碳中和目标实现下中国转型发展路径研究

碳中和目标不仅会促进中国能源系统低碳转型，也将推动中国经济结构发生转变。研究梳理了碳达峰国家达峰时的能源结构、经济特征和重点领域碳中和政策，从而识别出需重点关注的减排措施和低碳政策。基于此，利用中国能源经济动态可计算一般均衡模型（CGE模型），综合模拟了四种类型减排政策（组合）对中国宏观经济、能源和排放的影响，分析了中国在碳中和目标约束下的碳排放路径、行业减排规划、能源深度脱碳进程等多个层面的转型发展方案。研究表明，1 295个组合政策情景中仅有48个政策组合可实现碳中和目标，减排任务艰巨；要实现碳中和目标，中国能源排放需在2029年前达峰，峰值不超过104.2亿吨，2040年和2050年的碳排放量需控制在77亿吨和45亿吨以下；化石能源、电力、重工业和轻工业是重点减排部门，不同时期需重点聚焦的部门需要动态调整；加快能源结构向非化石能源转型，强化电能在终端用能中的主体地位，2060年非化石能源消费占比超过81%，终端电气化率需提高至74%；实现碳中和目标的整体经济代价可控，2020—2060年GDP年均增速有望保持在3.46%左右。     

中国碳达峰碳中和时间表与路线图研究

实现中国碳中和目标时间紧、任务重,是一项复杂系统工程。科学制定减排的时间表和路线图,需要处理好长期与短期、减排与发展、局部与总体的协同关系。为此,应用自主设计并构建的国家能源技术模型(C³IAM/NET),提出了兼顾经济性和安全性的中国碳达峰碳中和时间表和路线图,明确了中国碳排放总体路径、行业减排责任、重点技术规划等多个层面的具体行动方案。结果表明：当2060年碳汇可用量为10～30亿吨时,为达到低成本和安全实现“双碳”目标的要求,在不同社会经济发展情景下,中国需在2026—2029年间实现碳达峰,峰值不超过127亿吨CO₂(含工业过程排放);2060年的碳排放主要来源于电力、钢铁、化工、交通等部门;为实现碳中和目标,能源结构需加速转型,但2040年前中国仍将是以煤为主的能源格局,2030年煤炭占比不低于44%。在全国和行业路线图基础上,进一步给出了实现全国“双碳”目标对应的钢铁、水泥、有色、化工、建筑、交通、电力等重点行业的碳排放路径和技术布局方案,为中国引领和参与全球气候治理提供了科学依据和可操作性的行动方案。     

碳中和目标下中国碳排放路径研究

气候变化是当今人类面临的重大全球性挑战。中国是第一大碳排放国,在全球气候治理中起着关键作用。继2015年气候变化巴黎大会之后,中国在2020年联合国大会一般性辩论和气候雄心峰会等重要会议上,首次提出了争取2030年前碳达峰,2060年前碳中和,2030年碳强度下降65%、非化石能源比重达到25%等中长期战略目标。这一系列里程碑意义的新目标,彰显了中国负责任的大国担当,也是实现中国高质量发展的客观要求。为支撑国家应对气候变化战略实施,围绕碳达峰与碳中和目标,利用自主研发的国家能源技术经济模型（C3IAM/NET）,从自下而上的行业视角,研究了中国中长期CO₂排放的总体目标和实现路径;分析了不同经济增速和减排力度情景下,能源系统、碳捕集与封存技术以及碳汇的贡献程度。研究发现:全国CO₂排放量有望于2025年实现达峰,峰值约108亿吨,最晚于2030年达峰。通过能源系统实施不同减排努力,并结合碳捕集与封存技术部署,到2060年,与能源相关的CO₂排放量仍将存在3亿~31亿吨,主要来自电力、钢铁、化工、交通等行业,需要森林、海洋碳汇来吸收。并针对电力、工业、交通、建筑等重点领域和行业提出了建议。     

