碳中和：需要颠覆性技术创新和发展范式转型

潘家华

(1.中国社会科学院 可持续发展研究中心， 北京 100102； 2. 北京工业大学 生态文明研究院， 北京 100124)

实现碳达峰碳中和，是中国一项重大战略决策，也是我国实现可持续发展、高质量发展的内在要求。2020年习近平主席在第七十五届联合国大会上表示，中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和[1]。为完整、准确、全面贯彻新发展理念，2021年发布的《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(以下简称《意见》)[2]为碳达峰碳中和这项重大工作作出系统谋划、总体部署。

碳中和与碳减排有关联，但内涵差异巨大，不可等同。所谓碳中和，根据《巴黎协定》的界定，是指在一定时期内人为的温室气体排放与移出达到一种平衡状态，也就是人为活动排放的二氧化碳等温室气体，与通过植树造林等增加碳汇和通过工程手段捕集并封存二氧化碳等形式抵消二氧化碳排放量，实现二氧化碳的“净零排放”[3]。而碳减排，就是减少二氧化碳的排放量。二者既有相通之处，又有较大区别。“碳中和”是目标，其实现需要颠覆性技术创新和发展范式转型，后者是过程，是手段。

一、“碳中和”与“碳减排”

碳中和主要或首先通过碳减排来实现。而减少二氧化碳排放量，需要全世界共同努力。无论是世界科技和经济领先的发达国家，还是工业化、城市化进程中的发展中国家，主要从以下三个方面致力于降低碳排放量。

一是从能源生产侧，发展零碳的可再生能源取代高碳的化石能源而“釜底抽薪”，从根本上减碳。例如德国，根据《德国能源转型监测报告》的数据，德国2000年可再生能源在电力消费中的占比为6.3%，2010年可再生能源占比为17%，2019年可再生能源占比达到42%，2020年可再生能源占比为46%[4]。不仅是发达国家，发展中国家也大力发展零碳可再生能源，一些发展中国家甚至比发达国家做的还好，例如2020年全球新进光伏装机容量排名前十的国家分布与占比情况如图1所示。

图1可见，2020年中国新增太阳能光伏装机排名世界第一，超过全球总量的1/3，是美国的2.5倍[5]。中国高度重视可再生能源建设，截至2019年底，中国风电和太阳能发电累计装机容量为4.1亿千瓦，约占全国发电总装机的20%，超过全球装机总量的三分之一。中国已成为全球新能源装机规模最大的国家，截至2020年底，水电、风电、光伏发电、生物质发电分别连续16年、11年、6年和3年稳居全球首位，全球再生能源装机世界第一[6]。

图1 2020年全球新增光伏装机容量排名前十的国家

二是终端消费的零碳能源替代化石能源。例如一些国家和地区已经明确时间表，禁售汽油和柴油车。根据中国汽车技术研究中心统计测算的数据，汽车碳排放量占全社会碳排放7.5%左右，是我国交通领域碳排放量的主要来源。2020年中国汽车使用阶段碳排放约为7.2亿吨，约占汽车碳排放量的九成。中国现有汽车中，传统燃油汽车保有量大，以化石燃料为主要驱动力，其燃烧使用造成汽车使用阶段碳排放居高不下。《汽车行业碳排放量报告》指出，发达国家汽车行业二氧化碳排放量占总排放量的25%左右，由于中国汽车拥有和使用率相对较低，因而中国汽车行业的二氧化碳占总排放量的8%～10%左右。为了减少路面交通领域的碳排放量，世界各国纷纷采取政策减少汽油车和柴油车的销售量，制定禁售时间表。根据国务院办公厅2020年11月印发的我国新能源汽车发展规划，我国计划在2025年新能源汽车销量占新车销售的20%左右，到2035年汽车市场基本以新能源汽车为主；英国将禁售汽油和柴油车的时间由从2040年提前到2035年，再提前至2030年；法国决定2022年终止燃煤发电，2040年不再出售柴油和汽油车型；荷兰宣布2025年禁止销售燃油车；德国明确2030年禁止出售燃油汽车，新车零排放；印度也表明2030年禁售燃油车。全球电动公交车库存(Electric bus stock)从2015年的112460辆上升到2019年的514300辆，短短5年时间增加4倍，增速十分惊人。其中，中国505000辆，占全球的98.2%；欧洲为4500辆，北美有2200辆，印度是800辆，世界其他地区是1800辆。2020年全球新能源汽车销量超过320万辆，而中国销量达到136.7万辆，占中国新车销售比例的5.4%。截至2020年底，全球新能源汽车累计销量突破1000万辆，中国占比50%以上。2021年上半年全球新能源汽车销量接近245万辆，其中中国市场销量达120.6万辆[7]。

