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迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 目录 0. 责任：全球 “ 碳共同体 ” 中的中国担当 . 1 0.1 “ 隐含碳 ” ：中国肩负的世界责任 . 1 0.2 “2030 碳达峰、 2060碳中和 ” ：中国的承诺与担当 . 3 1. 全局：低碳化重塑的政策制定约束 . 5 1.1 中央政府面临的 “ 碳约束 ” . 5 1.1.1 如何为碳排下好定义、算好账 . 5 1.1.2 经济发展如何与化石燃料消耗脱钩 . 5 1.1.3 如何协调好长 短期目标 . 8 1.2 地方政府面临的 “ 碳约束 ” . 10 1.2.1 行动方案编制的属地化 适配 . 10 1.2.2 “3060” 目标对地方财政的不均衡影响 . 11 1.2.3 “3 060” 目标对地方就业的不均衡影响 . 12 2. 解析：碳中和目标的全方位分解 . 14 2.1 时间维度分解：中国碳约束目标的节奏把控要点 . 14 2.2 空间维度分解：中国碳排放活动的区域格局要点 . 16 2.3 要素维度分解：中国碳目标的政府和市场协同要点 . 23 3. 投资：为决定性低碳转型调集资金 . 24 3.1 碳中和 资金 缺口 测算 . 24 3.1.1 已有研究概览 . 24 3.1.2 碳中和资金缺口 测算过程 . 25 3.2 当前碳中和 投资面临 的 主要问题 . 27 3.2.1 资本来源单一：社会资本激励有待强化 . 27 3.2.2 资本 结构 失衡：股权投资占比明显偏低 . 27 3.2.3 他山之石：国外 碳中和投资的经验借鉴 . 28 4. 技术：创新技术引导零碳产业化 . 32 4.1 碳中和图景中的技术前瞻 /技术洞见 . 32 4.2 碳中和背景下可加速商业化落地的十大技术方向 . 33 4.2.1 破局续航天花板的固态电池技术 . 33 4.2.2 太阳能搭配锂电池的一体化家用储能 . 34 4.2.3 促进节能 减排的新材料技术 . 34 4.2.4 缓堵减排的智慧车路协同技术 . 35 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 4.2.5 暖通空调 AI数据 采集与节能控制系统 . 35 4.2.6 高能效比的存算一体 AI芯片 . 36 4.2.7 “ 化石能源 +CCUS” 的低碳排放技术 . 37 4.2.8 直接 空气中碳捕获技术 . 37 4.2.9 碳排放的量化和审计技术 . 37 4.2.10增强环境友好性的合成 生物技术 . 38 5. 使命：红杉中国赋能零碳科技创新生态 . 40 5.1 红杉中国 Family 的零碳部署 . 40 5.1.1 红杉中国的零碳生态 . 40 5.1.2 红杉中国被投的零碳建树 . 42 5.2 红杉中国的十大碳中和未来行动愿景 . 44 5.2.1 坚定拓展布局碳中和长坡赛道 . 44 5.2.2 关注全面覆盖五大排放部门的终端节能 . 45 5.2.3 培育提升碳中和各细分赛道的隐形冠军 . 45 5.2.4 挖掘更多基于自然解决方案的早期优秀企业 . 45 5.2.5 继续坚定将 ESG因素纳入投资和决策流程 . 46 5.2.6 扩大 绿色实践及相关信息披露 . 46 5.2.7 强化零碳产业政策研究 使投资符合可持续发展目标 . 46 5.2.8 加速低碳新技术从实验室到市场的转换 . 47 5.2.9 2025年前完全放弃本地数据中心 采用云端数据中心 . 47 5.2.10 充分行使积极所有权与被投共建 “ 公民碳普惠 ” 社会 . 48 6. 合力：中国长期低碳发展的政策建议 . 49 6.1 市场化推动新技术相关政策 . 49 6.2 促进市场化资本助力碳中和的政策 . 50 6.3 完善相关配套性基础政策 . 51 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 1 0. 责任：全球 “碳共同体 ”中的中国担当 从工业革命开始，人类活动便前所未有地撼动了地球的自然平衡。碳循环体系首当其 冲，碳源和碳汇的平衡不再，引发了世界对全球变暖、海平面上升等后果的思考。面对日 益严峻的气候危机挑战，习近平主席宣布中国在 2030 年前碳达峰（排放达到峰值）、 2060 年碳中和（净零排放）的目标。