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书书书 项目综合报告 编写组 ．中国长期低碳发展战略与转型路径研究 综合报告 ［ J］ ． 中国人口 ·资源与环境 ， 2020， 30 11 1 －25． 收 稿日期 2020 －10 －12 修回日期 2020 －11 －01 作者简介 报告总指导 解振华 。报告主编 何建坤 。报告副主编 李政 、张希良 。报告编写组成员 以姓氏笔画为序 王 海林 、田智宇 、李政 、 何建坤 、杨秀 、周丽 、陈思源 、赵小凡 、张希良 、欧训民 、顾阿伦 、袁志逸 、姚明涛 、常世彦 、郭偲悦 、董文娟 、滕飞 。 通信作者 何建坤 ， 教授 ， 主要研究方向为能源系统工程和应对全球气候变化战略与政策 。E-mail hejk tsinghua． edu． cn。 中国长期低碳发展战略与转型路径研究 综 合报告 项目综合报告编写组 清华大学气候变化与可持续发展研究院 ， 北 京 100084 中 图分类号 F062 文献标识码 A 文章编号 1002 －2104 2020 11 －0001 －25 DOI 10．12062/cpre．20201025 前 言 2020 年 是一个特殊的年份 ， 在这一年中 ， 新冠肺炎疫 情肆虐 ， 席卷全球 ， 造成上千万人感染 ， 夺去了上百万人的 生命 ， 对各国的公共卫生系统 、公众健康 、经济活动和居民 生活造成了严重冲击 ， 也深刻影响了并将重塑世界政治经 济贸易格局 。 与新冠肺炎疫情相似 ， 气候变化也是人类面临的重大 而紧迫的全球性挑战 。新冠肺炎疫情是突发的 、紧迫的危 机 ， 影响人类的健康和生命 ; 而气候变化是更为长期 、深层 次的挑战 ， 威胁人类的生存和发展 。我们看到 ， 过去几十 年间 ， 随着温室气体浓度的不断增加 ， 气候变化和日益频 发的极端气候事件越来越多地威胁到人类生存和健康 ， 危 害到陆地和海洋生态系统 ， 带来生物多样性的丧失 。IPCC 报告阐述了气候变化带来的八大灾难性风险 ， 并提出 ， 气 候变化已经不是未来的挑战 ， 而是眼前的威胁 。联合国秘 书长古特雷斯指出人类已经站在了事关存亡的十字路口 ， 并呼吁世界各国努力应对气候变化这一人类最为重大和 紧迫的问题 。 面对新冠肺炎疫情 、气候变化等重大危机 ， 人类开始 重新思考人与自然的关系 ， 愈发认识到人类和自然是一个 休戚与共的命运共同体 ， 我们要更加尊重自然 、顺应自然 和保护自然 ， 更加重视人与自然和谐共生 ， 统筹当前和长 远 ， 未雨绸缪地应对全球性挑战 。这就意味着 ， 我们必须 从根本上转变传统的生产方式 、生活方式和消费模式 ， 推 动转型和创新 ， 走绿色 、低碳 、循环的发展道路 。不能就气 候谈气候 ， 就发展谈发展 ， 就环境谈环境 ， 而要将气候行动 与经济 、社会 、环境 、健康 、就业 、稳定 、安全等问题作为一 个大系统 ， 实现协同发展 ， 通过可持续发展的道路来应对 气候变化 ， 保护环境 ， 扭转生物多样性丧失趋势 ， 确保人类 长期健康和安全 。 今年的新冠肺炎疫情爆发后 ， 通过绿色低碳发展实现 经济复苏成为国际社会的普遍共识 。联合国秘书长古特 雷斯在 2020 年 5 月 “地球日 ”提出绿色高质量复苏的倡 议 ， 号召世界各国确保气候行动处于经济复苏举措的核 心 。截至目前 ， 全球已有一百多个国家承诺 2050 年实现 碳中和 。其中 ， 欧盟 2019 年年底发布 欧洲绿色新政 ， 承 诺于 2050 年前实现碳中和 ， 并出台了关于能源 、工业 、建 筑 、交通 、食品 、生态 、环保等七个方面的政策和措施路线 图 ， 坚持绿色复苏 。新任欧盟理事会主席国的德国在提议 的新冠肺炎疫情复苏计划中提出大力支持绿色增长 ， 并将 应对气候变化列为三大优先事项之一 。美国众议院在 2020 年 6 月发布的 气候危机行动计划 报告也提出要为 全球控制温升 1．5 ℃目标努力 ， 将应对气候变化作为国家 的首要任务 ， 要实现 2050 年温室气体排放比 2010 年减少 88、CO 2 净 零排放目标 ， 并从经济 、就业 、基础设施建设 、 公共健康 、投资等各个领域详细阐述了未来拟采取的措 施 ， 该计划得到了民主党总统候选人拜登的赞赏和支持 。 