三是提高能效。节能，减少能源需求，也就是降低了化石能源消费，从而减少了碳排放。例如建筑节能，采用“被动房”建筑，使用太阳能设备供电，地源热泵取暖制冷，供暖几乎近零能耗，即使使用化石能源，由于消耗极少，排放也就微乎其微。中国山东青岛、河北秦皇岛、新疆乌鲁木齐等地都已开始修建被动式建筑，并投入使用，反响良好，不仅节约了大量能源，也提升了居住的舒适度。

二、颠覆性技术革命是实现碳中和的必要条件

单纯依靠节能减排永远不可能走向碳中和，实现碳中和，既要具备必要条件，又要满足充分条件。因为碳中和的实现，需要一定的条件，即必须要将化石能源基本归零。只要化石能源不归零，就不可能实现碳中和。而化石能源的归零，必须要有颠覆性的技术。

能源是现代社会的“血液”，是实现经济增长的动力引擎，也是人们生活不可或缺的物质保障。离开能源服务，经济社会体系的正常运行都会受到严重影响。目前中国能源主要有煤炭、天然气、原油、水电和新能源，其中煤炭是我国的主体能源，国家统计局数据显示，中国能源消费结构中煤炭消费2020年占能源消费总量比重为56.8%[6]。

因此，拥有颠覆性的技术，进行技术创新和技术革命，是实现碳中和的必要条件。以化石能源电力为例，实现碳中和，需要将额外于气候系统的化石能源碳基本清零。但煤电效率无论怎么提高，还是要耗煤，依靠改进型技术可以实现低碳，却永远不可能达到零碳。唯有彻底颠覆煤电，不再将碳作为经济社会发展的必需品，而利用零碳的可再生能源，做到没有碳就可以提供同质的能源服务，将能源生产从化石能源转向零碳能源，则碳中和可期。

颠覆性的硬技术革命是实现碳中和的必要条件。中国颠覆性电力生产技术发展迅猛，中国大力发展水电、光伏发电和风能发电，不断增强清洁能源的存储、转化与运输能力。现代经济社会发展需要的是能源服务而不是碳，普通消费者需要由电提供的能源服务，至于电究竟是零碳的水电还是燃煤发的热电都无关紧要。只要国家能保障生产、生活所需的能源，碳就不是必需品。无碳的电使用比例越大，有碳的电所占市场份额就越小。

然而我们必须承认，中国目前生产的电能还是以传统的化石能源为主，占有强势地位。能源领域的科学研究和技术创新，自然集中在传统的化石能源领域，例如能源化工领域的学术权威，中国科学院院士、中国工程院院士，基本上都是从事化石能源、煤炭开采、石油开采、油化工、煤化工等领域的科学研究，少有搞光伏或者可再生能源的学者成为院士。机构改革前的国家能源权力部门有煤炭工业部和石油工业部，也没有一个可再生能源部。进入21世纪，可再生能源的建设与研究已经纳入议事日程。《意见》明确指出要“强化基础研究和前沿技术布局”，制定科技支撑碳达峰、碳中和行动方案，编制碳中和技术发展路线图。采用“揭榜挂帅”机制，开展低碳零碳负碳和储能新材料、新技术、新装备攻关。加强气候变化成因及影响、生态系统碳汇等基础理论和方法研究。推进高效率太阳能电池、可再生能源制氢、可控核聚变、零碳工业流程再造等低碳前沿技术攻关。培育一批节能降碳和新能源技术产品研发国家重点实验室、国家技术创新中心、重大科技创新平台。建设碳达峰、碳中和人才体系，鼓励高等学校增设碳达峰、碳中和相关学科专业。深入研究支撑风电、太阳能发电大规模友好并网的智能电网技术。加强电化学、压缩空气等新型储能技术攻关、示范和产业化应用。加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规模化应用[2]。

