碳中和目标下，我国能源如何发展？

本文来自微信公众号：Engineering （ID：engineering2015），作者：苏义脑等，原文标题：《碳中和目标下的中国能源发展战略及举措思考丨Engineering》，头图来自：视觉中国

一、引言

气候变化已成为全球性的非传统安全问题，实现“碳中和”是全球大势、时代命题，关乎全人类未来发展。目前，全球已超过137个国家提出“碳中和”目标或愿景，中国也在2020年9月做出力争实现2030年前“碳达峰”、2060年前“碳中和”的庄严承诺。 

人类活动排放的二氧化碳是温室气体主要来源，而化石能源燃烧则是人类活动排放二氧化碳的主要活动方式。2020年能源相关的二氧化碳排放约占全球二氧化碳排放总量的87%。资源禀赋与技术优势差异，决定世界各国低碳转型路径不同，但总体呈现“减煤、稳油、增气、大力发展可再生能源”的态势。中国是全球最大的能源生产国、消费国和二氧化碳排放国，近88%的二氧化碳排放来自能源系统，为实现碳中和目标，需要通过提高能效、减少煤炭使用以及大幅增加清洁能源比例等措施实现自身快速、深度转型。中国必须发挥新型举国体制优势，强化政府引导，深化体制改革，加大科技创新，加快推进能源绿色低碳转型，支撑“碳达峰、碳中和”目标如期实现。

二、中国能源消费与碳排放基本形势

中国能源消费和二氧化碳排放总量较大、单位GDP能耗偏高。据统计数据，中国能源消费总量、二氧化碳排放量分别于2009年、2005年超过美国，成为全球第一大能源消费国、第一大二氧化碳排放国。2020年一次能源消费量达到49.8亿吨标准煤、二氧化碳排放量达到99亿吨，分别占全球能源消费总量的26%和二氧化碳排放量的31%。

受产业结构偏重、能源结构偏煤、生活用能刚性增长等客观因素影响，中国单位GDP能耗较高、碳排放偏大，2020年单位GDP能耗3.4t标准煤，是全球GDP能耗平均值的1.5倍，是主要发达国家单位GDP能耗的2~4倍；单位GDP二氧化碳排放量为6.7t，是全球单位GDP二氧化碳排放量平均值的1.8倍，是主要发达国家单位GDP二氧化碳排放量的3~6倍（图1）。但是，中国历史人均累计碳排放量低于世界平均水平，远低于美国、英国、法国等发达国家。

图1. 2020年主要国家单位GDP能耗和二氧化碳排放量。

中国能源消费和二氧化碳排放逐渐进入平台期。近年来，随着中国全面深化改革、推进经济高质量发展，能源消费增速明显放缓，能源结构持续优化，煤炭消费占比由2011年的70.2%下降至2020年的56.8%，非化石能源的消费占比由8.4%上升至15.9%，二氧化碳排放也渐入平台期。据统计，2014—2020年，中国能源消费年均增长1.16亿吨标准煤、二氧化碳排放年均增长0.94亿吨，远低于2002—2013年的水平（2.18亿吨标准煤和4.77亿吨）（图2）。特别是天然气、核电、水电、风电、光伏发电等清洁能源消费占比快速上升，新增单位能源消费的二氧化碳排放已由2002—2013年的每吨标准煤产生2.18t二氧化碳，降至2014—2020年的每吨标准煤产生0.81t二氧化碳。

图2. 我国能源消费和二氧化碳排放量变化趋势。

中国能源结构绿色低碳转型发展任重而道远。推进能源绿色低碳转型发展是落实国家能源安全新战略、实现“碳中和”目标的迫切需要和重要抓手。当前，我国能源结构绿色低碳转型面临高碳能源消费占比高、碳排放强度强、化石能源资产过早搁置损失大、资源型城市转型难度大、传统能源行业人员再就业负担重以及能源技术总体滞后于能源转型目标等一系列转型难题，实现“碳达峰、碳中和”目标，与欧美发达国家相比，时间更短、任务更重，需要走中国特色能源转型发展之路。

三、碳中和目标下中国能源发展战略与举措

1. 战略思路 

立足基本国情和资源禀赋，牢固树立安全发展和“节能是第一能源”两大理念，坚持节能与提效“双轮驱动”，坚持供给与消费“两端发力”，强化顶层设计，实施节能、去碳、创新、提效、应急、支撑“六大系统工程”，加快推进能源消费结构由以煤炭为主的“一大三小”（煤炭占比大于50%，石油、天然气、新能源三者占比均小于20%）向以新能源为主的“三小一大”（煤炭、石油、天然气三者占比均小于20%，新能源占比大于50%）转型，加速构建清洁低碳、安全高效的智慧能源体系，支撑中国如期实现“碳达峰、碳中和”目标。

