浅谈碳中和目标与中国的新能源革命Word文档下载推荐.docx

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01、碳达峰、碳中和目标下全球与中国的能源革命及其发展特征

碳达峰、碳中和目标将会触发全球和中国的能源系统革命，促进经济全面绿色低碳转型。

碳减排是实现碳达峰、碳中和目标的基础路径，而碳封存、碳捕捉和森林碳汇等起辅助性作用。

从经济结构和能源结构角度看，碳减排的途径理论上主要有三条：

一是调整经济结构，控制钢铁、电解铝、水泥和玻璃等高能耗、高排放行业的发展规模，降低能源消耗强度大的制造业，特别是重工业的比重，提高能源强度较小的服务业和轻工业的比重；

二是调整能源结构，降低碳含量高的煤炭、石油等化石能源的消费比重，提高零碳的可再生能源以及低碳的天然气等清洁能源的消费比重，加快工业、建筑、交通等领域的电气化；

三是通过科技手段，全面推进电力、工业、建筑、交通等重点领域节能，提高能源使用效率，减少能源生产、运输和消费环节的浪费，降低单位GDP能耗。

随着碳达峰、碳中和目标的不断推进，未来全球和中国能源系统的革命和发展将呈现如下特征。

第一，能源结构趋于多元化，非化石能源将逐渐占据主体地位。

在历史上很长一段时间内，全球能源系统通常被一个单一能源支配。

在农耕社会，薪材占据统治地位。

在20世纪上半叶，煤炭是主体能源。

后来，随着煤炭地位下降，石油成为居支配地位的能源。

碳中和转型意味着未来二十余年能源结构将出现前所未见的多元化局面，石油、天然气、可再生能源和煤炭将可能四分天下，各占四分之一份额。

伴随着低碳转型的推进，主体能源将由石油、天然气、煤炭等化石能源向可再生能源逐步过渡，预计非化石能源可能在21世纪40年代早期占据主体地位。

可再生能源占一次能源的比重将由2018年的5%升至2050年的50%左右，化石能源的比重则相应由85%降至30%左右。

第二，煤炭和石油消费将显著下降，天然气需求则相对稳定。

其主要体现在以下三个方面。

一是煤炭消费将会持续显著下降。

根据《BP世界能源统计年鉴》预测，2050年，煤炭消费可能下降85%～90%，在一次能源结构中的比例将低于5%。

全球煤炭消费下降将由中国驱动，中国的煤炭消费下降量将占全球煤炭消费削减量的一半左右，而其中电力部门减碳程度最高，削减量约占煤炭消费下降总量的三分之二。

二是全球石油需求可能已达峰。

新冠肺炎疫情导致石油消费行为发生变化，居家办公和自驾出行需求上升，外出旅行和乘坐公共交通的需求下降。

在能效改进和电动汽车销售强劲增长等因素的作用下，汽车行业不再扮演石油需求引擎的角色。

研究显示，全球石油需求可能在2019年已达峰，且将难以恢复到新冠肺炎疫情暴发前的水平。

中国石油需求在2030年将达到峰值，但印度的进口需求会继续上升。

2050年，全球日均石油需求量可能下降3000～5500万桶。

三是作为清洁能源和过渡能源，天然气需求较为稳定。

未来15年，中国和印度等亚洲经济体的“煤改气”进程加快会驱动天然气需求继续稳定增长，预计天然气消费在2035年左右达峰。

2036年至2050年期间，中国和欧洲的天然气需求可能会下降。

2050年，全球天然气消费可能回落至2018年的水平。

第三，电力和氢能在能源结构中的地位显著提升。

鉴于发电部门去碳化程度较高，在碳中和目标导向下，应尽量用电力取代化石能源以作为最重要的能量来源，电气化程度将会大幅提高。

考虑到可再生电源的间歇性和不稳定性特征，未来电力系统的智慧化水平将显著增强，会通过互联网、物联网、人工智能、大数据、云技术等，将人、能源设备、能源服务互联互通，使电源、电网、电荷以及能源存储相互协调。