欧盟决定 2030 年前加大减排， 2050 年实现碳中和； 拜登政府上任后宣布美国重返巴黎气候协议 实现碳中和、回归人与自然和谐关系的重 任需要各国鼎力合作，但纵观历史、遍览各国，在构建人类命运共同体的过程中，中国为 全球气候治理承担的责任与 展现的 勇气未有 先例。 0.1 “隐含碳 ”：中国肩负的世界责任 中国在国际贸易中为其他国家生产消费品的同时，承担了大量本应属于他国的 “隐含 碳 ”排放，数量上约等于美、日、加、英四国滞留在他国的碳排总和。 在国际贸易中，制 造业 多 集中于发展中国家、而最终产品 却很多被发达国家所消费 。如此一来，这些消费在 发展中国家的碳排放，实则是发达国家通过产业链生产端的外包而形成的 、 对发展中国家 的碳排放转移 ， 这一类碳排被称为国际贸易中的 “隐含碳 ”。 中国作为 “世界工厂 ”，生产了 大量用于其他国家消费的产品，因而中国本土滞留了大量 “隐含碳 ”。 OECD数据显示，中 国净出口贸易中的隐含碳排放在 2015年高达 20.14亿吨，接近美、日、加、英滞留他国的 “隐含碳 ”总量（共 22.04 亿吨），相当于全球碳排放第四大国印度一年的碳排放总量。为 了计算更为精准，可以在净出口贸易口径基础上，进一步统计加上净进口中的国内隐含碳， 那么中国承担的 “隐含碳 ”总量为 20.94 亿吨，超过 OECD 所有成员国滞留他国的 “隐含碳 ” 总量之和（共 29.82 亿吨）的 70%。 “隐含碳 ”排放国的界定关乎国际责任，但中国毅 然以一己之力承担了占中国全部碳排 放量约 1/4 的隐含碳排放责任 1。 1 世界银行数据显示中国 2015年总碳排 74亿吨，哈佛大学 Belfer Center 显示 85亿吨 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 2 图 1 2005-2015 年主要经济体贸易中的隐含碳趋势（单位：百万吨） 数据来源： OECD，红杉中国 图 2 2015 年各国进出口贸易中的隐含碳对比（单位：百万吨） 数据来源： OECD，红杉中国 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 中国（净出口） 美 -日 -英 -加（净进口） -4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 澳 大 利 亚 加 拿 大 法 国 德 国 意 大 利 日 本 韩 国 墨 西 哥 荷 兰 土 耳 其 美 国 英 国 巴 西 中 国 印 度 俄 罗 斯 沙 特 阿 拉 伯 新 加 坡 泰 国 越 南 OECD 非 OECD 欧盟 28 国 净出口中的国内隐含碳 净进口中的国内隐含碳 净出口中的国外隐含碳 净进口中的国外隐含碳 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 3 0.2 “2030碳达峰、 2060 碳中和 ”：中国的承诺与担当 “目前中国人均国内生产总值为 1 万美元，按照十四五规划目标，到 2035 年人均国内 生产总值达到中等发达国家收入水平，到 2050 年达到发达国家的人均收入水平。在这种 背景下，中国将面临双重挑战；用一句通俗的话来形容，既要马儿跑得快，又要马儿少吃 草，即少排放，或者是零排放。 ” 刘世锦 十三届全国政协经济委员会副主任 中国 推进 碳中和 的 速度将远快于欧美，减排任务 的 艰巨程度史无前例。 自然的 研究成果指出 2， 15 个已知的全球气候临界点，已有 9 个被激活。在这样的大背景下，世 界其他主要经济体也纷纷显示其减排决心：欧盟和美国都表示在 2050 年实现碳中和。然 而欧盟已于 1979 年碳达峰，美国于 2005 年达峰，各自有 71 年和 45 年的时间从峰值走向 净零排放。作为世界上最大的发展中国家，中国 “2030 碳达峰、 2060 碳中和 ”的决心要求 仅用 30 年从峰值降至零排放，中国的中和斜率会远陡峭于欧美，减排速度要超出欧盟一 倍，未来四十年的碳中和任务时间紧、任务重。 图 3 主要经济体达成碳中和任务的预期速率对比（单位：百万吨 /年） 数据来源：世界银行、清华 -布鲁金斯公共政策研究中心、红杉中国 2 光明日报，绿色低碳发展道路彰显中国责任担当， 2021年 01月 25日 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 中国 美国 欧盟 日本 碳达峰 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 4 同时，不同于欧美 “先污染、后治理 ”的策略，中国 “碳达峰、碳中和 ”目标采取低碳或 者零碳的绿色技术和产业体系，同时实现高生产率，力争减碳和增长双赢。