國內外“碳達峰、碳中和”發展布局分析

徐天元，劉尹華，李海強，張詩琪

(國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

1 “碳達峰、碳中和”的概念

碳達峰是指某個地區或行業年度二氧化碳排放量達到歷史最高值，然后經歷平臺期進入持續下降的過程，是二氧化碳排放量由增轉降的歷史拐點，標志著碳排放與經濟發展實現脫鉤，達峰目標包括達峰年份和峰值。

碳中和是指某個地區在一定時間內(一般指1年)人為活動直接和間接排放的二氧化碳，與其通過植樹造林等吸收的二氧化碳相互抵消，實現二氧化碳“凈零排放”。

碳達峰與碳中和緊密相連，前者是后者的基礎和前提，達峰時間的早晚和峰值的高低直接影響碳中和實現的時長和難度；而后者是對前者的緊約束，要求達峰行動方案必須要在實現碳中和的引領下制定。

2 國際碳中和現狀及對我國發展啟示

2.1 國際碳中和現狀

全球已有125個國家/地區提出碳中和愿景，其中6個已實現立法，5個處于立法議案階段，13個已有相關政策文件，99個處于政策文件制定討論中。自巴黎協定以來，盡早實現碳中和、控制溫升已成為全球共識性議題。英國、法國等歐洲發達國家已建成了成熟的碳交易體系，在政策法規成熟度和整體技術的先進性方面處在世界前列。其中英國政府建立了一個具有法律強制性的、覆蓋全國的總量控制與交易機制，即碳削減承諾能源效率體系(CRC體系)，目標是在2020年前實現大型商業和公共機構每年減排120萬t二氧化碳[1]。英國于2010年頒布《碳削減承諾能源效率體系指令》后，CRC體系正式啟動。至2020年其碳排放量連續6年下降，創下130年以來最低水平，年排放量相比交易實施之初下降28.9%[2]。

2.2 對我國碳中和發展啟示

通過發達國家降碳歷程可以看出推廣碳交易是降低社會碳排放的有效手段。目前我國已經在碳交易環節出臺了4項法規、1個實施方案，并選取了與國際接軌的各行業碳排放核算方法，加速了電力行業碳減排和碳交易進程。在此基礎上我國有必要參照發達國家碳中和進程對碳中和進行立法，同時要對電力等各行業碳中和進行整體統一的有效規劃[1]。

設計碳中和策略，首先需要分析碳排放的來源。按照經濟部門，可將碳排放源分為五類：電力與熱力部門(主要為發電環節碳排放)、工業部門(主要為金屬冶煉與化工品制造環節碳排放)、交運部門(主要為陸運、航運、空運碳排放)、建筑部門(建筑施工與家庭生活環節碳排放)、其他部門。基于2018年數據，中國電力與熱力部門碳排放占比最高，達到51%，其次為工業部門(28%)、交運部門(10%)、建筑部門(4%)；美歐日等發達經濟體的相同點在于電熱部門均為碳排放主力，差異點在于工業部門碳排放占比更低，建筑部門碳排放占比更高，與產業結構差異大致相匹配(二產占比更低，三產占比更高)。

在所有國家可實現的全面脫碳情景中，電力的脫碳都必須先于更大范圍的整體經濟脫碳。因此，中國電力系統在未來10年的發展對于其在2030年前實現達峰和在2060年或更早時間實現碳中和目標至關重要。

3 我國各行業碳中和發展布局

中國實現碳中和的策略整體思路與發達經濟體是類似的，即電力部門深度脫碳、非電力部門深度電氣化、終端設備節能提效、碳排放端“綠化”，且上述策略具有優先順序的差異，電力部門脫碳居于最優先地位。簡而言之，若不率先實現發電環節的脫碳，其余環節電氣化反倒可能使得碳排放增加[3]。

3.1 電力碳中和

用清潔燃料代替化石燃料發電是碳中和的重中之重。綜合清潔程度、開發性能、安全性能，發電能源可大致分為3類：煤炭(清潔程度最低，不可再生)→次優能源(原油、天然氣、水電、核電；原油/天然氣清潔度高于煤炭，但不可再生，核電可再生但有安全性隱憂，水電可再生但有開發上限)→優質能源(除水核電外的可再生能源，主要為風、光、生物質，可再生且安全性、開發性等均較優)，2018 年中國煤炭發電占比高達66%，其次為次優能源25%(水電17%、核電4%、天然氣3%、原油1%)，風光等優質能源發電占比合計9%。對比海外發達經濟體，美歐日次優能源是發電主力(美國與日本氣電占比最高，歐洲核電占比最高)，煤炭發電占比分別僅為24%、15%、32%。

根據全球能源互聯網合作組織測算，到2025年，中國發電結構中，煤炭占比將從67%下降至49%，風光發電占比將從 8%上升至20%，氣電、水電、核電等次優能源占比從25%微升至28%；到2050年，煤炭發電占比大幅下降至6%，風光發電上升為主力，合計占比66%，氣電、水電、核電等次優能源占比維持在28%左右，此外生物質發電占比約6%[1]。整體趨勢可概括為煤炭發電持續削減，風光發電持續擴張，次優能源穩定支持，生物質作為補充力量[4]。

3.2 終端非電行業碳中和

擁有電力行業深度脫碳后，將終端非電力行業所使用的能源從化石燃料轉向電力即可實現非電行業碳中和。根據國網能源研究院研究(《國家電網2050：“兩個 50%”的深度解析》，2019年12月發布)，2019年中國終端能耗整體電氣化率僅為26%，工業、建筑、交運部門分別為25%、37%、3%。按其預計，2025年終端能耗整體電氣化率將提升至34%，2050年有望提升至52%，其中交運部門受益于電動車和高鐵滲透率上升，潛在電氣化提升力度最大[5-6]。

細分領域來看，到2050年，建筑部門中的照明、電器、制冷，交運部門中的鐵路電氣化率有望達到90%以上，工業部門中的化工、建材、有色、鋼鐵，建筑部門的采暖、炊事電氣化率預計仍將低于80%，交運部門中的航運、航空電氣化預計低于10%[7]。

3.3 終端設備節能提效

通過技術手段與節能產品的普及，降低設備運行所需要的電力同樣可以達到減排效果。目前可預見的節能提效方式包括工業部門中的工控與工業自動化解決方案、建筑部門中的變頻家電等[8]。

3.4 碳排放端綠化

在上述3種途徑均無法避免的碳排放，通過森林碳匯、CCUS(碳捕捉、利用與封存技術)、回收(塑料回收、生物可降解塑料)等方式實現最終環節的減排。

4 結語

實現“碳達峰、碳中和”需要全社會各行業共同努力，統籌好發展與安全、保供與節能、成本與價格，研究制定政府指導、政策引導、市場調節、全社會共同參與的國家行動方案，整體實施、持續推進。