然而，不同行业或部门电气化程度存在差异。

一些行业或部门难以实施电气化，如钢铁、水泥和化工等高温的工业生产加工过程，以及远程交通运输，包括重型卡车、航空和海运等。

对于这些难以电气化的过程或领域需要采取替代性的低碳或零碳能源。

利用可再生能源制取氢、氨和可再生合成燃料，用于汽车、船舶、航空和工业等。

特别是可再生合成燃料是一项极具潜力的变革性技术，采用可再生能源合成液体燃料，一旦取得技术突破，将使交通和工业燃料不再依赖化石能源。

第四，光伏太阳能将占据能源系统的中心地位。

在过去的十余年中，光伏太阳能发电成本下降82%～90%左右，在绝大多数国家低于新的燃煤电站或天然气电站的成本。

太阳能光伏的年新增装机容量在2021年至2025年期间预计为250吉瓦，在2026年至2035年期间预计达到350吉瓦，分别约等于2000年以来年均60吉瓦新增装机容量的4倍、6倍。

2030年至2050年期间，以太阳能为代表的可再生能源将逐步由替代能源向主体能源过渡，太阳能将占据全球能源系统的中心舞台。

根据国际能源署2020年的预测，2030年，可再生能源发电将会满足80%的电力需求增加。

未来一段时间，水电仍将是最大可再生电力来源，但2022年后，电力供应增长主要来源于太阳能光伏发电，紧随其后的是陆上风电和海上风电。

伴随着太阳能、风能和能源效率技术的快速发展，氢能、碳捕捉使用和储存、核能会有大的发展。

这有助于形成以新能源为主体的新型电力系统，常规火力发电将从目前的基荷电力转变为调峰电力，结合CCS的火电，将为大电网稳定性和灵活性提供保障，实现电力零碳化。

第五，可再生能源快速发展导致关键金属长期需求大幅上升。

与传统化石能源发电不同，光伏、风电和电动汽车需要更多的金属。

锂、镍、钴、锰、石墨对于电池的功效、寿命和能源强度非常重要。

稀土永磁材料对于风力发电机和电动汽车至关重要。

电网需要大量的铜和铝，其中铜是电力系统的基石。

电动汽车的金属使用量是普通燃油汽车的6倍，陆上风力发电站的金属需求量是天然气发电站的10倍。

根据国际能源署的预测，在实现《巴黎协定》目标的情形下，未来20年，可再生能源部门的金属需求份额将大幅提升，在铜、稀土元素中的消费份额将超过40%，在镍和钴中的需求份额将达60%～70%，在锂中的消费份额将超过90%。

电动汽车和储能电池将替代消费者电子产品成为最大的锂消费部门，并在2040年成为镍的最大消费者。

若2050年实现全球碳中和目标，全球能源转型步伐将进一步加快，2040年金属需求将比2020年增长6倍多。

作为主要需求方，电动汽车和储能电池的金属需求在2040年将至少增加30倍。

锂需求将经历最为迅猛的增长，2040年将增长40多倍，紧随其后的将是石墨、钴和镍，约增长20～25倍。

电网的扩张意味着电缆的铜需求将会加倍。

02、碳达峰、碳中和目标对中国经济和能源系统的影响

作为一个产业结构偏重、能源消费偏煤、能源效率偏低、油气供应风险偏高和可再生能源设备制造能力较强的发展中大国，碳达峰、碳中和目标的提出及实施，将会对中国的经济结构和能源系统构成全面且深远的影响，甚至是前所未有的颠覆性冲击。

