是碳中和。而如图1-1所示，《巴黎协定》 中的自主减排承诺只能减缓全球温室气体排放的上升速度，到 2050年与碳中和的目标相差甚远。这就要求缔约方在原定基础上 制订更大力度的温室气体减排计划，世界各国在气候治理这一议 题上还有很长的路要走。

5）全球碳中和行动进程及中国的承诺

      （1）碳达峰和碳中和的定义

      碳达峰是二氧化碳排放量达到峰值，这是一个时间点的概 念。这是用于考量一个碳排放组织（可以是国家或企业，也可以 是行业或者个体）在某一时间节点，二氧化碳的排放量达到峰值 且不再增长，之后则逐步降低的指标。碳中和是碳排放组织测算在一个时期内直接或间接产生的碳 排放总量，通过其他减碳行为，诸如使用绿色能源、节能减排、 植树造林等抵消自身产生的二氧化碳排放量，达到二氧化碳相 对“零排放”。目前，碳中和是阻止温室气体影响气候变化的重 要目标和方向。 为了在衡量碳达峰和碳中和目标过程中有统一的标准，使得 减排数量“可测量、可报告、可核查”，从而有效追寻碳足迹， 计算减排的实际效果并制定下一目标，世界资源研究所（WRI） 和世界可持续发展工商理事会（WBCSD）联合开发了《温室气体 核算体系：企业核算与报告标准》。目前，该体系在北美和欧洲 各国得到广泛运用，帮助政府、非政府组织和企业编制规范碳排 放清单并识别减排机会，从而达到减少温室气体排放的目的。

（2）全球碳减排进程喜忧参半

      尽管从人类开始讨论温室气体的危害以及对全球变暖的担忧 到现在已经过去几十年了，并且开了20多次全球气候大会，但实 际上全球人类活动造成的二氧化碳排放量一直在持续增长。 BCG将世界各国应对气候变化的政策进展分成三个重要的阶 段，并总结了世界各国完成各个阶段政策进展的总体情况。

       1.第一阶段：提出净零承诺 《巴黎协定》设立的1.5℃温控目标要求全世界在2050年前 后将温室气体排放量降为零。这其实就意味着，要想达到1.5℃ 温控目标，全球大多数国家在21世纪中叶必须实现碳中和，而提出净零承诺则是实现碳中和的第一步。除中国外，全球还有122 个国家提出了净零发展承诺，如美国、俄罗斯、韩国等，这些国 家覆盖了全世界约50%的温室气体排放量。

        2.第二阶段：制定减排目标和实施路径 政策进展的第二个重要阶段是，根据净零承诺制定分步的减 排目标和碳中和实施路径。达到这个阶段的国家锐减到了15个， 如德国、英国等，仅覆盖全世界少于6%的温室气体排放量。在这 个阶段，各国政府需要在净零承诺的基础上，根据国家自身的科 技、经济和社会发展情况，制定详尽且合理的发展目标和实施路 径。这也是中国政府在现阶段的主要工作之一。

       3.第三阶段：设立政策框架等保障体系 政策进展的第三个阶段是，根据减排路径设立相关的政策框 架，保障碳中和路径的执行，包括法律法规和市场机制等。全世 界仅有部分欧洲国家（如丹麦、卢森堡等）在这一阶段较为领 先，覆盖全世界温室气体排放量占比小于2%。 总体来看，相比巴黎气候大会，全世界为应对气候变化所付 出的努力又前进了一大步。然而，如何将碳中和目标分解到和经 济发展相关的各个部门，以及如何保障具体目标的实施，仍是全 球各国需要关注的问题。

（3）世界瞩目：中国的协作与担当

        现如今，中国作为全世界最大的发展中国家，在经济发展水 平不断提高的同时，气候政策也在不断调整。基于20世纪90年代最早的《联合国气候变化框架公约》，中国只承担提供温室气体 源与温室气体汇的国家清单的义务，制订并执行有关温室气体源 与温室气体汇方面的方案，而并不承担有法律约束力的减排义 务。 随着经济在2000年后的腾飞，中国温室气体排放量也不断增 长。到2009年的哥本哈根气候大会之前，中国已经成为全世界温 室气体排放量第二的国家。这也使得发达国家不断对中国施压， 要求中国承担与发达国家一样的减排责任。而那时的中国人均 GDP不及部分发达国家的1/10，全球应对气候相关的新能源和电 动车等技术也尚未成熟。