我国始终高度重视应对气候变化 ， 坚持绿色发展 、循 环发展 、低碳发展 ， 一直将其作为促进高质量可持续发展 的重要战略举措 。我国将应对气候变化融入社会经济发 展全局 ， 从 “十二五 ”起 ， 以单位 GDP 碳排放强度下降这一 系统性 、约束性目标为抓手 ， 促进低碳发展 ， 2015 年提出 了碳排放 2030 年左右达峰并尽早达峰等自主贡献目标 ， 采取了调整产业结构 、节约能源和资源 、提高能源资源利 用效率 、优化能源结构 、发展非化石能源 、发展循环经济 、 ·1· 中 国人口 ·资源与环境 2020 年 第 30 卷 第 11 期 CHINA POPULATION， ＲESOUＲCES AND ENVIＲONMENT Vol．30 No．11 2020 增加森林碳汇 、建立运行碳市场 、开展南南合作等各方面 政策措施 ， 推动全社会加速向绿色低碳转型 。与 2005 年 相比 ， 2019 年的我国单位 GDP 二氧化碳排放下降了 48， 相当于减少二氧化碳排放约 56． 2 亿 t， 相应减少二 氧化硫约 1 192 万 t、氮氧化物约 1 130 万 t。同期 ， GDP 增 长超 4 倍 ， 实现 95 的贫困人口脱贫 ， 第三产业占比从 41．3增长到 53． 9， 煤炭消费比重从 72． 4 下降到 57．7， 非化石能源占一次能源比重从 7． 4 提高到 15．3， 居民人均预期寿命由 72． 9 岁提高到 77． 3 岁 。由 此可见 ， 应对气候变化的政策行动 ， 不但不会阻碍经济发 展 ， 而且有利于提高经济增长的质量 ， 培育带动新的产业 和市场 ， 扩大就业 ， 改善民生 ， 保护环境 ， 提高人们的健康 水平 ， 发挥协同增效的综合效益 。 然而 ， 我们应当看到 ， 我国的低碳发展转型还存在巨 大的发展空间和发展潜力 ， 也面临巨大挑战 一是制造业 在国际产业价值链中仍处于中低端 ， 产品能耗物耗高 ， 增 加值率低 ， 经济结构调整和产业升级任务艰巨 。二是煤炭 消费占比较高 ， 仍超过 50， 单位能源消费的 CO 2 排放强 度比世界平均水平高约 30， 能源结构优化任务艰巨 。三 是单位 GDP 的能耗仍然较高 ， 为世界平均水平的 1． 5 倍 、 发达国家的 2 ～3 倍 ， 建立绿色低碳的经济体系任务艰巨 。 气候变化是我国可持续发展的内在需要 。展望未来 ， 中国特色社会主义现代化建设进入新时代 ， 要解决发展不 平衡 、不充分的问题 ， 协同推进发展经济 、改善民生 、消除 贫困 、防治污染等工作任务 ， 实现到 2020 年年底全面建成 小康社会 、到 2035 年基本实现社会主义现代化 、到 2050 年建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国 ， 绿 色低碳转型发展是根本的解决之道 。 应对气候变化是人类共同的事业 。2017 年 10 月 18 日 ， 习近平总书记在中国共产党第十九次全国代表大会上 的报告中指出 ， 引导应对气候变化国际合作 ， 成为全球生 态文明建设的重要参与者 、贡献者 、引领者 。放眼全球 ， 绿 色低碳已成为各国经济体系 、能源体系 、技术体系 、治理体 系不可逆转的发展潮流 ， 是应对人类共同危机的根本途 径 。以习近平生态文明思想为指导 ， 推动世界范围内的绿 色低碳转型 ， 努力构建人类命运共同体 ， 是我国作为发展 中大国的责任担当 。 因此 ， 我们更要保持战略定力 ， 在 “十四五 ”“十五五 ” 及未来更长的一段时期内 ， 始终坚持绿色低碳的发展理 念 ， 推动生态文明建设 ， 继续采取积极应对气候变化的政 策和行动 ， 百分之百落实已经提出的国家自主贡献目标 ， 并要努力做得更好 。站在当前的历史方位 ， 面对日益复杂 的国际形势 ， 中国如何在新时代社会主义现代化建设的宏 伟蓝图中规划低碳发展的战略 、路径和措施 ， 如何根据 巴 黎协定 的原则履行符合我国国情和能力的国际责任和义 务 ， 如何推动和引领全球气候治理进程 ， 是我们必须深入 研究和思考的课题 。 