碳达峰、碳中和目标对于中国是挑战和机遇并存，既经受着经济和能源结构调整的巨大压力，又面临着推进绿色低碳转型发展和持续创新能源科技新优势的时代机遇。

第一，减排任务重和向碳中和过渡时间短，加大了产业和能源结构调整的压力与风险，倒逼经济结构低碳转型。

相较于发达国家，中国在经济结构、能源结构和能源效率上存在明显劣势，在推进碳达峰、碳中和目标上面临着巨大的障碍和挑战，加大了产业和能源结构调整的压力与成本，体现在以下几个方面。

一是碳减排任务艰巨。

目前，中国是世界上最大的碳排放国，人均碳排放列49位，是全球平均水平的1.6倍。

2019年，中国碳排放量占全球的28.8%，接近排名第2至第5位的美国、印度、俄罗斯和日本四国的总和，远高于约18%的人口和GDP的份额，中国人均碳排放水平虽相当于美国的一半，但已超过英国、法国等国家。

二是碳达峰向碳中和过渡的时间短。

发达国家已实现自然碳达峰，向碳中和过渡的时间有五六十年，其能源转型是沿着先由石油替代煤炭、再由天然气替代石油的递进规律自然形成的，而中国尚未实现碳达峰，城市化进程尚未完成，大量低收入群体在不同程度上存在能源贫困现象，人均能源消费需求仍维持增长，向碳中和过渡的时间仅三十年，调整经济结构和能源结构的任务繁重，能源转型是在没有完成油气时代的条件下直接进入可再生能源时代，造成电力灵活性资源先天匮乏。

三是制造业比重偏高和经济发展任务繁重，能源强度下降空间受到制约。

发达国家已实现高度服务化，能源强度已明显下降，但中国目前刚刚接近高收入国家的门槛，经济发展和追赶任务繁重。

要实现“十四五”规划和2035年远景目标，未来十五年中国经济年均增速仍然需要保持在5%这一较快水平，才能在2025年、2035年分别进入高收入国家、中等发达国家的行列。

为降低单位GDP的能耗和碳排放水平，中国可调整和优化经济结构，淘汰钢铁、水泥、玻璃等过剩行业的部分产能，降低工业经济特别是高排放高污染重化工业的比重，但制造业是立国之基，不能过早去工业化，其在国民经济中的份额宜稳定维持在40%左右。

四是能源转型面临着“富煤、贫油、少气”的资源禀赋瓶颈。

目前，煤炭在中国一次能源消费结构中的比重高达60%，非化石能源占比仅15%，石油和天然气消费高度依赖进口，能源供应安全风险居高不下，水电和核电等清洁能源发展空间受限，光伏发电和风电发展势头虽迅猛但占比太低，调整和优化现有能源结构的回旋空间小，预计未来较长一段时间内煤炭仍将扮演主体能源角色和兜底保障功能。

尽管中国是最大的碳排放国，但减排的潜力大且速度快。

在过去二十余年中，中国的单位GDP碳排放强度下降了40%，仅次于英国，是全球碳强度下降幅度第二大的国家，完成了哥本哈根会议的承诺和“十三五”规划的减排目标。

而且，碳达峰、碳中和目标压力会倒逼中国的产业结构从高污染、高排放的产业向低碳产业加快转型。

低碳产业转型将提高产业的全要素生产率、改变生产方式、培育新的商业模式，有助于促进中国实现经济结构调整、优化和升级的目标。

第二，能源和环境成本上升导致中国制造业成本增加，国际价格竞争力削弱。

碳碳达峰、碳中和目标对中国制造业竞争力的影响是国内关注的一个焦点。

目前，中国是世界工厂和第一制造业大国，约进口了全球一半的金属矿石资源。

据联合国的一项统计，2018年中国制造业增加值达4万亿美元，远超美国的2.3万亿美元、日本的1万亿美元、德国的8000亿美元，约相当于这三个老牌工业强国的总和。

客观地看，中国制造业之所以取得如今世界工厂的地位，固然与高素质且低成本的劳动力、完整的工业产业链