颠覆性技术并不仅仅局限于能源生产领域，人们日常生活消费同样需要颠覆性的技术作为支撑。电力生产领域的石油煤炭可以用清洁能源电取代，但汽车、飞机的动能——石油仅靠提高能效，也不可能实现碳中和。以汽车为例，汽车是石油革命的产物，构成石油产品终端消费的主体，无论怎样进行技术改进提高汽车燃油效率，始终是以燃油为能量来源，只能做到相对低碳，却绝对做不到零碳。只有进行颠覆性革命，采取颠覆性技术，不再使用燃油汽车，而是用纯电动或其他形式的新能源汽车全面取代碳基燃料的燃油汽车，才可能实现零碳。因而在终端消费层面，只有彻底消除对化石能源的依赖，而不仅仅是效率提升，才能在保障和提升生活品质的同时，实现化石能源碳终端消费需求的清零，从而实现碳中和。当前中国的新能源汽车、纯电动汽车技术已经较为成熟，国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》就指出到2025年纯电动车的耗电将降至12.0千瓦时/百公里以内[8]。颠覆性的技术打破新能源汽车蓄电后使用时间短的桎梏，电动车每小时跑一百公里，比燃油成本更低，新能源汽车势必成为汽车销售的主流。《意见》指出“中国未来交通领域的低碳与碳中和，有赖于最新技术的攻克与推广”，明确提出“加快城市轨道交通、公交专用道、快速公交系统等大容量公共交通基础设施建设，加强自行车专用道和行人步道等城市慢行系统建设；加快发展新能源和清洁能源车船，推广智能交通，推进铁路电气化改造，推动加氢站建设，促进船舶靠港使用岸电常态化；加快淘汰高耗能高排放老旧车船”[2]。中国已开始在公共交通领域从终端消费中淘汰化石能源，使用清洁能源取而代之。

人们日常生活中对化石能源的需求还体现在供暖领域，而供暖完全可以离开煤炭能源。空调属于气源热泵，是利用电能实现夏天制冷、冬天供热的功能；地源热泵则通过地热利用达到供暖的目的。只要进行技术革命，用电取代煤炭通过气源热泵或地源热泵的能量供应来源，煤炭就可以完全退出供暖市场。中国这些颠覆性的技术已经出现，并开始推广使用，中国能源发展加快向清洁低碳转型，已在居民采暖、工(农)业生产制造、交通、电力供应与消费、家庭电气化五大重点领域[6]展开实践。2019年，中国水电、风电、核电等非化石能源消费占能源消费总量比重达15.3%，单位国内生产总值耗能比2015年下降13.1%。中国已经成为世界利用新能源和可再生能源第一大国[9]518。

三、社会性软技术变革是实现碳中和的充分条件

碳中和的实现，除了必须掌握颠覆性技术，广泛使用零碳能源取代化石能源外，还需要同步进行社会性软技术变革。软技术有广义、狭义之分，前者包括研究、处理和解决使用现代科技成果所带来的经济、社会、心理上的一系列影响的技术；后者仅指设备的操作、使用技术，以及产品的生产与销售过程的组织、管理、经营技术[10]。碳中和所需要的社会性软技术变革是广义软技术，主要包含三个方面的内容：

第一，政府制定方针政策时要有碳资产意识，尽量维护、延伸、放大碳资产的社会效用。

消耗大量能源的原材料而兴建的铁路、机场、港口等基础设施和房屋建筑是内含沉淀有大量的碳排放的资产，也就是已经锁定于固态的固定资产的碳资产，是全社会的资产，应该充分发挥其碳效用。