所以， 作为一 个超大型经济体，在人均 GDP 已达 1 万美元、又有碳中和减排巨大压力 的背景下 ， 中国 仍然要承担国际贸易中的 “隐含碳 ”任务、协同 “一带一路 ”沿线国家走向绿色清洁、保持较 高增速和高质量发展。某种意义上来讲，中国选择了一条刀锋之路，彰显了负责任大国的 担当与决心。 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 5 1. 全局：低碳化重塑的政策制定约束 1.1 中央政府面临的 “碳约束 ” 1.1.1 如何为碳排下好定义、算好账 需要明确的是 ， “3060”目标是否只针对二氧化碳，还是涵盖所有温室气体（ GHGs） ， 对 “排放 ”的 界定 将影响后续的测算和行动计划制定。目前学界对此未有统一口径，清华大 学气候变化与可持续发展研究院（ ICCSD）在解读 “碳中和 ”目标时，研究人员纳入了所有 温室气体排放目录，马里兰大学在其对中国碳中和路径的研究中则将对象限定于二氧化碳。 中国提出 “2030 碳达峰、 2060 碳中和 ”的目标，描绘了全国的减排图景，而这个全国 性目标分解下沉后，各地的压力和任务大不相同。在全国碳中和的大目标下，如何稳扎稳 打、步步推进，需要中央引导地方先 “算好账 ”：每个省现状是怎样的、排放了多少碳、每 年可以减排多少碳、本省可以中和多少碳。没有系统的测算，各省即使对当地的实际情况 有所了解，也无法有全局观地、科学地推进碳中和事宜。 国家发展改革委在碳排放核算专家座谈会上指出 3，应尽快研究 提出科学合理、简明 适用的碳排放核算要求，明确核算边界与核算方法 ，指导各地区各行业扎实开展碳排放 摸底和达峰前景分析。 1.1.2 经济发展如何与化石燃料消耗脱钩 “3060”目标的提出，必然引导中国向低碳经济转型，以更好与其他经济体在低碳技术、 低碳产业和低碳规则中竞争与合作。低碳经济给中国的发展模式带来巨大挑战，究其原因， 在于中国的经济发展长期以来与化石燃料密切相关。 第一，以煤为主的能源结构是中国向低碳发展模式转变的一个长期制约因素。 高碳 模式是中国能源结构的重要特征。国家统计局数据显示，近十年来，中国的能源生产、消 费集中在化石燃料上。 2019 年，高碳排的煤炭生产占全部生产的 68.8%，煤炭消费达 28 亿吨。根据国家统计局中华人民 共和国 2020 年国民经济和社会发展统计公报， 2020 年我国 GDP 增长 2.3%，达 1015986 亿元，其中第一产业增加值占 GDP 比重为 7.7%，第 二产业占比 37.8%，第三产业比重为 54.5%。 这其中有两点值得关注：一、占 GDP 总量第二位的第二产业消耗了 76%的化石燃料， 显示工业生产技术具有高碳消费特征，说明 中国的工业化与现代化仍由高碳驱动 ；二、 结合 GDP 总量和能耗来看（见图 6）， 中国 GDP 单位能耗为世界平均水平的 1.5 倍 ，表 明我国经济对能源的依赖程度仍旧很高，各行业内部能源利用效率有上升空间。因此，为 3 国家发展改革委官网，国家发展改革委环资司召开碳排放核算专家座谈会， 2021年 3月 26日 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 6 实 现 “碳达峰、碳中和 ”目标，中国的目光应更多放在工业产业的减碳上，关注能源的使用 效率。 图 4 2010-2019 年中国能源生产结构 数据来源：国家统计局，红杉中国 图 5 2010-2019 年中国能源消费情况 （单位：万吨） 数据来源：国家统计局，红杉中国 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 7 图 6 1990-2015 年世界主要经济体及世界平均 GDP 单位能耗对比 4 （单位： 2011 年不变价购买力平价美元 /千克石油当量） 数据来源：世界银行，红杉中国 第二，长期以来的高碳经济发展模式是基于一系列以化石能源为基础的技术系统和 能源利用系统建立起来的，随着该模式不断获得收益、扩大规模，路径依赖过程趋向于 强化，中国经济容易出现 “碳锁定 ”状态。 由于火电厂一般都具有 50 年以上的寿命周期， 即使不再新建火电厂，已经建成的火电厂也将继续发挥着供能的作用，这段时期的大部分 排放仍会来自于燃煤电厂。根据清华大学气候变化与可持续发展研究院（ ICCSD）预测的 低碳发展路径，至 2050 年，煤炭占中国能源供应的比例将不足 5%，占电力行业比例也将 远低于 10%。