安徽省工业碳达峰的多情景分析

工业作为碳排放的主要来源,其排放规律和趋势直接决定安徽省碳达峰的时间和水平。基于核算的2001—2020年安徽省16市工业碳排放数据,结合广义迪氏指数分解模型和蒙特卡罗模拟对2022—2035年皖北、皖中、皖南工业碳达峰进行动态情景分析。结果表明：安徽省工业碳排放区域不均衡性突出,皖北工业碳排放量长期大于皖中和皖南地区;产出规模和产出碳强度分别是工业碳排放的主要促增和促降因素,人口规模在“十三五”时期呈现促降效应;在强化减排情景下,安徽省工业有望实现2030年前碳达峰目标,峰值约为4.74亿吨,基准情景和低碳发展情景下碳排放仍会持续增长。对此,安徽省需加快形成绿色低碳能源供应系统和消费模式,推动非化石能源从补充性能源向替代性能源转变,只有施行严格的节能减排政策,碳排放量才具备2030年前下降的条件和空间。     

碳达峰碳中和的学理阐释与路径分析

2030年前碳达峰、2060年前碳中和具有提升应对气候变化行动力、引领全球气候治理、推进经济高质量发展等多重战略意义。碳达峰碳中和既是科学问题,也是政策问题。基于"环境—社会—经济"包容关系的可持续发展框架,碳达峰碳中和实质上是二氧化碳排放与经济发展的关系问题,受规模效应、结构效应、技术效应和要素替代效应的复合影响。其实现将遵循控制化石能源消费、高比例发展可再生能源,发展负排放技术和自然碳汇的路径,分别以降低绿色溢价和提升社会治理效能作为充分和必要条件。中国将以收紧目标约束,提前达峰、削峰发展,明确方向性问题,制定差异化行动方案,促进多层面、多主体社会治理为政策导向,推动碳达峰碳中和目标如期实现。     

2060年碳中和引致中国经济系统根本性变革

在面临诸多不利条件和巨大挑战下,中国毅然决然作出了"2030年前碳达峰、2060年前碳中和"承诺,彰显为推进全球气候变化治理和构建人类命运共同体所作出的巨大努力;2060年前实现碳中和,要求中国经济系统必须进行彻底的绿色低碳转型发展.针对实现碳中和目标引发能源体系的革命性变革进行了分析,并分领域阐述了碳中和目标如何"倒逼"经济发展方式的根本转型;同时,对处理好2030年前碳达峰与2060年前碳中和的辩证关系、发挥碳减排与污染治理的协同效应、实现碳中和与提升产业竞争力等问题进行了探讨.进而对促进中国经济系统根本性变革,为确保如期在2060年前实现碳中和,在政策设计、科技创新、体制机制改革、国际合作等方面提出了对策建议.     

四川省近零碳排放园区建设的路径探索

党的二十大明确要求积极稳妥推进碳达峰和碳中和。工业、产业等园区是碳排放集中区域,推动园区绿色低碳发展、开展近零碳排放园区建设是四川省实现碳达峰碳中和目标的重要举措。当前,四川省碳排放的主要特点是:碳排放量呈现明显上升趋势;工业是碳排放的核心产业领域;煤炭消费碳排放量占据主导地位;清洁能源消费占比正在逐年提高。为了推动和优化四川省近零碳排放园区建设,为未来经济增长提供可持续的动力,应通过实施园区差异化建设、推动产业低碳转型、重视降碳技术研发应用、数字赋能碳排管理、积极布局生态碳汇等举措,不断推动四川省经济结构优化升级。     

传统工业园区实现“双碳”目标路径研究

为实现党中央、国务院在应对全球气候变化时所作出的碳达峰碳中和重大战略计划，传统工业园区将成为未来一段时期内实现工业部门精准脱碳研究的关键靶点。梳理江苏最大的化工园区——南京江北新材料科技园的碳排放量、排放强度以及排放来源，利用Tapio脱钩模型探究碳排放与经济发展之间的脱钩关系，然后利用LMDI法分解园区碳排放驱动因素，进而建立多情景仿真模型探索园区碳减排的潜力和实现双碳目标的路径。研究表明，园区目前能源消费过度依赖于化石能源，碳排放与经济发展之间存在着负脱钩状态，产值结构持续推动园区碳排放升高，而能源强度则是促进园区减排的主导因素。仿真结果显示，未来通过能源结构调整、技术革新、产业结构优化和CCUS技术协同应用有助于园区率先实现双碳目标。通过定量分析验证了南京江北新材料科技园可以早日实现双碳目标，同时为园区提出建设性的政策意见，进而能够为其他传统工业园区日后的绿色低碳转型发展提供实际参考。     