2. 三个阶段 

2021—2035年：化石能源渐入峰值平台 

加快推进煤炭清洁减量利用、石油稳健发展、天然气快速发展以及新能源加速发展，加大百万吨级碳捕集、利用和封存（CCUS）攻关示范与加快煤电灵活性改造，基本建成化石能源储备体系。2035年，煤、油、气和非化石能源占比分别为39.7%、15.8%、13.5%和31.0%。 

2036—2050年：非化石能源加速替代

煤炭减量利用加速，同时做好兜底保供；石油稳步减量利用；天然气规模稳步发展；加大CCUS推广应用。煤电逐渐成为灵活调峰电源。2050年，煤、石油、天然气和非化石能源占比分别为15.6%、11.7%、13.8%和58.9%。

2051—2060年：“零碳”新能源渐成主体 

高碳的煤炭、石油逐步回归原料属性，低碳的天然气成为新能源大规模利用的最佳伙伴，实现CCUS大规模商业化应用，实现氢能在难减排领域的规模应用，智慧能源系统与能源储备系统全面建成。2060年，煤、石油、天然气和非化石能源占比分别为7.1%、7.3%、12.4%和73.2%。 

3. 六大系统工程 

（1）节能工程 

强化意识节能，突出结构节能，做精技术节能，做实管理节能，推动能源消费节约高效。要加强“节能是第一能源”理念宣传，变“要我节能”为“我要节能”；加快压减高耗能产业，有序推进产业结构调整与转型升级；加大新一代数字技术、信息技术与能源行业深度融合，依靠技术创新推进行业用能效率提升；建立健全节能提效法律法规，强化政府示范，加大奖惩力度。 

（2）去碳工程 

强化减碳、用碳、替碳、埋碳四类去碳举措，推动能源行业先行“碳中和”。立足节约能源和提高能效两大抓手，大幅提升用能效率和清洁能源利用比例，实现降能耗、减碳排；坚持人工用碳与生态吸碳相结合，推进二氧化碳直接制化学品技术的应用，增强生态系统吸碳固碳能力与规模；积极推动光电、风电、水电等绿电对火电的替代，加大“绿氢”对“蓝氢”、“灰氢”的替代；发挥石油工业在埋存空间、技术与运营经验等方面的优势，大力发展CCUS等负排放技术；利用地下即将枯竭油田与气田群等，力争形成年埋存二氧化碳10亿吨级左右的能力。 

（3）创新工程 

突出颠覆性技术研发，建立基于大数据、云计算、人工智能等的风光发电与智能调控技术，大力发展安全高效的低成本氢能技术与高效率、长寿命、低成本的不同规模的先进储能技术，加快小型可控核聚变技术攻关，推动能源供应尽早实现“近零”。 

（4）提效工程 

加速推进“能”与“源”分离，让化石能源尽快回归材料属性。充分利用新一代数字化、智能化信息技术，加快构建“源网荷储一体化”协同配置、多能互补、多网融合、双向响应的智慧能源生态系统；支持和鼓励各类能源主体自主接入能源系统、双向参与能源市场交易，促进能源利用效率和服务水平大幅提升。 

（5）应急工程 

强化天然气储备，发挥天然气能源低碳转型“最佳伙伴”和可再生能源规模开发利用“稳定器”作用，储备足够的石油应急量，增强应急保障能力；保持煤炭底线储备，将煤炭作为未来中、长、远期应急保供与极端条件下的战略储备资源，保留必要比例的生产能力储备；充分利用数字化智能化技术，加快中国特色能源储备和应急保供体系建设。 

（6）支撑工程 

完善以碳市场为核心的法律法规，建立多源、多级、差异化财税支持体系；加快全国碳排放权交易市场建设，探索建立“碳市通”境内外交易体系；探索建立绿色金融改革实验区，鼓励金融机构参与碳市场交易，丰富交易品种。

四、结论

作为“碳达峰、碳中和”目标实现的关键，能源行业要准确把握世界能源转型发展大势，客观认识我国“富煤、油气不足、新能源丰富”的资源禀赋，坚定不移走中国特色的能源转型发展之路，充分发挥光电、风电、水电、智能电网等技术优势与产业优势，加快推进能源消费由以煤炭为主的“一大三小”向以新能源为主的“三小一大”转型，支撑中国如期实现“碳达峰、碳中和”目标。

以上内容来自：Yinao Su， Houliang Dai， Lichun Kuang， Jizhen Liu， Dazhao Gu， Caineng Zou， Haixia Huang. Contemplation on China’s Energy-Development Strategies and Initiatives in the Context of Its Carbon Neutrality Goal [J]. Engineering， 2021， 7(12):1684-1687.

本文来自微信公众号：Engineering （ID：engineering2015），作者：苏义脑等