这意味着，除少许例外，中国当 前运转的 3000 台燃煤发电机组（见图 7） 和 5000 座煤矿将被全部关闭。也就是说，这些燃煤电厂的平均退役年限将减少为 30 年。 而中国拥有全球目前超过一半的煤电装机容量，且燃煤电厂的平均产能利用率不断下降。 至 2019 年，这一数字下降到 50%以下，这一数据警示，在实现碳中和的道路上，很可能 会出现资产搁置的状况。综上，在接下来的几十年里，中国面临着在逐步淘汰煤炭的同时 平衡多个优先事项的巨大挑战，在避免资产搁置的同时，又要满足各地发展的用电需求。 4 世界银行采用的单位为 2011年不变价购买力平价美元 /千克石油当量，即 GDP单位能耗越大，数据 越小 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 中国 德国 英国 日本 美国 世界 中国 GDP 单位能耗 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 8 图 7 2021 年 3 月中国现有煤电厂位置、规模与类型 数据来源： Cui et al.5 1.1.3 如何协调好长短期目标 清华大学气候变化与可持续发展研究院（ ICCSD）研究人员表示，按照当前的二氧化 碳排放限额，排放量仍将在 2020 年到 2025 年间增长 4%，几乎是每年增长 1%。这些持续 增长的碳排放，难以同应对气候变化的巴黎协定控制升温在 2C 甚至 1.5C 内的全球 减排路径相一致 。 中国受限于自身发展系统的 “惯性 ”，即前文所提到的 “碳锁定 ”，将落后 于上述目标，后期为了追赶， 则各部门必然于碳达峰后加大减排压力。 若按照 ICCSD 的路径建议（见图 8）， “2025 年非化石能源占比 20%、 2030 年占比 25%”， 那么非化石能源增速必须从当前的 0.8%加速至 2030年后 3%，速度 接近翻两番 ； 同理， 2030 年后的碳排放量必须以每年 4%左右的速度下降，如此才能在 2060 年达到 “净 零 ”。 5 Cui, Ryna Yiyun, et al. A plant-by-plant strategy for high-ambition coal power phaseout in China. Nature Communications 12.1 （ 2021） : 1-10. 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 9 因而为实现 “碳中和 ”目标，中国的近期经济发展目标和相关政策必须与长期 “碳中和 ” 目标相一致。若其中的矛盾无法调和，上述净零速度将会给 2030 后的中国施加巨大的压 力。 “很多繁重的任务正在留给 2030 年以后。 ” “扩大老式经济增长模式与促进绿色增长之间的核心矛盾似乎尚未解决。 ” Lauri Myllyvirta 赫尔辛基能源和清洁空气研究中心首席分析师 图 8 碳中和达成所需的各阶段能源结构和排放变化平均速率 6 数据来源：清华大学气候变化与可持续发展研究院（ ICCSD） 6 清华大学气候变化与可持续发展研究院（ ICCSD）对 2025年、 2030年和 2050 年的预测（以年变化率 显示）与 2015-2020情况比较 -1.3% 0.8% 1.3% -1.2% 0.8% 0.8% -1.2% 1.0% -1.8% 3.0% -4.6%-5.0% -4.0% -3.0% -2.0% -1.0% 0.0% 1.0% 2.0% 3.0% 4.0% 5.0% 煤炭在能源结构中的占比 非化石能源占比 二氧化碳排放量 2015-2020 2020-2025 2025-2030 2030-2050 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 10 1.2 地方政府面临的 “碳约束 ” 1.2.1 行动方案编制的属地化适配 “我国地域辽阔，各地方产业结构、资源禀赋不一样，低碳发展的路径及工作重点也 不一样。 ” 李高 生态环境部应对气候变化司司长 中国地域广大，各地区发展不平衡，自然资源条件迥异，国家对不同区域发展的战略 定位、产业布局也有很大差别。学界和产业界已经有基于城市产业特征对其进行分类的尝 试，中国人民大学重阳金融研究院通过采集与城市绿色发展和碳减排相关数据（ GDP、 工业发展指数、空气污染指数等），根据城市发展特点将城市进行分类（如下表所示）： 服务型城市、工业型城市、综合型城市和农业型城市。 