中国实现2030年前碳达峰目标及主要途径

中国政府明确提出2030年前碳达峰、2060年前碳中和目标,从相对减排到绝对减排,进而零排放,成为雄心勃勃的"中国方案"与路线图.在阐释中国减排承诺及意义的基础上,认为应对全球气候变化既是中国实现社会主义现代化的最大挑战,也是实现绿色工业化、城镇化、农业农村现代化的最大机遇;中国要实现2030年前碳达峰核心目标,须建立倒逼机制,分为四个十年阶段、八个五年规划,逐步推动绿色改革绿色创新;进而明确提出了20个方面的主要实现路径和政策建议,即控制能源消耗总量及增速约束性目标、大幅度提升非化石能源占一次能源消费比重、大幅度消减煤炭生产量和消费量,等等,以形成"政策合力""协同效应",在推动中国高质量发展中有助经济社会发展全面绿色转型,并成为推动全球能源转型的重中之重.     

基于结构与效率双控的北京市碳达峰优化路径仿真模拟研究

中国政府明确提出了2030年前碳达峰、2060年碳中和的“两步走”目标,北京市率先实现碳达峰是发挥全国科技创新中心和绿色发展首善之区作用的职责所在,也是高质量发展的内在要求。为探索北京市碳达峰的时间表和路线图,研究了创新性开发北京市碳达峰模拟器,利用复杂系统动态仿真的方法,模拟预测2020—2035年北京市经济、能源和碳排放的演进规律。模拟结果表明：考虑外调电力碳排放情况下,结构与效率双管齐下时,北京市在2027年实现碳达峰,碳达峰值为14 751万吨;碳达峰后实现绝对脱钩发展,至2035年碳排放量保持稳定下降态势,同时,GDP保持稳定增长态势,年平均增长率近4%;新能源在能源消费中占比在达峰年达12%,且逐年提升到2035年达31%,此时北京市的整体能源效率较2017年水平相比提升了51%;产业和能源结构优化的边际减排效果在碳达峰前更为显著,在后期能源效率提升的边际效果则更为突出。     

民族地区低碳经济发展现状与路径探析

在国家“碳达峰碳中和”战略目标背景下,民族地区走低碳经济发展之路是必然选择。当前,民族地区低碳经济试点已实现全覆盖,通过不断优化产业结构和调整能源结构,持续推进“能耗”双控和节能减排,大力发展可再生能源和碳汇经济,碳排放强度逐渐降低,碳排放快速增长势头已得到初步扭转,但是“高碳”经济仍占主导,能源结构与产业结构依旧偏重,低碳经济发展环境相对脆弱,面临较大的转型压力。新时代,民族地区应秉承“绿水青山就是金山银山”的发展理念,紧抓国家大力倡导发展低碳经济的时代机遇,立足资源禀赋优势,不断完善低碳经济发展机制,加快产业结构和能源结构调整,主动参与全国碳排放权交易市场建设,推进低碳技术创新,推广低碳经济试点,充分发挥低碳经济发展后发优势。     

我国西北地区碳达峰碳中和实现路径研究

碳达峰碳中和是破解我国面临的资源环境约束突出问题,构建低碳经济体系、倒逼能源转型,促进高质量发展的重要举措。我国西北地区以化石能源为主,风力、光伏资源富集,双碳目标的实现可有效解决西北地区经济落后的现状,对该区域可持续发展有积极意义。在分析国内外碳达峰碳中和研发、实施情况及西北地区双碳现状的基础上,提出西北地区双碳目标的实现路径,即立足于西北地区资源能源禀赋,坚持可持续发展,先立后破,推动能源低碳转型平稳过渡原则。继而提出加快碳捕集技术研发及应用;以再生能源促电力系统转型;重视储能技术研究;加速西北地区碳交易市场建设;通过生态建设提升荒漠碳汇功能的解决方法,以高质量发展和科技创新使西北地区逐步达到碳中和。     

