碳中和产业路线最新章节_刘强著

一中国的能源结构和工业特征

（一）中国能源结构现状及实现碳中和的难点

中国能源体系目前仍是一个高碳、高煤的系统。依据2019年的能源消费数据，煤炭占能源总消费的57.7%，石油占18.9%，天然气占8.1%，水电、核电、风电等非化石能源占15.3%。而化石能源合计占84.7%，占能源总消费中的绝大部分（见图2-1）。根据GitHub的数据，2019年二氧化碳排放总量为101.75亿吨，其中来自煤炭的为72.36亿吨，来自水泥的为8.27亿吨，来自天然气的为5.94亿吨，来自石油的为15.18亿吨（占比情况见图2-2）。我国以碳基为基础的能源体系决定了结构调整是实现二氧化碳减排的理想途径，如果以煤为主的能源结构未能发生根本性的变化，中国的碳排放也将难以得到有效的抑制。

图2-1 2019年中国各类能源占能源总消费的比重

资料来源：根据国家统计局数据推算。

资料来源：https：//github.com/owid/co2-data。

我国的电力生产仍然以燃煤火电为主。截至2019年底，火电装机容量占比约为59%，风电、光电、核电等非化石能源发电装机容量占近41%。其中，水电装机容量3.6亿千瓦、火电装机容量11.9亿千瓦（包括煤电装机容量10.4亿千瓦、气电装机容量9022万千瓦）、核电装机容量4874万千瓦、并网风电装机容量2.1亿千瓦（陆上风电2.04亿千瓦、海上风电593万千瓦）、并网太阳能发电装机容量2.0亿千瓦、生物质发电装机容量2254万千瓦（见图2-3）。

从发电量看，2019年，全国全口径发电量为7.33万亿千瓦时，全国非化石能源发电量为2.39万亿千瓦时，占全国发电量的比重为32.6%。全国全口径火电发电量为5.05万亿千瓦时，煤电发电量为4.56万亿千瓦时，其余为天然气发电、生物质发电等。可见电力的来源主要还是煤电，这意味着大量二氧化碳的排放。

图2-3 各类电力装机容量

因此，我国要实现碳中和，需要根据碳排放结构和能源结构的特点制定相应的政策。首先，我国碳基能源占比过高，而且其中大多为碳排放系数最高的煤炭。高比例含碳能源的使用意味着高碳排放，因此加快推进非碳能源的使用是减碳目标实现的重点。其次，在含碳能源也即化石能源的消费中，在同样总需求的情况下降低煤炭的占比而提高天然气等碳排放系数较小的化石能源的占比，也会减少二氧化碳的排放。最后，使用各种非碳能源实现减碳没有问题，但是这一过程中并没有碳中和即固碳的效果，因此，减少含碳燃料的使用应同时配合各类固碳方法，将二氧化碳重新纳入能量和物质循环之中，才能更有利于碳中和目标的实现。

当然，这些实现路径都需要在技术经济可行的情况下进行。然而，当前实现碳中和的各种技术成本尚居高不下，有待实现技术突破以降低成本。

（二）通过节能实现减排

可以实现减排的节能分为两种。第一种是直接节能，即提高能源使用效率，尤其是碳基能源的使用效率，如降低燃煤发电的度电煤耗、提高电器等用能设备装备的能源效率等。第二种是广义节能，即通过减少终端产品的需求、减少建筑建设、减少出行距离等间接降低对能源的需求。通过节能实现减排是最经济、最直接的路径。

实现发展方式的转变，使得经济从依赖资源、能源的大规模投入转向依靠创新驱动，形成新的高附加值制造业和现代服务业，既是我国经济发展和产业升级的要求，也是建设生态文明、实现碳中和目标的必然要求。

（三）发展低碳和非碳能源

通过发展低碳和非碳能源，可以部分取代煤炭等主要高碳能源，从而有效减少二氧化碳的排放。低碳化石能源主要是天然气，包括煤层气、页岩气、石油气等非常规化石能源。水电和核电受制于本身的特点，其发展空间受到一定的限制。

可再生能源是未来降低高碳能源和二氧化碳排放的主力，包括目前技术比较成熟的风电、光伏发电、地源热泵、生物质发电等，也包括尚需降低成本的光热发电、纤维素乙醇、生物柴油等。可再生能源的发展可以降低总体碳排放，从而大大减轻碳中和的压力。

（四）碳基能源的循环利用

化学碳循环是利用化学工业过程，把工业过程排放的二氧化碳捕集后合成为液体的醇醚化合物，一般为甲醇、乙醇、二甲醚。这三种醇醚化合物可以作为能源使用，其中甲醇有较多的氢原子，还可以作为氢能的载体。通过这样一个循环过程，可以实现碳中和或者部分碳中和。如果这一过程使用的能源来自绿色电力如风电，那么它就可以是一个碳中性的能源路径。要达成2060年实现碳中和的目标，需要同时结合生态改善和化学碳循环两大路径。

（五）基于自然过程的生态固碳

实现碳中和除了节能、能源转型、工业碳中和之外，生态固碳也是重要的途径，这也是生态文明建设的重要意义之一。