从 2019 年年初到 2020 年 6 月 ， 清华大学气候变化与 可持续发展研究院与国家应对气候变化战略研究和国际 合作中心 、国家信息中心 、中国社会科学院城市发展与环 境研究所 、中国科学院科技战略咨询研究院 、国家发展和 改革委员会能源研究所 、生态环境部宣传教育中心 、商务 部国际贸易经济合作研究院 、交通运输部科学研究院和清 华大学的能源与动力工程系 、能源环境经济研究所 、环境 学院 、建筑学院等十几家研究机构合作 ， 在清华大学教育 基金会全球绿色发展与气候变化专项基金和能源基金会 的资助下 ， 开展了 “中国长期低碳发展战略与转型路径研 究 ”项目 ， 共设置 18 个研究课题 。针对实现 2050 年建成 社会主义现代化强国 、实现美丽中国目标 、实现 巴黎协 定 全球温升控制目标以及全球可持续发展目标 ， 综合考 虑社会 、经济 、政策和能源等宏观发展趋势与需求 ， 开展多 领域 、多学科的交叉和综合研究势在必行 。 本综合报告是在各课题研究成果基础上 ， 由综合报告 编写组进行系统梳理 、协调 、总结和提升 ， 并重新编写而 成 。希望我们的研究成果能够为社会各界开展相关研究 提供参考 ， 为制定和实施国家低碳发展战略和各项政策提 供支撑 ， 也为未来书写全球绿色低碳发展大趋势中的 “中 国故事 ”贡献力量 。 1 指导思想 党的十九大报告提出 ， 综合分析国际国内形势和我国 发展条件 ， 从 2020 年到 21 世纪中叶可以分两个阶段来安 排 。第一个阶段 ， 从 2020 年到 2035 年 ， 在全面建成小康 社会的基础上 ， 再奋斗十五年 ， 基本实现社会主义现代化 。 第二个阶段 ， 从 2035 年到 21 世纪中叶 ， 在基本实现现代 化的基础上 ， 再奋斗 15 年 ， 把我国建成富强民主文明和谐 美丽的社会主义现代化强国 。巴黎协定 就控制全球温 升不超过 2 ℃并努力控制 1． 5 ℃以下的应对气候变化目 标达成共识 ， 实现这一目标需要世界各国都必须加大控制 和减排温室气体的力度 ， 到 2050 年全球要实现二氧化碳 的近零排放 ， 甚至要实现净零排放 。应对气候变化的挑战 是全人类的共同事业 ， 中国要发挥重要参与者 、贡献者和 引领者作用 。 我国长期低排放发展战略要同时支撑上述两个目标 的实现 实现中华民族的伟大复兴 ， 为中国人民谋幸福 ， 是 中国共产党的初心和使命 ; 同时也把为人类进步事业而奋 斗 ， 为世界做出重大贡献作为自己的使命 。到 21 世纪中 叶 ， 我国要努力实现社会主义现代化强国建设目标的同 ·2· 中国人口 ·资源与环境 2020 年 第 11 期 时 ， 也要实现与全球控制温升不超过 2 ℃ 并努力低于 1．5 ℃ 的长期目标相契合的深度脱碳发展路径 。建成绿 色低碳循环发展的产业体系和以新能源与可再生能源为 主体的清洁安全高效深度脱碳能源体系 ， 实现人与自然的 和谐共生和可持续发展 。研究和制定我国 2050 年的发展 战略 ， 就要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指 导 ， 统筹国内国际两个大局 ， 推进国内生态文明和全球生态 文明建设 ， 实现国内可持续发展与全球生态安全的统筹治理 和协同共赢 。 20202035 年是社会主义现代化建设第一阶段 ， 结合 基本实现现代化的战略 、任务及生态文明和美丽中国建设 目标和规划 ， 在实现生态环境根本好转的同时 ， 落实和强 化国家自主决定贡献 NDC 目标和减排承诺 ， 实现环境质 量和减排二氧化碳双达标 ， 促进经济高质量发展 ， 打造经 济 、能源 、环境和应对气候变化协同治理多方共赢的局面 。 20352050 年的第二阶段 ， 在实现建成社会主义现代化强国 和美丽中国目标的同时 ， 要承担与我国不断上升的综合国力 和国际影响力相一致的国际责任 ， 把实现与 2 ℃甚至 1．5 ℃ 温升控制目标相契合的深度脱碳目标和对策作为新时代社 会主义现代化建设总体战略的一项重要内容 ， 引领全球气候 治理与国际合作进程 ， 为保护地球生态安全和人类社会生存 与发展做出中华民族新的贡献 。 项目研究采用了 “自下而上 ”和 “自上而下 ”相结合的 研究方法 ， 既有 “自下而上 ”对各部门能源消费和二氧化 碳排放部门模型的情景分析和技术评价 ， 又有 “自上而 下 ”宏观模型的计算和政策模拟 ， 以多个模型产出软连接 方式 ， 实现各部门分析与宏观模型间的协调衔接 。既针对 我国实际国情和发展阶段特征进行以问题为导向的深入 分析 ， 研究长期低碳发展的趋势 、政策和路径 ， 又以建成现 代化强国和实现深度脱碳路径的目标为导向进行政策模 拟 ， 分析在长期深度脱碳目标倒逼下的减排路径 、技术支 撑及成本和代价 见图 1 。