“双碳”目标约束下的中国城市群高质量发展SD模型与模拟

高质量碳排放已成为未来我国经济高质量发展的重要目标之一。将碳排放和碳吸收作为主控要素嵌入系统动力学(SD)模型,构建基于“双碳”目标约束的中国城市群高质量发展SD模型,运用2019年数据和系统参数,模拟预测在基准情景和高质量发展情景下,2030年和2060年的城市群碳达峰、碳中和情况。结果表明:真实性检验证明模型模拟效果良好,具有可操作性;在基准情景下,“双碳”目标难以实现,碳排放系统濒临崩溃,但在高质量发展情景下,除中部城市群外,其他城市群均能在“十四五”规划提出的年限内实现“双碳”目标;城市群高质量发展过程中要想真正实现“双碳”目标,要明确低碳技术是重要手段,工业转型是关键,同时要实现能源和产业结构系统性变革,促进绿色经济能源使用。     

化石能源领域碳减排研究综述

化石能源具有高碳排放性。自从化石能源成为人类不可或缺的燃料以来,导致全球气温变暖、海平面上升等灾害持续发生。当前,国内外均在强调碳中和、可持续发展、绿色生活等环保理念,世界主要经济体也在努力提高化石能源利用率、创新低碳技术、减少碳排放。学术界一直将化石能源的减排和低碳化作为研究重点,从区域层面、行业层面和企业层面就化石能源碳减排问题进行了深入探索。在化石能源碳减排的未来研究中,化石能源碳减排行为的来源、化石能源碳减排技术的应用、化石能源供应链减排、化石能源产业链协同减排等方面的研究应该成为学术界的关注重点。     

碳中和背景下的广义节能——基于产业结构调整、低碳消费和循环经济的节能新内涵

当前，节能仍然是全球减少二氧化碳排放的关键手段。中国目前的能源结构以煤为主，节能是较为有效且成本较低的减排措施。中国过去在节能领域的工作以提高能源效率为主，已经取得了显著的成果，但碳中和目标对中国的能源需求总量控制提出了更高的要求。站在一个广义的角度来理解，碳中和背景下的节能不仅在于提高能源效率，同时也包括产业结构调整、低碳消费和循环经济。中国是一个发展中国家，未来经济仍将继续以中高速增长。由于中国的能源消费结构仍是“生产型”而非“消费型”,因此通过产业结构调整能更快地减少能源消耗，同时促进脱煤和减排，实现经济高质量发展。此外，中国经济增长需要鼓励消费，但其他条件不变，更多的消费却意味着更大的能耗和更多的碳排放。解决这一矛盾需要鼓励清洁低碳消费。预期人均能源消费及居民部门能源消费占比将持续增加的前提下，中国需要倡导低碳消费以倒逼企业低碳清洁生产。循环经济也是解决消费增长与碳排放矛盾的重要方面。中国正处于技术高速进步阶段，产品更新换代频繁，需要尽可能实现再利用、再生产、再循环。所以，在碳中和的背景下，政策制定者需要更广义地看待节能的内涵，并制定和完善具体政策，坚持生产侧和消费侧并重。     

碳定价对中国电力行业碳达峰的影响

电力行业是中国碳排放量最大的行业,电力行业的低碳转型可以从根本上改变中国能源系统的高碳特征。利用TIMES模型构建了2010—2050年电力行业低碳路径分析模型,设计了不存在碳市场的参考情景和引入碳价格的碳定价情景,研究了两种情景下的电力行业碳排放、装机容量等关键指标的变化情况。在参考情景下,电力行业碳排放量在2027年达峰,峰值约41亿t,随后碳排放量缓慢下降到2050年的37.6亿t。在碳定价情景下,电力行业能够较早地实现碳排放峰值。碳定价过低无法发挥碳价格的减排效果,碳定价过高则给火电厂带来过高的近期成本,建议碳价格在60~125元/t之间运行。     