      站在发展中国家的立场上，中国并未在 那一年的气候大会上做出定量的减排承诺。但实际上，中国在此 期间已经积极面对，并在行动上准备控制温室气体的排放。2018 年，中国国务院刊发了《中国应对气候变化的政策与行动》白皮 书，阐述了气候变化对中国的影响以及中国应对气候变化的战略 和目标等。这为中国在之后全球气候治理中扮演更重要的角色奠 定了坚实的基础。 2014年，中国迈出了历史性的一步。中国国家主席习近平和 美国总统奥巴马签署了《中美气候变化联合声明》。中国首次提 出定量的减排目标。在巴黎气候大会前，中国把此目标写入了自 主减排承诺并提交给了联合国。作为发展中国家，中国也是第一 个主动承担减排责任的大国。

        2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会 上提出：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和 措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年 前实现碳中和。在2020年，中国占据了全世界约25%的二氧化碳排放，同时占据了约20%的人口和18%的GDP。中国这一明确的信 号无疑是全球应对气候变化的一剂强心针。 回顾过去，中国气候变化政策的变迁也体现了中国从发展中 国家到负责任大国的演进。

        在哥本哈根气候大会上，中国的气候 变化政策是站在发展中国家的立场上争取属于自己的发展权利。 到了2014年，中国首次提出定量的减排承诺。尽管美国、澳大利 亚等发达国家因政局的变化，应对气候变化的政策和态度有所反 复，但中国仍然在持续推进能源转型和低碳发展，并在2020年正 式提出了“3060”双碳目标。 中国的碳中和目标已定，各项政策也在逐步按照计划落实和 实施。中国在不断发展经济、提高国民生活水平的同时，依然秉 承“绿水青山就是金山银山”的原则，走可持续发展之路。作为 一个负责任的大国，中国正在应对气候变化这一跑道上为构建人 类命运共同体而不断努力。

2、中国的碳减排进程、碳中和挑战及战略意义

1）碳排放的来源

       在过去的几十年，中国经济与社会的发展呈现出令人瞩目的 活力与动力，中国温室气体排放量呈整体上升趋势。自2013年以 来，在世界各国家（地区）中，中国一直是碳排放量最大的。 2019年，中国的碳排放量占全球的26%，是位列第二的美国的两 倍；位列第三的欧盟占7.8%；位列第四的印度占6.7%。 如图1-2所示，在2013年之前，中国碳排放量年平均增长率 都维持在大约8%的水平。在2013年之后，随着经济增长放缓以及 中国整体节能减排举措的推进，碳排放量逐步进入平台期。中国 温室气体排放主要来自能源、工业、交通、建筑、农业和土地利 用五大部门。 [2] 其中，“排放大户”能源和工业部门合计贡 献了80%的碳排放量。所幸的是，2013年以后，这两个部门的碳 排放量逐步进入平台期，甚至出现了负增长。另外三大部门的碳 排放量占相对较小的比例，无大幅增长。

（1）能源

        能源部门的温室气体排放量高达全国总排放量的一半。 [3] 中国是世界上无可争议的“煤炭大国”，不仅享有丰富的煤炭资 源，生产了近乎全球一半的煤炭，而且煤炭进口量也是全球第 一。煤炭发电经济便捷，但是在使用过程中低效能、高排放的特 点也使其成为能源部门碳减排的“众矢之的”。与此同时，其他化石燃料（如石油和天然气），甚至一些再 生能源的开发和使用，也会产生碳排放。虽然与煤炭发电相比， 天然气发电产生的二氧化碳量大幅缩减，但是在燃烧和排气过程 中，其伴随甲烷的大量排出。甲烷也是温室气体的一种，其排放 后100年内的增温作用至少为二氧化碳的28倍。再如，可以当作 燃料和工业原料的生物质（biomass，指尚有生命或刚刚死去的 有机物），有着取之不尽且兼顾废物利用的优势，但是燃烧过程 中也会产生大量甲烷，同样造成碳排放。 因此，能源部门的减排，除了需要在能源结构上减少使用高 排放的燃料，在源头上减排，也需要创新碳捕获等先进能源技 术，将剩余的碳排放进行清洁处理。