为此设计四种情景展开研究 和分析 。 1 政策情景 以我国在 巴黎协定 下提出的 NDC 目标 、行动计划和相关政策为支撑 ， 延续当前低碳转型的 趋势和政策的情景 。 2 强化政策情景 在政策情景基础上 ， 进一步强化 降低 GDP 能源强度和二氧化碳强度的力度和幅度 ， 进一 步提高非化石能源在一次能源消费中占比等各项指标 ， 挖 掘减排潜力 ， 控制二氧化碳排放总量 ， 强化政策支撑 ， 适应 巴黎协定 下各国强化和更新 NDC 目标和行动的要求 。 3 2 ℃温控目标情景 简称 “2 ℃情景 ” 是以实现 全球控制温升 2 ℃目标为导向 ， 研究与之相适应的减排情 景和路径 。是以 21 世纪中叶深度脱碳目标倒逼下的减排 对策和路线图分析为基础 ， 对其技术资金需求 、成本代价 及政策支撑进行论证和评价 。 4 1．5 ℃温控目标情景 简称 “1． 5 ℃情景 ” 以控 制 1．5 ℃温升目标为导向 ， 到 21 世纪中叶努力实现二氧化 碳净零排放和其他温室气体深度减排为目标 ， 研究和论证其 可能性和路径选择 ， 并评价其可能产生的社会经济影响 。 在这四个情景分析中 ， 以强化政策情景和 2 ℃情景为 主要情景 ， 在 2030 年和 2035 年之前 ， 主要研究强化政策 情景下对实现和更新 NDC 目标的影响 ， 同时分析 2 ℃ 目 标倒逼减排路径对 2030 年和 2035 年目标和路径的影响 。 图 1 中国长期低碳发展战略与转型路径研究框架 ·3· 项目综合报告编写组 中国长期低碳发展战略与转型路径研究 综合报告 在 2035 年之后 ， 在实现社会主义现代化强国建设目标同 时 ， 主要研究 2 ℃目标下倒逼的减排路径和政策支持 ， 也 努力探讨实现 1．5 ℃温升控制目标到 2050 年二氧化碳净 零排放 、其他温室气体深度减排的可行途径 。同时统筹考 虑与 2035 年前的自主贡献目标的相互衔接 ， 并统筹 “两个 阶段 ”的低排放目标和战略 。 2 全球气候治理新的形势与趋向 巴黎协定 确立了 2020 年后全球气候治理新机制 。以 各缔约方自下而上 NDC 目标和行动计划为基础 ， 推进全球合 作进程 。但当前各国的减排承诺距实现全球控制温升不超 过 2 ℃目标的减排路径尚有较大差距 ， 需要激励各国进一步 强化减排雄心和力度 。当前进入全面落实 巴黎协定 的实 施阶段 ， 但如何体现和落实 联合国气候变化框架公约 以 下简称 公约 与 巴黎协定 的目标和原则 ， 全面推进适应 、 减缓 、资金 、技术 、能力建设和透明度各要素平衡和有效实施 仍面临严峻挑战 。需要各方增强合作意愿 ， 全面行动 。 IPCC1．5 ℃温升特别报告 更加凸显了应对气候变 化的紧迫性 。实现 1． 5 ℃温升控制目标比 2 ℃目标可显 著减少气候风险 ， 更有利于实现联合国 2030 年可持续发 展目标 SDGs ， 但也要付出更大成本和代价 。气候变化 负面影响比原来预计来得更早 ， 影响范围更大 ， 造成灾害 和损失也更大 。次国家层面和城市 、地区 、企业 、社区 、行 业和社会团体等自下而上的气候联盟和行动倡议组织蓬 勃发展 。促进低碳发展转型的各种国际规则 、行业准则及 企业标准层出不穷 。世界范围内力推实现 1． 5 ℃ 温升控 制目标 ， 到 21 世纪中叶全球实现碳中和的呼声日益强烈 。 欧盟提出 “欧洲绿色新政 ”， 宣布 2050 年实现净零排放 ， 成 为首个碳中和欧洲大陆 。全球已有 121 个国家提出 2050 年实现碳中和的目标和愿景 ， 其中包括英国 、新西兰等发 达国家以及智利 、埃塞俄比亚 、大部分小岛屿国家等发展 中国家 。不少国家和城市也提出 2030 2050 年期间实 现 100可再生能源目标 ， 提出煤炭和煤电退出以及淘汰 燃油汽车的时间表 ， 并有 114 个国家表示将强化和更新 NDC 目标 。尽管当前新冠肺炎疫情下各国应对气候变化 的行动力度有所减弱 ， 但长期趋势不会改变 ， 而且会越来 越紧迫 。发达国家在当前气候谈判中力推 1． 5 ℃ 温升控 制目标的态度非常明显 。 新冠肺炎疫情是全球突发性公共危机 ， 气候变化是更 深层次地球生态危机 ， 两者都是全球性严峻而紧迫的挑 战 。