关于碳中和的几个基本问题的分析与思考

实现碳中和,需要对碳中和的实际要义把握准确。本文就碳中和的几个基本问题展开分析讨论,从环境、技术、经济、安全、国际合作等多个视角探析表明：碳中和需要聚焦,关键和重点必须锁定化石能源燃烧排放的二氧化碳;化石能源具有短期的“压舱石”地位,但其属性表明不可能驶向可持续的未来,其有序退出具有必然性,颠覆性的零碳能源生产与消费革命性技术创新正在提速市场挤出化石能源的进程;零碳能源导向的碳中和进程正在化解市场阻力,释放高质量发展的动能;碳捕获和碳汇不可或缺,但不能寄予厚望;碳中和需要资金,但资金流巨大,零碳产业产品已然具有并在不断提升市场竞争力;投资高碳,不仅高碳锁定增加碳中和的难度,而且加剧能源安全风险,难以避免市场挤出的风险,造成巨额资产闲置;去碳是潮流所向、大势所趋,不仅是国际道义站位的竞争和话语权重的标志,也是市场竞争力的焦点所在;迈向碳中和,中国的目标年是2060年前,不是一蹴而就,勿需急、不必急,行稳才能致远;但也不能等、不可慢,需要目标精准、布局有序、只争朝夕、全面转型;碳中和不仅是能源革命,更是一种生产关系和发展范式的革命性转型。     

城市交通能源结构与碳达峰情景分析——以南京为例

交通部门能源消费结构低碳化转型是城市范围内实现碳达峰与碳中和目标的关键。而交通部门在用能结构、排放形式、功能等方面具有多重差异性,现有研究往往基于宏观模型测算,无法充分体现交通能源消费的差异性和复杂性,本研究基于城市交通能源消费数据,以南京市为例,测算了不同类型城市交通CO₂排放总量,并针对南京市是否可以在2030年前实现交通碳达峰目标展开讨论。结果表明：城市交通能源结构低碳化转型对南京市在2030年前实现城市交通碳达峰具有决定性的作用,私人交通工具使用强度降低对达峰时间影响较小,对降低峰值作用较大,机动车排放控制技术的发展可以有效降低峰值但对达峰时间无明显影响。     

中国碳强度承诺的含义、特点与履行

中国碳强度承诺是中国的国家温室气体中期减排目标。中国碳强度只统计绝大部分CO2排放,且不扣除碳汇。中国碳强度承诺具有正当性、严格性和国内约束性,也具有一定程度的模糊性。中国降低碳强度的重点是控制化石燃料燃烧引起的CO2排放,为此必须节约能源和降低能源排放因子。     

中国碳达峰碳中和路径优化方法

碳中和是涉及自然、社会、经济、行为、技术、能源等多系统交织耦合和多重反馈的复杂巨系统,面临跨系统跨部门耦合性、分行业异构性、技术成本动态性、技术和行为演变非线性、社会经济不确定性等诸多挑战。开展“双碳”目标约束下碳排放技术体系研究,亟需建立能刻画上述挑战内涵的方法和技术。为此,从复杂系统的视角,自主设计构建了自下而上的国家能源技术模型(C³IAM/NET),耦合“能源加工转换—运输配送—终端使用—末端回收治理”全过程、行业“原料—燃料—工艺—技术—产品/服务”全链条,实现以需定产、供需联动、技术经济协同的复杂系统建模。为碳达峰碳中和路径优化、时间表和路线图的设计提供了有效的方法和工具。该工具成功应用于中国碳达峰和碳中和路径的优化设计,但为了方便不同类型读者的阅读,关于模型应用的相关内容,将在本文的姊妹篇(中国碳达峰碳中和时间表与路线图研究)中介绍。