（2）工业

         工业部门的温室气体排放量约占全国总排放量的1/3 [4] ， 主要来自两部分：在生产制造过程中，工厂燃烧自有化石燃料来 提供化学反应所需要的高温和能量，因此一部分温室气体排放来 自化石燃料燃烧；另一部分来自化学反应发生时本身释放的温室 气体。水泥生产就是非常典型的一个案例。水泥是混凝土中不可 或缺的一个元素，因为水泥在高温下会与水产生化学反应，结合 并粘连碎石和沙土。水泥制造对全球二氧化碳排放量的贡献就高 达5%。其中，40%来自燃烧燃料以达到化学反应所需的高温，另 外60%来自制造工艺本身——从石灰岩到石灰的煅烧过程中会释 放大量二氧化碳。 [5]中国的制造业不仅是本国经济发展的基石，还是世界各地现 代工业产品的主要供给源。对这些产品巨大的需求，以及部分工 业生产过程中低效的能耗，导致工业部门的碳排放量居高不下。

（3）交通

        交通部门的温室气体排放量来自国内航空、公路、铁路运输 等化石燃料燃烧，约占全国总排放量的7%。 [6] 在过去20年 间，随着中国经济高速发展，城镇化进程的演变，交通运输业的 碳排放量也翻了一番。 公安部交通管理局数据显示，截至2021年5月，全国机动车 保有量达到3.8亿辆，驾驶人达4.65亿人，2021年一季度新注册 登记机动车996万辆，创同期历史新高。庞大的中国汽车市场仍 在持续增长，这势必给交通运输部门实现节能减排目标带来挑 战。 除了抑制汽车普及造成的碳排放，交通部门的其他领域（长 途公路运输、船运、航运等）也需要积极寻求碳中和的解决方 案，比如探索氢能和生物质等燃料的应用。

（4）建筑

        建筑部门的温室气体排放量约占全国总排放量的5% ， 主要来自商用建筑和住宅的燃料燃烧，例如燃烧柴火或者煤炭取 暖、煮饭时产生的二氧化碳。另外，有一些建筑设备在使用过程 中也会产生碳排放，比如，空调制冷时泄漏的氢氟碳化物将比二 氧化碳制造出更大的温室效应。有别于上述建筑直接排放，建筑使用过程中产生的能耗（比 如家用电器耗电、灶台耗天然气或煤气），由于是间接排放，所 以严格意义上讲，在本章的相关数据中，间接排放计入能源部 门。建筑的直接排放大约为间接排放的一半。

（5）农业和土地利用

       农业和土地利用部门的温室气体排放量约占全国总排放量的 5% ，主要来自农业、畜牧业、垃圾处理，以及土地利用、 土地利用变化及森林的温室气体排放或移除。 农业化肥的发明和使用能够大幅度提高作物产量，改善农产 品质量，但是农业化肥对环境破坏的威力也不容小觑。以化肥中 最常见的氮肥为例，其在制造和施用的过程中都会产生大量的温 室气体一氧化二氮。与二氧化碳相比，一氧化二氮影响气候变暖 的能力高出300倍。 畜牧业产生的温室效应也不容忽视，猪、牛、羊的饲养过程 中会产生大量温室气体排放。此外，动物饲料生产需要消耗化 肥、燃料，大规模养殖需要能源供给照明、温控、自动投喂，这 些都间接增加了二氧化碳的排放量。 还有一部分土地利用的排放来自树木的减少。树木本身对二 氧化碳有吸收作用，大量砍伐树木不仅减少了自然碳吸收的途 径，而且使得土壤释放二氧化碳的量有所增加，从而加重温室效应。

2）中国实现“3060”双碳目标任重而道远

        2021年是我国走向碳中和的元年。“3060”双碳目标展现了 我国积极应对全球气候变化的责任担当，进一步提升了我国全球 气候治理话语权和影响力，并在国际上树立了发展中国家减排 的 “ 中 国 样 板 ” 。 然 而 ， 我 们 也 需 要 认 识 到 ， 中 国 实 现“3060”双碳目标的任务异常艰巨。