全球应对气候变化目标 、进程与大国间博弈都将深刻 影响疫情后世界经济复苏和发展的趋向与国际治理秩序 的重构 。实现 “绿色经济复苏 ”越来越成为各国共识 ， 疫 情后应对气候变化低碳经济转型将成为多数国家经济恢 复和发展的政策导向 ， 也将成为大国竞争博弈与合作的重 要领域 。 巴黎协定 要求各缔约方 2020 年通报和强化各自 NDC 目标和行动 ， 同时提交到 21 世纪中叶长期低排放发 展战略 ， 并将于 2023 年进行全球集体盘点 ， 激励各方强化 行动 。各缔约方如何强化和更新 2030 年前 NDC 目标以 及如何确立 2050 年深度脱碳目标成为国际社会关切的焦 点 ， 中国等新兴发展中大国更备受关注 ， 并给予较高期待 。 我国也需要研究和制定长期深度脱碳战略 ， 适应并引领全 球低碳发展转型的紧迫形势 。 中国经济新常态以来坚持新的发展理念 ， 经济增长由 规模和速度型向质量和效益型转变 ， 扭转了能源消费和二 氧化碳排放快速增长的局面 。能源消费和二氧化碳排放 年均增长率由 2005 2013 年的年均 6． 0 和 5． 4 分别 下降到 2013 2018 年的 2．2和 0．8， 近两年虽有所反 弹和波动 ， 但总体也已回落到缓慢增长态势 。煤炭总消费 量也基本趋于稳定 ， 单位 GDP 的二氧化碳强度 2019 年比 2005 年已下降 48． 1， 提前和超额实现我国对外承诺的 到 2020 年比 2005 年下降 40 ～45的目标 ， 为实现 2030 年 NDC 目标奠定了基础 。 新冠肺炎疫情对全球经济都带来巨大冲击和严重衰 退 ， 中国 2020 年经济增速也势必大幅回落 ， “十三五 ”期间 GDP 平均增速将下降到不足 6， 但 “十三五 ”规划中提出 的节能和减排二氧化碳指标仍可基本实现或超额完成 。 “十四五 ”我国既要全面恢复经济健康持续发展 ， 也将坚 持 “绿色复苏 、低碳转型 ”政策导向 ， 加快产业转型升级和 高质量发展 。要坚持和强化 “十一五 ”以来节能减碳趋 势 ， 强化节能和减排二氧化碳的各项指标和政策措施 。 “十四五 ”期间在 GDP 年均增速不低于 5 的预期下 ， 单 位 GDP 的能源强度下降幅度仍可不低于 14， 非化石能 源发展保持 “十三五 ”年均 7左右增速 ， 期末在一次能源 消费中比重可达约 20， 相应 GDP 的二氧化碳强度可下 降 19 ～20。工业部门特别是高耗能重化工产业的二 氧化碳排放争取达到峰值 ， 东部沿海较发达地区和城市的 二氧化碳排放应率先达峰 。结合煤炭消费总量控制 ， 控制 二氧化碳排放总量 ， 与推进二氧化碳排放早日达峰目标相 衔接 。进一步完善支持低碳转型的政策体系 、投融资机制 和全国统一碳排放权交易市场的建设和完善 。 “十四五 ”低碳转型目标 、政策和实施效果 ， 对实现 2030 年 NDC 目标至为关键 ， 如 “十四五 ”力度不够 ， 会加 大 “十五五 ”减排压力和难度 。因此要持续强化减排力度 和行动 ， “十五五 ”期间 GDP 能源强度下降幅度也应不低 于 “十四五 ”14以上的水平 ， 到 2030 年实现 能源生产和 消费革命战略 2016 2030 所提出的非化石能源电力 ·4· 中国人口 ·资源与环境 2020 年 第 11 期 占总电量消费 50 的目标 ， 在届时一次能源用于发电比 例约达 50 的情况下 ， 非化石能源在一次能源消费中比 重可达 25左右 ， GDP 的二氧化碳强度比 2005 年可下降 65 ～70。二氧化碳排放到 2025 年前后进入峰值平台 期 ， 可争取 2030 年前实现稳定达峰 ， 化石能源消费的二氧 化碳峰值排放量控制在 110 亿 t 之内 ， 到 2035 年二氧化碳 排放将比峰值年份显著下降 。 3 我国终端用能部门的低碳转型 加强终端部门节能提效和电气化替代 ， 是实现低碳转 型的重要对策 。工业 、建筑 、交通是主要终端用能部门 ， 加 强终端部门需求管理 、引导和控制最终能源需求 、加强节 能低碳技术创新和产业化发展 、发展智慧化城市基础设施 和管理策略 、优化资源利用和生产方式 、转变社会公众消 费理念和生活方式均将促进终端能源消费节约和高效利 用 。另一方面 ， 加强终端用能电气化 ， 伴随大比例可再生 能源电力系统发展 ， 终端消费以电力替代煤炭 、石油等化 石能源直接利用 ， 可有效减少终端部门乃至全经济尺度的 二氧化碳排放 。