以小产权房为例，修建小产权房是违法行为，现行法律制度在处理小产权房、自然保护地内的建筑(在划定以前就有的)、基础设施建设征占地上的建筑等没有办理行政审批手续就自行修建的建筑时，将之定性为违法建筑，地方政府的整治举措往往是直接将非法建筑拆除。例如秦岭别墅群事件共清查出1194栋违建别墅，当地政府对秦岭北麓违规建别墅问题进行专项整治，依法拆除1185栋别墅，依法没收9栋别墅。从法律角度而言，小产权房、非法建筑都具有违法、违纪、违规属性，依法严厉惩处是正义之举。

但从社会财富的视角来审视这一问题，耗费巨资刚刚建成的建筑尚未发挥任何价值就被拆除，是碳存量财富的消失，社会碳资产损失巨大。从碳的视角来看，大量违法建筑的兴建与拆除，是碳存量的清除与浪费，对整个社会的碳资产是一种重大浪费。秦岭别墅群最初是惠民工程“益丰国际颐养中心”，南郑县本欲打造“老年服务中心和老年看护中心”，最后却变身为依托山水资源的纯别墅大盘。对此类违法建筑，特别是对生态环境造成较大破坏的违法建筑，当然要拆除，严惩不贷。但对那些并未破坏生态环境的违法建筑进行处置时，应考虑财富和碳存量问题，尽量发挥其碳存量的社会价值。

站在全社会的角度而言，要实现碳中和，必须要杜绝违建，从源头上杜绝社会财富和碳存量的巨大浪费。如果已经建成，违法者要付出成本，承担应有的法律责任与经济损失，需要剥夺建造者的经济利益，避免产生坏的示范效应。但从碳存量和碳的视角来审视，建筑物本身并不存在问题，属于社会财富，宜保全碳资产，变更其功能，赋予其服务社会、造福民众的功能。因而我们在制度设计上，宜在制度层面减少或避免社会碳存量资产的损毁，尽量维护、延续、放大碳资产的社会效用，维护社会能源的发展。

第二，注重产品质量，提升碳效用，压缩刚性社会需求。

碳中和是人类应对自然气候变化做出的应对策略，不仅是经济问题，也是环境问题，涉及发展方式和生活方式的变化。《意见》明确指出，确保如期实现碳达峰、碳中和，需要“深入贯彻习近平生态文明思想，立足新发展阶段，贯彻新发展理念，构建新发展格局，坚持系统观念，处理好发展和减排、整体和局部、短期和中长期的关系，把碳达峰、碳中和纳入经济社会发展全局，以经济社会发展全面绿色转型为引领，以能源绿色低碳发展为关键，加快形成节约资源和保护环境的产业结构、生产方式、生活方式、空间格局，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路”[2]。

城市的碳排放量巨大，城市社会经济文化的整体转型显得格外重要。城市的基础设施建设，例如一栋建筑，最初建造时使用的碳消耗是固定的，建筑使用寿命因质量而异，可能为30年、60年、120年，对碳足迹而言没有本质的差异，但碳效用却差了数倍。一栋质量比较好的建筑物可以使用百年，一直发挥其作用，而质量较差的建筑物只能留存三五十年就要重新修建，意味着该建筑的碳资产全部耗毁，重新修建将消耗大量的建筑耗材，产生巨大的碳排放量。同样，各种家用电器和工厂机械设备的发动机，相同规格的发动机，碳足迹几乎无差异，但发动机的维护与保养、使用时长与寿命，最终导致的碳效用差距可能特别大。

实现碳中和，一定要考虑碳资产、碳存量与碳消耗。社会资产的使用寿命与碳资产、碳效用密切相关，是实现碳中和的充分条件，因而经济社会都要进行转型，通过社会性软技术变革，严格控制产品质量，不仅可以提升碳效用，还能大幅地压缩碳的刚性需求，从而达到事半功倍的效果，加速并保障碳中和的实现进程。