城市类型 代表城市 城市特征 服务型城市 北京 服务型企业占比大，工业企业占比很少，重工业企业基本外迁 工业型城市 宁波 工业企业的碳排放占比大，碳排放总量和强度基数高，增长惯性大， 碳减排任务繁重 综合型城市 武汉 工业与服务型企业占比相当，碳排放总量和强度基数不低 农业型城市 西双版纳 农业养殖和农业机械耕种的碳排放占比高 在编制具体的行动方案时，资源禀赋不同的各地存在着不同挑战。例如，青海省产业 结构偏粗放、第二产业占比大；以江苏省为例的东部沿海省份则存在土地资源 少 、电力供 给紧张等生产要素方面的短板。 对于碳排已达峰和尚未达峰的地区来说，其工作重心亦有所不同。 巩固达峰成效是已达峰地区的关键任务。 “十四五 ”是北京稳定碳排放的关键期，因北 京工业比重已经很小，服务业比例达到 83.1%，凸显了能源消费面向服务业、面向都市的 特征，所以目前治理燃煤的效应会减小。 尚未达峰的地区面临更大的能源转型压力。以粤港澳大湾区为例 7，尽管大湾区能源 结构和能源强度处于全国先进水平，但化石能源占比仍然超过 60%，与世界先进湾区仍有 差距：大湾区的能源强度是东京湾区的 2.3倍、旧金山湾区的 1.4倍。截至 2019年 6月底， 广东统调煤电机组装机占比为 49%，而东京湾区煤电占比仅为 5%。大湾区作为经济发展 重要引擎 ，仍有较大节能降耗空间。 7 中国科学院广州能源研究所，粤港澳大湾区“十四五”碳达峰愿景和目标研究， 2020年 10月 30 日 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 11 目前，多地 “十四五 ”加码 “碳达峰 ”布局，将 “碳达峰 ”纳入地方 “十四五 ”规划。截至目 前，北京、天津、山西、山东、海南等多地都提出了明确的碳排放达峰目标。我国各地区 经济发展水平、能源结构和利用效率都存在着差距，因此 “碳达峰 ”的图景分解到各地时， 应梳理本地产业结构、优势与短板，遵循各地差异，实行差异化适配。另一方面，各地处 于 “碳达峰、碳中和 ”的不同阶段，对于各阶段的不同现实难题，需要对症下药。 1.2.2 “3060”目标对地方财政的不均衡影响 碳减排对各地财政产生的影响不一。具有资源禀赋的地区，如山西、内蒙古、陕西等 省，其地方财政对采矿业、电力行业等的依赖程度高。由于这几个行业 均为 “排碳大户 ”， 可以预见， “3060”目标的提出，可能导致当地税收收入骤减。 如图 9 所示，税收依赖采矿业的省份有山西、内蒙古、陕西、黑龙江等；依赖电力行 业的有青海、内蒙古、云南等；依赖建筑业的有贵州、甘肃、青海等。值得注意的是，山 西、内蒙古、黑龙江、陕西等省份，采矿业、电力行业、建筑业在其财政税收中占比最大， 山西省高达 48%。可以 预见 ， “3060”计划对其的冲击将远大于其他省份。 根据马里兰大学的研究 8，在低于 50%的产能利用率情况下，煤电公司的盈利能力受 到极大影响，目前中国有近 50%的煤电公司处于亏损 状态 9。这些迹象都表明煤电行业现 存的投资和财务风险。如前文所述，目前我国的燃煤电厂的平均产能利用率已降至 50%以 下，这一数字伴随而来的是经济效益的下降和产能过剩，将对上述依赖采矿、电力行业的 地区造成更大的冲击。 该挑战的另一个焦点在于，这些地区依赖资源的税收特征是由我国能源供给系统 “北 多南少 ”格局决定的，而这些地区集中生产的能源亦有被其他省份使用的部分。 “3060”背 景下，其他省份是否需要分摊资源大省的减税冲击和转型成本、共享低碳技术，成为必须 回答的问题。 8 中外对话， 2060碳中和目标为中国带来多重机遇和挑战， 2020年 10 月 23日 9 CarbonBrief，分析：中国会在十年内新建百余座燃煤电厂吗？， 2020年 3月 30日 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 12 图 9 2018 年各省 市区 税收对采矿业、电力行业、建筑业的依赖程度 数据来源：中国税务年鉴（ 2018），红杉中国 1.2.3 “3060”目标对地方就业的不均衡影响 长久以来，煤炭一直是推动国民经济增长和支持社会繁荣的重要能源基石。 “3060”大 背景下，能源和电力行业的转型升级势在必行。能源和电力行业的转型升级导致煤炭与煤 电的增量不断减少，特别是煤炭的上下游行业 包括开采、运输、煤电、煤化工等，在 零碳转型中将受到巨大的冲击，导致与其相关行业的就业机会减少，给严重依赖煤炭的地 区带来显著的社会经济影响。 