我国 2015 年电力在终端能源消费比例为 21．3， 2030 年将超过 30， 2050 年将达 70 以上 ， 将对 减排二氧化碳发挥重要作用 。 当前工业部门的能源消费占全国总终端能耗的 65 包括建筑业的第二产业为 67． 5 ， 是最主要的能源消 费和二氧化碳排放部门 。调整产业结构 ， 降低重化工业比 重 ， 促进产业转型升级 ， 提质增效 ， 降低能耗物耗 ， 提升能 源和资源利用效率 ， 加快发展数字经济 ， 大力发展高新技 术产业和先进制造业 ， 促进产品向价值链高端发展 ， 降低 单位工业增加值能耗强度 ， 可有效控制和减少工业部门能 源消费 。各种情景下工业部门终端能源消费及其直接二 氧化碳排放 不含工业生产过程中的二氧化碳排放 见表 1 和图 2， 工业部门含工业生产过程的直接二氧化碳排放 见图 3。另一方面要加强工业部门电气化 ， 以电力替代煤 炭 、石油等化石能源的直接消费 ， 有效减少二氧化碳排放 ， 表 1 工业部门终端能源需求和二氧化碳排放 情景 2020 年 能源 /亿 tce 碳排放 /亿 tCO 2 2030 年 能源 /亿 tce 碳排放 /亿 tCO 2 2050 年 能源 /亿 tce 碳排放 /亿 tCO 2 政策情景 21．8 37．7 26．7 45．4 24．4 36．9 强化政策情景 21．8 37．7 26．0 42．1 20．5 26．2 2 ℃情景 21．8 37．7 24．7 38．2 16．5 12．0 1．5 ℃情景 21．8 37．7 20．7 27．6 14．1 4．6 注 不包含工业生产过程中的二氧化碳排放 。 争取在 “十四五 ”期间工业部门的二氧化碳排放达到峰 值 。在 2 ℃情景分析中 ， 工业部门终端能耗 2050 年可比 2015 年减少约 26， 二氧化碳排放将减少 65 以上 。对 于钢铁 、水泥 、化工等工业生产过程的二氧化碳排放 ， 要发 展先进突破性技术 ， 比如氢作还原剂的零碳炼铁技术 ， 可 助力到 21 世纪中叶深度脱碳目标的实现 。 加速电气化在工业低碳转型中发挥重要作用 ， 电力将 成为工业领域主导能源品种 。具体而言 ， 政策情景下 2050 年工业电气化率达到 31． 0， 强化政策情景下达到 39．8， 2 ℃情景下达到 58．2， 1．5 ℃情景达到 69． 5。 与历史发展趋势相比 ， 我国工业电气化进程要明显加快 ， 2000 2015 年 ， 我国工业电气化水平年均提升约 0． 5 个 百分点 ， 在 2 ℃情景和 1． 5 ℃情景下 ， 我国工业电气化水 平年均提升约 0．9 和 1．4 个百分点 见表 2 。 图 2 不同情景下工业部门终端能源需求 图 3 不同情景下工业部门二氧化碳排放总量 表 2 工业部门终端电气化水平 / 情景 2020 年 2030 年 2050 年 政策情景 25．7 26．1 31．0 强化政策情景 25．7 27．8 39．8 2 ℃情景 25．7 30．0 58．2 1．5 ℃情景 25．7 37．0 69．5 ·5· 项目综合报告编写组 中国长期低碳发展战略与转型路径研究 综合报告 随着工业部门电气化发展 ， 化石能源直接消费的比 例将明显下降 ， 图 4 a 和图 4 b 显示强化政策情景和 2 ℃情景下工业部门终端能源消费构成 。 钢铁 、水泥 、建材 、化工等工业过程原材料使用和分 解过程中也排放二氧化碳 。通过发展原材料或燃料替 代 ， 调整优化技术和工艺路线 ， 提高系统能源利用效率 ， 研发创新低碳产品等 ， 既能减少能源活动二氧化碳排放 ， 也能减少工业过程二氧化碳排放 。不同情景下工业过程 二氧化碳排放如表 3 所示 ， 2050 年与 2020 年相比 ， 政策 情景下工业过程二氧化碳排放降低约 30， 强化政策情 景下降低约 39， 2 ℃情景下降低约 64， 1． 5 ℃ 情景下 降低约 81。 工业过程二氧化碳排放降低 ， 一方面 ， 源于工业内部 结构优化和工艺革新 ， 发展替代原料燃料技术等 。例如 ， 水泥生产过程中可以通过采用碳排放强度低的原料代替 石灰质原料 ， 包括电石渣 、高炉矿渣 、粉煤灰 、钢渣等 ， 降低 a 强化政策情景 b 2 ℃情景 图 4 工业部门终端能源消费构成 表 3 工业过程二氧化碳排放 /亿 t 情景 2020 年 2030 年 2040 年 2050 年 政策情景 13．