第三，倡导循环经济，践行绿色发展理念。

碳中和的实现，与生态环境密切相关。客观上要求加快发展节能环保产业和循环经济。人们对于“二手”或“旧货”，在机制、政策、文化和心理上，均存在“厚古薄今”“喜新厌旧”的市场理念，需要加以引导。从碳效用视角而言，“二手”或“旧货”只要能继续为人类使用，就应该充分进行再次开发与利用，建立完善相应的机制、政策，让循环经济高效运转起来，为碳中和发挥更大的效能。现在有许多废弃物，多为机构或个人消费者因无地存放而扫地出门，这些半新半旧的物品，甚至是新购未开封产品，其质量、性能可满足正常消费需求。在循环经济理念下，建立一套完善的机制，使这些“二手”或“旧货”可直接进入市场交易，或经过产品标准核认后再进入市场，继续释放碳效用，服务社会与民众。

实行循环经济，可以在人、自然资源和科学技术的大系统内，在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中，把传统的依赖资源消耗的线形增长的经济，转变为依靠生态型资源循环发展的经济，极大降低碳消耗，提高碳效能，从而大大缩减化石能源的燃烧和排放。与此同时，倡导简约适度、绿色低碳的生活方式，反对奢侈浪费和不合理消费，引导形成文明健康的生活风尚，提出“光盘行动”、低碳出行[9]412，这些都属于社会性软技术变革的范畴，帮助人们更新发展理念，在日常行为中践行低碳、节俭与绿色理念，势必大大促进碳中和的进程。

四、实现碳中和需要社会认知革命

观念指导实践，实现碳中和，不仅需要颠覆性技术作为必要支撑条件，减化石能源用零碳能源；而且需要进行社会软技术变革，通过高质量发展、循环经济、绿色发展来扩展碳资产，提升碳效能。因此，实现碳中和需要社会认知革命，改变理念：城市空间设计要从“功能分区”转变到“功能融合”，引导城市从“城市矿山”向“无废城市”转型，配置资源注重人与自然的和谐，就近获取零碳能源服务。

第一，实现碳中和，城市空间设计理念要从“功能分区”转变到“功能融合”。

城市空间规划设计要注重功能融合。举一个简单例子，居民日常生活所需的蔬菜依赖农贸市场供给，若城市周边地区就有农业生产基地，就近供给，根本不需要高耗能冷藏，不需要远距离运输。但城市越大，其供需补给耗能排碳量越高。以北京为例，人口超过2200万，其日常生活所需蔬菜供给依赖远距离配送，其中80%的蔬菜都是通过新发地这样一个超级大的农贸市场集散实现供给。北京生鲜食品供给，需要从数百甚至上千公里以外，从山东寿光或全国各个地方长距离冷链保鲜运输，运输、冷藏、批发、分销，从生产到消费的中间环节，冷链条长，不仅成本高，而且必然导致耗油高碳。城市的规划发展需要就近就地，耗油排碳量必会大大降低。

第二，实现碳中和，也是引导城市从“城市矿山”向“无废城市”转型发展的过程。所谓“城市矿山”，指的是生产、生活中所形成的垃圾矿山，进行挖掘开放利用，是一个再资源化过程，需要消耗能源进行再生产而形成新的碳资产。而“无废城市”则是将闲弃物再利用、循环利用，从而没有“废”物的产生，使碳资产延长使用寿命。

中国城市规划深受集权思维的影响，一定要有一个核。比如北京的城市规划，一定要有核、中心、副中心、次中心、节点，具有鲜明的等级分异特征。城市核心区、中心区往往建设高楼大厦，甚至地标性建筑。然而楼房越高，对碳的消耗越大。例如哈利法塔，又称迪拜大厦或比斯迪拜塔，是目前世界上最高的建筑，有828米高，楼层总数162层，连同地下共有169层，造价15亿美元。哈利法塔总共使用33万立方米混凝土、6.2万吨强化钢筋，14.2万平方米玻璃。大厦内设有56部升降机，速度最高达17.4米/秒，另外还有双层的观光升降机，每次最多可载42人。尽管哈利法塔作为世界第一高楼与人工构造物，是科学技术的奇迹，然而从碳使用来看，哈利法塔也是高碳的典范，零碳的败笔。清洁工们为了开业庆典，仅大楼表面清洗就耗时3个月。整个建筑共有57部电梯运营。每天光电梯和整栋建筑的空调、塔灯耗电量就是巨额消耗。因此楼房过高，必然高碳。