（1）碳达峰强度大、压力大

        大多发达国家的碳达峰是在发展过程中，由于经济增速放 缓、城市化率趋饱和、产业结构变化、能源结构变化自然形成 的。如图1-3所示，我国实现碳达峰的目标与领先国家实现碳达 峰时的静态指标仍有差距 [9] ，需要在推进发展的同时实现快 速减排，难度史无前例。

（2）碳中和时间短、力度大

       发达国家从碳达峰到碳中和，需要40～60年的过渡期。如图 1-4所示，我国作为最大的发展中国家，承诺实现从碳达峰到碳 中和力争在30年左右完成，并将达成全球最高的温室气体排放降 幅 [10] ，即130亿吨二氧化碳当量 [11] ，是美国的近2倍。一 方面，减排时间窗口迅速收窄，所面临的能源和产业转型任务更 加紧迫；另一方面，实现碳中和是中国与发达国家在技术创新领 域的竞速赛跑，中国需在短时间内转化基础研究成果，并在突 破“卡脖子”的关键核心技术上攻坚克难。

（3）全球碳中和对产业格局的冲击强、影响大

         放眼全球，碳关税蓄势待发，覆盖石油精炼产品、钢材、化 工产品、金属、纸制品等多个能源密集型产业，全球将迎来低碳 技术“大考”。以钢材行业为例，我国采用的高炉—转炉长流程 炼钢工艺更是导致出口产品的碳含量居高不下，为此或将付出相 当于17%出口额的碳关税增加额外成本（见图 1-5）；而受益于低碳炼钢工艺，美国和土耳其出口产品的碳含 量仅为中国出口产品碳含量的50%左右 [14] 。采用低碳技术的 国家将变相获得成本优势，抢夺中国在欧盟的市场份额。

3、中国实现碳中和的路线图

       碳中和是人类如今面临的最大挑战之一，关乎着我们赖以生 存的地球家园的存亡。达成碳中和目标的任务非常艰巨，需要政 府和社会各界协同合作，高瞻远瞩且缜密细致地制订各种切实可 行的行动计划，对于面临的挑战和需要的投入有一定程度的预 测，并且清楚了解首选和备选途径的利弊，以此来做好行前准 备。

1）1.5℃路径势在必行

      碳中和的历程必然错综复杂、充满变数。因此，如图1-9所 示，我们尝试通过测算不同情景下中国的温室气体减排趋势，从 而评估各条路径的“路况”和优劣。如果延续现有计划的减排举 措、政策框架以及可预见的技术路径发展（称为“基准情 景”），不去做额外的减排努力，那么到2050年，中国的温室气 体排放相较现状只能达到10%～20%的降幅，这与达成《巴黎协 定》的升温控制以及中国承诺的碳中和目标还有巨大差距。 因此，我们认为，即刻起贯彻1.5℃路径是中国在2060年前 实现碳中和目标的必由之路。按照这一路径，中国应力争在2050 年前实现75%～85%的温室气体减排，从而有望在2060年前达标。 在这一过程中，我们需要在当前计划的基础上推行更加积极的减 碳举措，并努力突破现行技术与社会认知边界。与此同时，我们也不能忽视对2℃路径的制定，因为在各种 经济、技术和政治的不确定性因素导致1.5℃路径无法实现的情 况下，2℃路径也是一套可行备用方案，同样能够促使我们推进 改革，取得实质性减碳成果。

2）脱碳减排举措的四大类别

      随着技术的不断提升，各个行业脱碳减排的举措不胜枚举。 在此，我们将中国的脱碳减排举措大致归纳为能源结构转型、模 式升级、能效提升、碳捕获与储存技术四大类。

（1）能源结构转型：以可再生能源、核能等清洁能源 替代煤炭、天然气、石油等化石燃料

        在中国能源结构中，煤炭的使用比率高达60%。丰富的煤矿 资源使得煤炭供能的成本较为低廉。正是煤炭的普遍应用和煤矿 的大量兴建助力了过去几十年中国经济的腾飞，也将继续支撑接 下来中国经济发展的需求。在20世纪，欧美国家的能源结构经历 了由煤炭到油气再到新能源的逐步转型。由于中国石油与天然气 的供应需要大量依赖进口，而且油气供能的碳排放与煤炭相比并 无根本减少，中国能源结构“净化”最主要的方式还将是煤炭与 非化石燃料（包括风能、太阳能、核能等清洁能源）之间的互相 补充、逐步转换。在1.5℃路径下，我们需要力争在2050年使包 括煤炭在内的化石燃料供能占整体能源结构比重降到25%～30%。 能源结构转型的具体举措包括大力发展海上和陆上风能技 术、光伏太阳能以及大坝和川流式水力发电，挖潜海洋潮汐能和 波浪能，汽车的电动化以及通过厌氧消化工农、市政、动物废弃 物生成沼气等。