数据显示，煤炭行业从 2004 至 2013 年走过 “辉煌十年 ”，煤炭从业人员的数量从 377 万人增加到了峰值的 530 万人 10，煤炭从业者中初中以下学历的超 60%11。 另一方面，即使在不关闭煤电厂、没有煤电转型压力的情况下，我国煤炭行业劳动生 产效率的提高亦会导致就业人数的下降。万吨煤炭需员人数从 1990年的 55人降至 2010年 的 29 人、 2016 年的 11.6 人，且随着技术发展，能源生产效率会进一步提高，更多煤炭工 10 中国能源网，煤电和煤炭转型的就业影响， 2020年 8月 9日 11 国家煤炭工业网，康红普：“十四五”煤炭消费需多少产多少， 2020年 1月 13日 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 13 人面临失业风险。综合上述两个风险，预计到 2050 年，整个煤炭行业从业人员可能减少 到 20 万人 12。 “3060”目标的提出，要求煤炭行业要向 “高质量发展 ”迈进。高质量发展在于 “三高三 低 ”：高效率、高安全、高水平人才，低损害、低排放、低伤害。在智能化、自动化的基 础上，煤炭行业对高水平人才的需求更大，因而对现有的煤炭从业人员提出了更高的要求。 这些数据和趋势共同表明，依赖煤电的地区，更容易受能源转型与人力资源发展程度 低的影响。因而各地在进行能源转型布局时，实现煤炭平稳转型，将面临双重压力：如何 有序实现煤炭工人的转岗再就业、如何帮助这批文化程度不高且在崭新就业市场上竞争力 弱的工人寻求更多更好的工作机会。 12 国家煤炭工业网，康红普：“十四五”煤炭消费需多少产多少， 2020年 1月 13日 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 14 2. 解析：碳中和目标的全方位分解 各界充分认识 “碳达峰、碳中和 ”这一任务的艰巨性后，下一步工作重点应为如何在时 间紧、任务重背景下逐步推动减排工作，动员社会各方力量，以保证 2030 年 “碳达峰 ”及 2060年 “碳中和 ”目标实现。在这一工作要点中，统筹规划及落实尤为重要，通过规划和实 施方案来引领全国低碳事业发展，对有关指标进行分解，分行业分地区压实减排责任，帮 助 “碳达峰、碳中和 ”形成时间图及路径图。本章聚焦分析长期路径中的关键战略要点，从 时间、空间、要素三大维度讨论 “碳中和 ”目标分解。 2.1 时间维度分解：中国碳约束目标的节奏把控要点 根据 “3060”目标，从时间维度上看，可分为四个十年，期间包括八个五年规划。而依 据减排工作部署，四个十年分别对应 转型过渡蓄势 、 能源结构切换 、 近零排放发力 、全面 中和 决胜 四个阶段。 第一阶段 （ 20212030 年 ） ： 转型过渡蓄势期。在这一阶段的主要任务是凝成共识， 建设性引导经济转型过渡。 各主体应提高思想认识，正确理解碳达峰、碳中和两大目标 及其内在关联性，认识到碳达峰这一拐点在整体战略部署中的阶段性功能，紧守行业、地 区减排任务红线，谨防 “碳达峰 ”变为 “攀高峰 ”。 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 15 这一阶段内含两个五年规划，分别需要紧抓以下战略要点： “十四五 ”期间侧重基础 工作与过渡转型两点。 碳达峰、碳中和基础工作包括 “摸清家底 ”，推进碳核算工作，为减 排工作提供数据支撑；以及储备新技术，引导资金、人才等生产要素流向减排领域，刺激 技术开发与改进。同时，转变发展模式必然经历改革阵痛期， “十四五 ”期间要做好 “缓冲 ” 工作，给予企业至少 5 年的适应与转型过渡时间。 “十五五 ”期间要在控制碳排放方面，出台更为严格严厉的指标和惩罚措施。 “十四五 ” 给予过渡适应时间是为了削减转型阵痛期带来的负面影响，但在时间紧、任务重的背景下， “十五五 ”期间应压实减排责任，通过制定更为严格的指标和严厉的惩罚举措，倒逼各方主 体形成战略主动，保证碳达峰拐点出现，以及碳排放 从平台期向持续下降阶段转变完成。 “在调研中发现，不少地方认为 2030 年前还可以继续大幅提高化石能源使用量，甚至 还在 高碳 的轨道上谋划 十四五 发展规划，攀登碳排放 新高峰 ，达到 新高峰 后再考虑 下降。 ” 王金南 中国工程院院士、生态环境部环境规划院院长 严刚 研究员 生态环境部环境规划院副院长 第二阶段 （ 20312040 年 ） ： 能源结构切换期。成本控制，是这一阶段的战略要点。 革新能源生产与消费方式，确保可再生能源发电成本低于煤电，让新能源成为经济增长的 “引擎 ”，弱化经济增长与化石燃料消耗关联性 。