2 11．7 10．4 9．2 强化政策情景 13．2 11．0 9．4 8．0 2 ℃情景 13．2 9．5 7．0 4．7 1．5 ℃情景 13．2 8．8 5．6 2．5 二氧化碳的排放 。平板玻璃行业通过利用氧化镁和氧化 钙替代白云石和石灰石 ， 可以减少配料二氧化碳过程排放 一半左右 。煤化工等行业通过发展加压水煤浆气化技术 、 加压粉煤气化技术等新型煤气化工艺 ， 可以明显减少工业 过程二氧化碳排放 。另一方面 ， 源于伴随产业结构调整和 产品质量升级 ， 对高耗能产品需求持续下降 。例如 ， 在政 策情景和强化政策情景下 ， 2050 年与 2020 年相比 ， 水泥需 求下降约 30， 但在 2 ℃情景和 1． 5 ℃情景下 ， 水泥需求 分别下降约 62和 71。 建筑部门能耗 2018 年约占总终端能耗的 20， 今后 随着建筑总量的增加和人民生活水平的提高 ， 建筑能耗总 量和占全国终端能耗比例均将呈增加趋势 ， 通过合理规划 和控制建筑总规模 ， 到 2050 年控制在 740 亿 m 2 以内 ， 强 化建筑节能标准 ， 改进北方建筑供暖方式 ， 以工业和电厂 余热等低品位热源取代燃煤锅炉 ， 增建储热等设施 ， 发展 分布式智能化可再生能源网络 ， 实现热电气协同 。同时扩 大农村生物质资源在供热 、供气 、供电领域的商业化利用 ， 以及推动全国现有建筑节能改造 ， 提高设备系统效率 ， 可 努力争取二氧化碳排放到 2030 年达到峰值 。建筑部门终 端能源需求和二氧化碳排放如表 4 所示 。2 ℃情景下 ， 到 2050 年建筑总能耗可下降到 7．13亿 tce， 电气化率可由目 前 28提升到 60以上 ， 二氧化碳排放也将回落到 3． 06 亿 t， 见图 5 和图 6。 表 4 建筑部门终端能源需求和二氧化碳排放 情景 2020 年 能源 /亿 tce 碳排放 /亿 tCO 2 2030 年 能源 /亿 tce 碳排放 /亿 tCO 2 2050 年 能源 /亿 tce 碳排放 /亿 tCO 2 政策情景 7．75 10．0 8．60 9．69 9．95 8．34 强化政策情景 7．75 10．0 8．20 8．88 8．51 5．62 2 ℃情景 7．75 10．0 7．16 6．50 7．13 3．06 1．5 ℃情景 7．75 10．0 6．92 5．65 6．21 0．81 图 5 不同情景 2030 和 2050 年建筑部门能源消费构成 ·6· 中国人口 ·资源与环境 2020 年 第 11 期 当前交通部门能源消费占全国总终端能耗约 10， 随着城市化进程发展 ， 也呈现较快增长趋势 。交通部门通 过统筹交通基础设施空间布局 ， 促进资源集约高效利用 ， 优化交通运输结构 ， 提升绿色交通分担率 ， 推进绿色交通 装备标准化和清洁化 ， 提高运输效率 ， 降低单位运输周转 量能耗水平 ， 改进交通运输燃料构成 ， 推广电气化 、氢燃料 和生物燃料的利用 ， 同时强化绿色交通理念 ， 引导社会公 众出行的理念和生活方式 。各情景下交通部门终端能源 需求和二氧化碳排放如表 5、图 7 和图 8 所示 。在 2 ℃情 景下 ， 交通部门电气化率可由 2015 年的 3． 5 提升到 2050 年的 25， 交通部门的二氧化碳排放可在 2030 年前 后达峰 ， 2050 年可比峰值年份下降 50 以上 。各情景下 分品种的能源消费构成如图 9 所示 。 图 6 不同情景下建筑部门二氧化碳排放 含间接排放 表 5 交通部门终端能源需求和二氧化碳排放 情景 2020 年 能源 /亿 tce 碳排放 /亿 tCO 2 2030 年 能源 /亿 tce 碳排放 /亿 tCO 2 2050 年 能源 /亿 tce 碳排放 /亿 tCO 2 政策情景 5．14 9．9 5．99 11．55 5．85 11．09 强化政策情景 5．14 9．9 5．90 11．12 4．71 8．04 2 ℃情景 5．14 9．9 5．83 10．75 4．02 5．50 1．5 ℃情景 5．14 9．9 5．83 10．37 3．46 1．