城市现代化进程误读为广建高楼，与之相伴带来高碳生活，想要倡导低碳生活难度加大，碳中和缺少自然空间。城市密集的高层建筑群，具有材料耗用多、维护维修难、运行费用高、火灾风险大、人员密度高疏散慢、更新难度大、地质灾害影响大等特点。目前最高的救火云梯有101米，相当于35层楼房，一般消防大队配备的云梯是55米，相当于18层楼房，因而高层楼房一旦发生火灾，后果不堪设想。例如2018年5月1日凌晨，巴西圣保罗市一座26层的大厦发生火灾，高楼4层起火，火势迅速向上蔓延。大约一个半小时后，大火吞噬至少20层楼，致使建筑倒塌，燃烧着的碎片向邻近建筑和周围街道坠落。如果建筑楼层为20层、10层或10层以内，配备电梯数量、电梯耗能都会大幅降低。城市的发展不再以等级分异进行规划，而是按照特色-互补的扁平均衡均质理念进行规划，从社会碳资产的优化利用而言更具优势。

第三，实现碳中和，资源配置就近就地，促进人与自然的和谐。

实现碳中和就要消除高碳锁定，就近就地进行资源配置。但城市过大、人口过于集中，实行资源的均衡分配十分艰难。比如全国共有34所985高校，北京就有8所，占了全国总数的1/4，211高校北京就有22所。北京高校的优质资源十分明显，但城市为之提供各种服务的负担沉重，比如北京一些大学校区分属不同行政区划，路程坐车尚需2～3小时，师生在两个校区之间奔波，仅交通就是巨大的能源消耗。而有的地方一座城市只有一所高校，政府单独划定片区，师生的生活起居都在校内完成，不需要任何交通工具，包括蔬菜供给所耗能源基本可以实现就近补给，人与自然和谐发展，从而减少乃至于消除高强度、高频次的高耗能需求，有助于形成适应零碳可再生能源的适度规模、空间均衡格局。

碳中和还有助于催生发展范式的革命性转型，从专权走向共享。因为以前生产者和消费者是对立的，但在碳中和目的下，生产环节与消费环节紧密相连。比如居民可以在屋顶上建光伏光电装置供居家使用，使用太阳能热水器等降低煤炭、天然气和电力能源的消耗，使用新能源汽车降低化石能源耗能。民众都可以共享新能源、新技术、高科技产品带来的福利，提高民生福祉。

五、碳捕集与碳汇是碳中和的辅助

实现碳中和需要三管齐下：一是提高能源效率，减少能源总需求；二是利用可再生能源，全面挤出和替代化石能源；三是二氧化碳的人工移出，例如森林碳汇和二氧化碳捕集与封存。由于化石能源的路径依赖，尤其是一些相关行业的利益使然，认为化石能源不必退出，把碳中和的希望寄托在碳移除技术上，从而抵消或清除化石能源碳排放。但人工碳移出是否真的能够实现零碳呢?

中国各类二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)技术种类齐全，包括深部咸水层封存、二氧化碳驱油、二氧化碳驱煤层气等。截至2019年，中国共开展了9个捕集示范项目、12个地质利用与封存项目。所有CCUS项目的二氧化碳累积封存量约为200万吨。目前低浓度捕集二氧化碳成本为300～900元/吨，罐车运输成本约为0.9～1.4元/吨·公里。原油在70美元/桶的水平，基本可以平衡CCUS驱油封存成本[11]。目前水电站发一度电需要3角钱，太阳能光伏发电低至7分钱一度电。利用或固化碳，捕集、存储二氧化碳，消耗的能源远远多于发一度电的费用。显然二氧化碳捕集与封存作为一种终端治理方式，只能是抽刀断水水更流。