根据国际能源署 （ IEA） 2017 年能源展望 报告预测，在考虑实现环境质量改善，可靠及可持续获得现代能源以及气温升幅不超 2 度 等多重目标作用下，采取更加严格的节能标准、碳交易、 CCS 等政策技术情形下， 2040 年中国能源相关的碳排放可能下降到 2001 年水平 13。 颠覆性低碳技术的出现与应用、更为系统灵活的能源手段应成为 “十六五 ”“十七五 ” 的关键词。 “十六五 ”要做好低碳能源成本控制，必须依仗新技术力量，通过低碳技术革新 与应用，排解系统成本增长压力。能源转型委员会研究表明，到 2035 年零碳发电系统成 本仅为 31 美元 /MWh，远低于火电为主的系统成本。 “十七五 ”应将重点放在不同低碳技术 与供能方式的协同发展，提高能源系统整体灵活性。通过扩大电力区域调度范围、优化跨 省电力输送负荷、火电灵活性改造等手段，协同生物质能发电、燃煤厂加装 CCS 装置， 构建更为低碳、灵活的能源供给系统。 第三阶段（ 20412050 年 ） ：近零排放发力期。 采取严格标准和更多资源投放，超 前部署长期目标成为这一阶段的要点。 清华大学气候变化与可持续发展研究院中国长 期低碳发展战略与转型路径研究综合报告（简称清华报告）提出， 2050 要基本实现二 13 陈美安， iGDP 观察 ，与纽约时报商榷：中国减排努力真的不够吗？， 2019年 11月 1日 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 16 氧化碳净零排放，全部温室气体减排约 90%，这一深度脱碳目标的实现需要坚实的产业基 础与技术 “打好地基 ”，引导资源持续流向减排领域。同时，完成长期目标的超前部署和规 划，提供更为全面的政策保障和良好的市场环境。 实现电力系统的碳中和是 “十八五 ”核心要点。 中国能源研究会常务理事李俊峰介绍， 按照国际惯例，电力的碳中和一般要早于一个国家 和一个地区的碳中和大概 10-15 年。依 据 2060 年我国实现整体碳中和目标，电力系统需要尽量在 2045 年左右要实现碳中和 14。 可通过光伏发电、风电成为主要发电方式，实现能源结构多元化及电力供需平衡高度耦合， 推动储能高度发展等手段，迈向电力碳中和道路。 “十九五 ”要实现经济社会发展与二氧化碳脱钩，单位 GDP 能耗达全球领先水平。 清 华报告提出，到 2050年 GDP总量将比 2005年增加 10倍以上，单位 GDP的能源强度将比 2005 下降 80%以上，二氧化碳强度下降超 95%，实现这一目标需要更大规模的资金投入 和成本代价，同 时进行超前部署，进一步加强非二氧化碳温室气体减排和采用 BECCS 技 术等负排放措施，为碳中和目标实现做好最后的冲刺准备。 第四阶段 （ 2051-2060 年 ） ： 全面中和决胜期。基本建成零碳产业、零碳经济、零碳 社会、零碳国家，开启多维度综合成本效益评估的 “负碳 ”征程是这一阶段的战略要点。 在此阶段，减排 “马拉松 ”接近尾声，一旦松懈，前期努力将功亏一篑，因此需要各参与主 体继续咬紧牙关，取下碳中和最终胜利。此外，减排网络已有序运行，减排成本的下降有 利于负排放技术的开发与大规模应用，同时减排的成果能为搭建负排放技术成本 效益评 估体系提供重要参考。 “二十五 ”应实现全社会碳排放净零。 在这一时期内，以深度脱碳、碳捕集和封存技 术、增加森林碳汇为工作重点，助推能源和电力生产进入负碳阶段，实现全社会碳排放净 零 15。 “二十一五 ”要关注负排放，控制和减少累积碳排放量。 这一阶段已基本完成能源替 代工作，深度脱碳的要求将会刺激负排放技术广泛 启用。 2.2 空间维度分解：中国碳排放活动的区域格局要点 要探索适应国情的碳减排道路，实现碳中和目标，首先需要摸清我国碳排放规律，依 据我国碳排放的区域 产业排放特点，对症下药，因地制宜推进相关工作。目前，根据不 同口径计算出的碳排放量差异较大，本报告旨在利用已有数据，为我国区域产业碳排放提 供可行测算思路。 14 每日经济新闻，政府工作报告：“十四五”二氧化碳排放降低 18% 今年设立碳减排支持工具， 2021 年 3月 5日 15 摘自全球能源互联网发展合作组织发布的研究报告对 2055年碳中和进程的预测 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 17 从排放领域来看，能源活动是我国二氧化碳排放的主要来源， 2019 年能源活动二氧 化碳排放量占全国二氧化碳总排放量 87%16，因此，通过摸清各省市区能源活动中二氧化 碳排放量，能有效了解各地碳排现状，从而为碳减 排与碳中和行动方案制定提供数据支撑。 