（2）模式升级：通过改变现有设备、工艺的运作模 式，采用创新工艺流程、先进能源技术等，推动节能减排

        在工业部门中，流程创新是推动1.5℃减排目标的重要抓 手，比如钢铁领域的短流程炼钢与节能技术改造、化工领域的甲 醇制烯烃技术作用显著。在能源部门中，储能技术的不断提升预 示着能源企业优化供能模式的潜力。比如，中国电网企业与研究机构正在推动电化学储能等方面的研究和规模应用，致力于为发 电侧能源转型做好充分准备。

（3）能效提升：提升能源效率，在工业、交通、建筑 等领域的意义尤为明显

        工业部门的具体措施包括：采取节能的压缩空气生成设备、 通风设备、照明设备和压缩机等工业设备，通过数字化来实现工 艺热节省和机械能节省以及低温余热和吸收式热转换器的热回 收。交通部门在尚未替换燃油车的阶段，需要有效降低燃油车能 耗。建筑部门可通过改造既有建筑的管网和建筑结构来减少供暖 过程中的能量损耗，同时充分推广太阳能供暖。

（4）碳捕获与储存技术

        碳捕获与储存技术（CCS）指的是将大型发电厂、钢铁厂、 化工厂等排放源产生的二氧化碳在排放到大气之前收集起来，并 用各种方法储存的一种技术。碳捕获与储存技术包括二氧化碳捕 集、运输以及封存三个环节，该技术可以使单位发电碳排放量减 少85%～90%。 碳捕获与储存技术需要在利用化石能源发电的企业以及生产 流程中产生碳排放的工业企业中广泛推广，以最大程度地吸收碳 排放。在碳运输和储存方面，能源和化工企业可以采用化学链燃 烧和氧燃料燃烧，经在岸、离岸和船舶管道运输，采用在岸、离 岸和枯竭油气储层存留等措施。在利用捕获到的碳方面，传统依 靠化石燃料供能的企业可直接将二氧化碳制成干冰，或当作甲 醇、尿素、乙烯等化学品及海藻生物质能、液态化石燃料的原料。此外，碳纳米管、有机溶剂细菌和炭黑等新兴利用方式也在 考虑之列。 以上四类举措将相辅相成，推动碳中和进程，最后达到终 点。如图1-10所示，以2℃情景减排为例，能源结构转型的减碳 影响最为显著，将贡献约71%的温室气体减排，主要由能源部门 的清洁能源发电、交通部门的电动化转型带动。模式升级次之， 约占温室气体减排贡献的16%，其中工艺流程创新、可持续农业 相关举措（沼气工程、推进有机肥等）贡献主要份额。碳捕获与 储存技术对减排的贡献同样不可小觑，在化石燃料无法完全清退 的情况下，碳捕获与储存技术势必推行。

       为实现1.5℃路径下的减排目标，中国还需要做好投入大量 资金的准备。如图1-11所示，我们估测，截止到2050年完成各项举措所需累计投资为90万亿～100万亿元，约占2020—2050年累 计GDP的2%。基于图1-11所示数据，我们可以看到交通部门所需 投资最大，主要包括交通工具的电动化以及航空燃料的清 洁转型。能源部门次之，主要由可再生能源、核能发电以及碳捕 获与储存技术的研发与应用拓展驱动。除此以外，工业部门的工 艺流程创新、建筑部门的热泵技术、农业和土地利用部门的垃圾 焚烧处理也将占据较大的投资份额。

3）五大部门的碳减排策略

        在碳中和目标的指引下，五大部门需要共同努力，开启低碳 转型。为了实现1.5℃路径下温室气体减排目标，五大部门需要 各自达成60%～105%的减排幅度，部分部门甚至接近零排放级 别。如图1-12所示，我们对五大部门的减排目标、关键抓手及支 柱进行了总结。