碳捕集与埋存具有四个鲜明特征，一是高成本，在近1/4个世纪里，成本居高不下；二是零效用，捕集的碳直接或间接使用价值有限或为零；三是高风险，埋存后不能确保不会逸出；四是低效率，捕集的比例比较低，不可能100%捕集。

碳汇和生态环境密切结合在一起，比捕集二氧化碳更有优势，更易于操作。森林、草原、湿地、海洋碳汇均具有吸收、固定从而移出大气中的二氧化碳的能力。地球生物循环碳，是气候中性碳，总体上不构成额外性。

但碳汇存在几个问题：一是碳汇能力与化石能源碳排放存在量级上的差异。碳汇每年数量7亿吨、8亿吨左右，而化石能源的二氧化碳的排放量超过110亿吨每年，二者存在数量级上的差异。二是碳汇规模很难继续扩大。碳汇只在一定时间段、一定区域存在，与森林覆盖面积密切相关。中国20世纪80年代森林覆盖面积为12.7%，政府高度重视生态环境保护，加大植树造林力度，提高森林覆盖率，现在全国森林面积是22044.62万公顷，森林蓄积是175.6亿立方米，全国森林植被总生物量为188.02亿吨，总碳储量为91.86亿吨[12]2。全国森林每年的固碳量为4.34亿吨[12]76。中国现在森林覆盖面积达到24.2%，继续增加的幅度很小。因为喜马拉雅山、雪域高原、戈壁沙漠不能植树造林，内蒙古草原也只适合长草，地理环境决定了那些地区不适合种植大树。自然条件的刚性约束使得碳汇的自然空间非常有限。在适合树木生长的地方，还要种植粮食，不能把农田全部用来栽树。粮食安全事关国家安全，民生福祉，因而森林覆盖面积的增长空间非常狭窄、有限。三是碳汇所需淡水资源也是稀缺资源。碳汇是森林吸收并储存大气中的二氧化碳的能力，没有水，植物无法生存，也就没有碳汇，没有生物质能。我国淡水资源也是相对短缺的资源，干旱区面积占国土面积的52.5%，其中干旱区30.8%(280万平方公里，降水量200毫米以下)、半干旱区21.7%(213万平方公里，降水量200～500毫米)[13]，这些区域很难通过植树造林实现碳汇。因此，碳汇对于碳中和可以发挥辅助作用，但不可能发挥决定性作用。碳中和的实现更多依赖前两个技术。

六、结论与讨论

国家制定的碳达峰碳中和工作，实施可再生能源替代行动，大力发展风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等，不断提高非化石能源消费比重。拥有颠覆性技术，为新能源取代化石能源奠定坚实基础。只有继续进行颠覆性技术革命，对各种原材料(如钢筋水泥、建筑材料)生产所需能源开展研究，提升生产效能，减低碳排放量，同时注重软技术变革，提升产品质量，延长碳效用，提高碳资产使用寿命，压缩碳需求量，减少碳资产的浪费，从而达到事半功倍的效果。

碳中和催生发展范式的革命性转型，生产与消费、供给与需求呈现一体化趋势。凝聚有大量碳排放的碳资产，对于消费者，不在所有，而在所用，因而不必需要排他性占有性产权，而需要发展共享型经济。能源生产与消费的一体化，促使自给自足的零碳经济单元发展壮大；规模化大生产(规模效益)与自然容量刚性的矛盾可以通过人与自然和谐的就近、分散的碳中和发展范式来解决；空间聚集(聚集效应)与空间均衡应该采取均衡导向；城市空间的功能分区与功能融合体现为职住一体、产城融合；财富周期的加速再生增值(高贴现率)需要转为碳中和导向的财富存量的持久保值(低贴现率)；城市形态高碳技术的“高”“大”“尚”需要转向基于自然的解决方案非碳途径的适度；从排他性占有性产权向“不求所有但求所用”的共享型经济。碳中和领域的研究需要理论范式的变革创新，不断深化和拓展。