本报告根据各省市区统计年鉴公布的能源终端消费总量，排除能源加工转换损失量和 能源损失量影响，以能源终端消费量拟合能源消费总量，进一步测算出各省市区碳排量示 意性数据 17。从区域角度看，经济发达、人口稠密的东部地区是二氧化碳排放的主要地区， 西部地区部分省市区碳排放量较大，粗放式的经济结构与低能源利用率也是影响碳排放量 的重要因素。 各省市区碳排放总量显示， 江苏、广东、河北、山东、河南是能源消耗及碳排大省 ， 其中，江苏省 2019 年排放二氧化碳 9.32 亿吨，居全国首位。河南省是全国第五大碳排大 省， 2019 年共消耗 2.23 亿吨标准煤 ， 排放 5.92 亿吨二氧化碳。从能源消耗结构来看，煤 炭是河南产能的主要燃料，占比高达 67.4%，比同期全国平均数据高 9.7%。煤炭是高碳能 16 经济日报，国内两轮换电生态联盟成立 产业协同推动行业新发展， 2021 年 4月 6日 17 由于无法获得西藏自治区和香港、澳门、台湾的能源统计数据，本报告仅测算 30个省市区的能源终 端消费情况和碳排放 量 内蒙古、黑龙江、江苏、湖南、海南、宁夏能源终端消费总量与三大产业能源终端消费量数据缺 失。本报告根据中国能源统计年鉴 2019地区 能源平衡表，以原煤、汽油、柴油、液化石油气、天 然气、热力、电力、其他能源这八种主要能源的终端消费量分别与对应的折标准煤系数相乘（选用 中国能源统计年鉴 2019各种能源折标准煤参考系数），计算出本省市区的能源终端消费总量与产 业能源终端消费量数据 为尽可能选用官方公布的最新数据，广西数据为能源消费量数据，而非能源终端消费数据，根据能 源消费总量 =终端能源消费量 +能源加工转换损失量 +能源损失量 ，因能源加工转换损失率与能源损失量 数值较小，能源消费总量与终端能源消费量能包含一致的数据信息，对测算结果并未造成较大 影响 因统计数据缺失，河北、山东采用 2015年数据，新疆采用 2017年数据。河北、江苏、安徽、福 建、江西、河南、湖北、四川、贵州、甘肃、新疆仅公布了能源终端消费量与工业能源终端消费量数 据，本报告根据综合能源平衡表中，以 行业能源终端消费量 = （ 细分部门能源消费量 总 能源 消费量 能源终端消费总量） 进行各产业对应的能源终端消费量计算 本报告均选用能源等价值核算单位。因各省份不同产业对应的各种能源消费量缺失，且能源终端 消费量单位均为万吨标准煤，因此本报告选取现有的 2.7725t CO2/tce作为标准煤碳排放因子进行大 致碳排放量估算，因不同能源碳排放系数存在差异，本报告测算仅为示意性测算。计算步骤如下：本 报告选取简化版化石燃料燃烧产生的碳排放量计算公式： 能源碳排放量 = 能源消费量 每单位标准煤 碳排放量 按照国际能源燃烧碳排放公式， 能源燃烧产生的碳排放总量 = 能源消费量 能源低位发热量 碳排放系数 碳氧化因子 4422，标准煤的热值为 7000kcal/kg=29.3076GJ/t，根据 IPCC（ 2006）数 据，典型煤种如褐煤焦煤含碳量为 25.8kg/GJ，选取 IPCC（ 2006）推荐默认值 100%作为 标准煤碳氧化 因子，故标准煤碳排放因子为 29.3076 25.8 4422 100% 1000 = 2.7725tCO2/tce 在计算各省市区能源终端消费部门行业碳排量占比时， 受上述测算方法影响，吉林、江苏、山 东、河南、广东、海南、四川、贵州、甘肃、新疆、全国占比合计不等于 100% 迈向零碳 基于科技创新的绿色变革 18 源，高度依赖煤炭的能源消费模式导致河南碳排放量居高不下。同时，河南能源消费结构 在全国省市区横向对比中明显落后，要实现 2060 碳中和目标，能源结构优化压力较大。 要稳扎稳打推进碳中和工作，厘清碳减排主要矛盾，需要摸清三大产业的碳排放情况。 经测算， 我国各区域呈现 “二产绝对领头 ”的碳排放态势 ，西部地区 尤为明显，第二产业 占比超 70%的九个省市区中，五个位处西部，这说明资金密集型、资源消耗型产业是当地 经济增长的主导动力，因此，西部地区应多渠道弥补产业结构偏粗偏重的短板。 在二产碳排占比突出这一主要特征下，各省市区又存在一定的产业碳排差异，在此基 础上结合省情具体分析，对统筹区域碳减排动态平衡具有重要意义。宁夏作为第二产业碳 排领头的典型省份，第二产业碳排放量占比突出为 87%，第三产业和生活消费碳排放占比 仅为 8%和 4%。宁夏是我国大型煤炭基地及西电东送的火电基地，实现碳中和，需重点加 速对已有燃煤机组的环保技术改造 工作，优先发展超临界、超超临界节能环保机组，发挥 首个新能源综合示范区优势