（1）能源部门

        如图1-13所示，至2050年，能源部门在基准情景下碳排放量 与2020年相比变化不大，仅能实现停止增长并轻微下降。为实现 1.5℃的温控目标，须采取更积极的举措，力争实现65%～70%的 减排。能源部门减排技术革新的首要重点便是更加积极地推动发 电侧能源转型，预计2050年扩大可再生能源（包括风能、电能、 生物质能）与核能的发电比例将成为减排举措中的“主力军”， 可贡献约30%及23%的减排。

        同时，研发启用先进的能源技术（包 括化石燃料淘汰、先进能源技术）也将异军突起，贡献7.4%的减 排。值得指出的是，这些技术的推广应用也需要与时俱进的管理 体系来做支撑：建设更灵活的电力系统，推进能源系统市场化改 革，并且落实启动碳排放权交易的运作。

①.可再生能源

       可再生能源的发展与利用是能源部门碳中和之路上的重要一 环。中国的光伏和风力发电技术已经相当成熟，装机容量已达到 了世界第一。近十年来，中国太阳能和风能发电的成本已经分别 下降80%和60% ，与传统能源电力相比已极具竞争力，逐步 接近平价上网。

     然而，可再生能源的推进不无挑战。例如，中国风能发电的 弃风（指由于电网接纳能力不足等，风机的发电量低于其实际可 发电的能力）情况非常严重，造成了巨大的经济和能源损失。 2016年，中国的弃风电量达到了497亿千瓦时，如果这些弃风用 来替换煤炭，那么中国的二氧化碳排放量将减少4200万吨，相当 于2016年全国碳排放量的4.5%。另外，政府扶持政策在成 功带领行业起步之后，也需要调整并引导行业进一步自主发展， 逐渐减少补贴。面对这些挑战，中国的光伏和风能企业需在扩大生产规模的过程中加速运用新技术，提升效能，创新商业模式， 使得清洁电力成为普惠能源。

②.核能

      核能因其低污染、省燃料等优势成为绿色能源转型中另一种 尚需大力开发的清洁能源。中国在核能发电上取得一定成绩，但 核能发电也有其“致命的软肋”，亟须用技术手段来克服。核电 生产对安全运营的高标准以及对放射性废料处理的高要求，都增 加了核能发电的成本。另外，面对日益增长的核电需求，核电生 产的主要燃料铀的供应也需补上缺口，因此，铀矿勘查技术的研 发和大型基地的建设都将成为加速核电发展的重要支撑。

③.先进能源技术

      先进能源技术也需要在这场能源绿色革命中大显身手。虽然 清洁能源会部分替代化石燃料，但是即使在1.5℃路径下，2050 年中国的能源结构中依然会有25%～30%为化石燃料。对于这部分 燃料燃烧产生的碳排放，我们就需要用碳捕获与储存技术来进行 处理。 先进能源技术尚未付诸更多应用的最主要障碍来自高昂的成 本。不过，各国科研者始终在钻研寻找技术突破点以求降低成 本，并且为封存起来的碳找到二次利用的机会。自2007年以来， 我国科技部将碳捕获与储存技术作为控制温室气体排放的技术重 点列入专项行动。2007年，中国政府与欧盟启动了“中欧碳捕获 与封存合作行动”，共同钻研该项技术，并已经在部分国有能源 企业开始了试点项目。

④.基础设施

       基础设施更新与建设也是能源部门减排的关键。现阶段，中 国电力系统的灵活性尚不足以支撑新能源电力的整合与纳入，在 调节负荷峰谷差、地区间电网互联互济等方面还需更加“智 能”。中国电网企业与研究机构正积极推动特高压输电技术 （UHV）、电化学储能等方面的研究和规模应用，为发电侧能源 转型做准备。

