国内外“碳达峰、碳中和”发展布局分析

徐天元，刘尹华，李海强，张诗琪

(国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

1 “碳达峰、碳中和”的概念

碳达峰是指某个地区或行业年度二氧化碳排放量达到历史最高值，然后经历平台期进入持续下降的过程，是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点，标志着碳排放与经济发展实现脱钩，达峰目标包括达峰年份和峰值。

碳中和是指某个地区在一定时间内(一般指1年)人为活动直接和间接排放的二氧化碳，与其通过植树造林等吸收的二氧化碳相互抵消，实现二氧化碳“净零排放”。

碳达峰与碳中和紧密相连，前者是后者的基础和前提，达峰时间的早晚和峰值的高低直接影响碳中和实现的时长和难度；而后者是对前者的紧约束，要求达峰行动方案必须要在实现碳中和的引领下制定。

2 国际碳中和现状及对我国发展启示

2.1 国际碳中和现状

全球已有125个国家/地区提出碳中和愿景，其中6个已实现立法，5个处于立法议案阶段，13个已有相关政策文件，99个处于政策文件制定讨论中。自巴黎协定以来，尽早实现碳中和、控制温升已成为全球共识性议题。英国、法国等欧洲发达国家已建成了成熟的碳交易体系，在政策法规成熟度和整体技术的先进性方面处在世界前列。其中英国政府建立了一个具有法律强制性的、覆盖全国的总量控制与交易机制，即碳削减承诺能源效率体系(CRC体系)，目标是在2020年前实现大型商业和公共机构每年减排120万t二氧化碳[1]。英国于2010年颁布《碳削减承诺能源效率体系指令》后，CRC体系正式启动。至2020年其碳排放量连续6年下降，创下130年以来最低水平，年排放量相比交易实施之初下降28.9%[2]。

2.2 对我国碳中和发展启示

通过发达国家降碳历程可以看出推广碳交易是降低社会碳排放的有效手段。目前我国已经在碳交易环节出台了4项法规、1个实施方案，并选取了与国际接轨的各行业碳排放核算方法，加速了电力行业碳减排和碳交易进程。在此基础上我国有必要参照发达国家碳中和进程对碳中和进行立法，同时要对电力等各行业碳中和进行整体统一的有效规划[1]。

设计碳中和策略，首先需要分析碳排放的来源。按照经济部门，可将碳排放源分为五类：电力与热力部门(主要为发电环节碳排放)、工业部门(主要为金属冶炼与化工品制造环节碳排放)、交运部门(主要为陆运、航运、空运碳排放)、建筑部门(建筑施工与家庭生活环节碳排放)、其他部门。基于2018年数据，中国电力与热力部门碳排放占比最高，达到51%，其次为工业部门(28%)、交运部门(10%)、建筑部门(4%)；美欧日等发达经济体的相同点在于电热部门均为碳排放主力，差异点在于工业部门碳排放占比更低，建筑部门碳排放占比更高，与产业结构差异大致相匹配(二产占比更低，三产占比更高)。

在所有国家可实现的全面脱碳情景中，电力的脱碳都必须先于更大范围的整体经济脱碳。因此，中国电力系统在未来10年的发展对于其在2030年前实现达峰和在2060年或更早时间实现碳中和目标至关重要。

3 我国各行业碳中和发展布局

中国实现碳中和的策略整体思路与发达经济体是类似的，即电力部门深度脱碳、非电力部门深度电气化、终端设备节能提效、碳排放端“绿化”，且上述策略具有优先顺序的差异，电力部门脱碳居于最优先地位。简而言之，若不率先实现发电环节的脱碳，其余环节电气化反倒可能使得碳排放增加[3]。

3.1 电力碳中和

用清洁燃料代替化石燃料发电是碳中和的重中之重。综合清洁程度、开发性能、安全性能，发电能源可大致分为3类：煤炭(清洁程度最低，不可再生)→次优能源(原油、天然气、水电、核电；原油/天然气清洁度高于煤炭，但不可再生，核电可再生但有安全性隐忧，水电可再生但有开发上限)→优质能源(除水核电外的可再生能源，主要为风、光、生物质，可再生且安全性、开发性等均较优)，2018 年中国煤炭发电占比高达66%，其次为次优能源25%(水电17%、核电4%、天然气3%、原油1%)，风光等优质能源发电占比合计9%。对比海外发达经济体，美欧日次优能源是发电主力(美国与日本气电占比最高，欧洲核电占比最高)，煤炭发电占比分别仅为24%、15%、32%。

根据全球能源互联网合作组织测算，到2025年，中国发电结构中，煤炭占比将从67%下降至49%，风光发电占比将从 8%上升至20%，气电、水电、核电等次优能源占比从25%微升至28%；到2050年，煤炭发电占比大幅下降至6%，风光发电上升为主力，合计占比66%，气电、水电、核电等次优能源占比维持在28%左右，此外生物质发电占比约6%[1]。整体趋势可概括为煤炭发电持续削减，风光发电持续扩张，次优能源稳定支持，生物质作为补充力量[4]。

3.2 终端非电行业碳中和

拥有电力行业深度脱碳后，将终端非电力行业所使用的能源从化石燃料转向电力即可实现非电行业碳中和。根据国网能源研究院研究(《国家电网2050：“两个 50%”的深度解析》，2019年12月发布)，2019年中国终端能耗整体电气化率仅为26%，工业、建筑、交运部门分别为25%、37%、3%。按其预计，2025年终端能耗整体电气化率将提升至34%，2050年有望提升至52%，其中交运部门受益于电动车和高铁渗透率上升，潜在电气化提升力度最大[5-6]。

细分领域来看，到2050年，建筑部门中的照明、电器、制冷，交运部门中的铁路电气化率有望达到90%以上，工业部门中的化工、建材、有色、钢铁，建筑部门的采暖、炊事电气化率预计仍将低于80%，交运部门中的航运、航空电气化预计低于10%[7]。

3.3 终端设备节能提效

通过技术手段与节能产品的普及，降低设备运行所需要的电力同样可以达到减排效果。目前可预见的节能提效方式包括工业部门中的工控与工业自动化解决方案、建筑部门中的变频家电等[8]。

3.4 碳排放端绿化

在上述3种途径均无法避免的碳排放，通过森林碳汇、CCUS(碳捕捉、利用与封存技术)、回收(塑料回收、生物可降解塑料)等方式实现最终环节的减排。

4 结语

实现“碳达峰、碳中和”需要全社会各行业共同努力，统筹好发展与安全、保供与节能、成本与价格，研究制定政府指导、政策引导、市场调节、全社会共同参与的国家行动方案，整体实施、持续推进。