72 图 7 不同情景下交通部门终端能源需求 4 我国电力系统的低碳转型 中国未来随经济社会发展 ， 实施长期深度脱碳战略 ， 到 2030 年左右二氧化碳排放达峰后 ， 能源消费仍会持续 呈缓慢增长趋势 ， 在不同情景下 20352050 年均将逐渐 进入峰值平台期 ， 能源总消费量趋于稳定 ， 经济社会发展 与能源和资源消费逐渐脱钩 。另一方面 ， 工业 、建筑 、交通 等终端部门实现深度脱碳 ， 在加大节能和能效提升力度同 时 ， 加快电气化发展 ， 以电力替代煤炭 、石油等化石能源直 接燃烧和利用 ， 或以可再生能源电力和核电制氢 ， 强化氢 能在终端部门的利用 ， 这都将提高电力在终端能源消费中 的比重和发电用能源在一次能源中比例 ， 而导致电力的增 长速度快于能源消费的增速 ， 进而未来各种情景下电力需 求仍将持续上升 。在 2 ℃情景下 ， 到 2050 年电力总需求 将达 13．1 10 4 亿 kW·h以上 ， 由于终端电力替代力度加 大 ， 电力总需求量将高于政策情景 。各种情景下电力需求 如表 6 所示 。 电力系统低碳化转型 ， 将持续加大新能源和可再生能 源电力对传统煤电等化石能源电力的替代 。各种情景下 2050 年电力部门分能源品种的装机和发电量如表 7 和表 8 所示 。发电总装机构成 2030 年各种情景下水电 、风电 、 太阳能发电装机均将在 4 亿 kW 左右 ， 到 2050 年 2 ℃情景 下非化石能源总装机将达 53．0 亿 kW， 非化石能源电力将 占总电量的 90．4。 图 8 不同情景下交通部门二氧化碳排放 图 9 不同情景 2030 年和 2050 年交通部门能源消费构成 ·7· 项目综合报告编写组 中国长期低碳发展战略与转型路径研究 综合报告 表 6 各情景下未来电力需求构成 /10 4 亿 kW·h 部门 2020 年 2030 年 政策情景 强化政策情景 2 ℃情景 1．5 ℃情景 2050 年 政策情景 强化政策情景 2 ℃情景 1．5 ℃情景 工业 4．59 5．66 5．87 6．06 6．27 6．21 6．67 7．80 7．99 建筑 1．87 2．60 2．56 2．51 2．59 4．06 3．87 3．68 3．92 交通 0．22 0．29 0．37 0．42 0．56 0．32 0．55 0．79 1．59 其他部门及损失 0．59 0．63 0．65 0．63 0．62 0．78 0．82 0．86 0．76 电力总需求 7．27 9．18 9．45 9．61 10．04 11．38 11．91 13．13 14．27 各种情景下 ， 电力部门的二氧化碳排放路径见图 10， 政策情景下电力部门二氧化碳排放 2030 年前可以达峰 ， 峰值排放量 41．5 亿 t， 到 2050 年仍将超过 30 亿 t; 在 2 ℃ 情景下 ， 电力部门二氧化碳排放将在 2025 年前达峰 ， 峰值 排放量约为 40 亿 t， 到 2030 年后将呈快速下降趋势 ， 到 2050 年将下降到 3 亿 t 左右 ， 比峰值排放量降低 92。而 1．5 ℃情景下 2030 年后要有更大的减排力度 ， 到 2050 年 基本实现净零排放 。 电力系统深度脱碳需要以新能源和可再生能源为主 体的安全 、可靠和可持续的能源体系支撑 。在大比例间歇 性可再生能源上网情况下 ， 保障电网安全稳定运行需要统 表 7 2050 年不同情景下电力装机构成 /GW 类型 政策情景 强化政策情景 2 ℃情景 1．5 ℃情景 煤电 773 583 123 32 煤电 CCS 0 0 68 149 气电 200 200 200 200 核电 280 327 327 327 水电 410 412 414 416 风电 1 063 1 387 2 312 2 740 太阳能发电 893 1 380 2 205 2 367 生物质发电 0 2 6 5 生物质 CCS 0 0 32 48 总计 3 619 4 289 5 686 6 284 表 8 2050 年不同情景下发电量构成 /PW·h 类型 政策情景 强化政策情景 2 ℃情景 1．5 ℃情景 煤电 3．64 2．62 0．45 0．11 煤电 CCS 0 0 0．40 0．79 气电 0．34 0．37 0．39 0．38 核电 1．97 2．38 2．35 2．34 水电 1．44 1．48 1．47 1．48 风电 2．51 3
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