⑤.能源管理与市场机制

     为了让不断发展、日益精进的能源技术得到切实的应用，能 源系统也需要更加与时俱进的管理与市场机制来引导与支撑这次 绿色转型。政府与企业应携手推动能源系统市场化改革，在技术 开发、生产加工、引导能源消费等环节，构建公平竞争的市场环 境，鼓励创新突破。在能源定价上，更进一步真实反映成本的市 场化定价势在必行。政府除了在政策调控、维护安全、监督管理 层面主导，也应在提高能源公共服务上发挥作用。 毋庸置疑，能源系统的改革也会面临阵痛。首先，中国能源 产业“主力军”煤炭产业的“去煤化”进程势在必行。如何平衡 来自经济发展需求和人员就业转型的压力，则是需要政府和社会 共同应对的挑战。其次，更为市场化的能源定价也意味着交叉补 贴的减少。虽然长远来看这是还原电力商品属性的必由之路，但 是短期内必将对部分企业以及终端用户形成冲击。为了降低市场 动荡的风险，改革的步伐也需循序渐进。最后，为了加速清洁能 源对煤炭的替换，中国必须努力探索适合本国国情的碳定价机 制，如碳交易与碳税。煤炭发电价低的重要原因是，煤炭污染环境造成的高昂社会和经济成本并未被计入在内。因此，基于“谁 污染谁付费”的原则，需要排放温室气体的企业必须购买碳排放 权。

（2）工业部门

      得益于现有的产业升级与能效提升，在基准情景下，工业部 门预计于2050年实现45%～50%的减排。与此同时，工业设备效率 的提升（如先进熔炉、高效电机）将继续有效推动进一步的脱碳 进程，承担1.5℃路径下约6%的减排。但是仅仅依靠淘汰产能、 更换设备、优化燃料等现行措施，工业部门离1.5℃路径要求的 80%～85%的减排目标尚有距离。 如图1-14所示，要达到这个目标，首先需要更积极全面地实 现工业自有发电、产热脱碳、工艺流程创新，进一步精益运营、 鼓励创新，争取相较2050年基准情景下的碳排放再减少约54%。 与此同时，政府对于工业部门的管理、引导和规划也需要以助力 工业企业节能减排为目标，进一步完善和推动节能减排标准，提 升能源综合管理服务，推动生态工业园区建设等。

（3）交通部门

       因汽车保有量与出行需求的持续上升，在基准情景下，交通 部门2050年排放量将上升约30%。如果不采取积极措施，这将与 1.5℃路径下减排约70%的方向“背道而驰”。如图1-15所示，对 于交通部门来说，交通运载工具的电动化转型是最为本质、贡献 最大的减排举措。当下已大幅启动的公共交通电动化以及迅猛发 展的乘用车与商用车电动化，2050年，有望肩负交通部门减排贡 献的54%。与能源、工业部门类似，交通领域的电动化转型离不 开政府的支持、技术的升级与基建的扩张。同时，由于电池的续 航能力有限，在解决航空、船舶、铁路等长途运输和交通方面， 交通部门还需探寻电动化之外其他储能较高的清洁能源。其中最 具研发潜力的是氢燃料——充分推进氢燃料的使用，可帮助交通 部门减排约14%。值得注意的是，新能源汽车的推广需伴随发电 领域清洁能源替代，只有这样，才能从根本上降低全国整体的碳 排放。图1-15汇总了这些措施减排潜力的估算。

（4）建筑部门

        中国城镇化的步伐不断加快，从建筑部门减排的角度来看减 排前景不容乐观。在基准情景下，建筑部门2050年的排放量非但 不会下降，反而会增长10%～15%。若要达到1.5℃情景下的减排 目标，建筑部门需实现零排放。 在建筑部门的减排举措中，推进较快且立竿见影的当属建筑 节能改造（如热力管网改造、加强墙体隔热）和取暖的脱碳化 （如推进电能、工业低品位余热代替燃煤供暖）。这两项举措在 中国已经开始推行，但要实现1.5℃路径，则需进一步加强执行 的力度与广度，并提升相关企业和规划单位节能改造、清洁取暖 顶层设计的硬实力。同时，热泵技术的突破与应用、太阳能热水 器和炊具电气化的普及也同样至关重要。如图1-16所示，我们展 示了建筑部门达成1.5℃温控目标的路径。

（5）农业和土地利用部门

      农业和土地利用部门减排与其他部门相比起步稍晚。在基准 情景下，2050年的碳排放量预期比2020年增长约12%；而在1.5℃ 路径下，减排幅度须略微超过100%，达到负排放，才能达到减排 目标。如图1-17所示，在1.5℃路径中，农业和土地利用部门 需“各尽其能” ：通过农村沼气池建设与化肥改革达到约48%的 减排量；在废物处置方面，分担约37%的减排量；通过造林工程 发掘地球“天然绿肺”的碳汇潜力。