國內(nèi)外“碳達峰、碳中和”發(fā)展布局分析

徐天元，劉尹華，李海強，張詩琪

(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006)

1 “碳達峰、碳中和”的概念

碳達峰是指某個地區(qū)或行業(yè)年度二氧化碳排放量達到歷史最高值，然后經(jīng)歷平臺期進入持續(xù)下降的過程，是二氧化碳排放量由增轉(zhuǎn)降的歷史拐點，標(biāo)志著碳排放與經(jīng)濟發(fā)展實現(xiàn)脫鉤，達峰目標(biāo)包括達峰年份和峰值。

碳中和是指某個地區(qū)在一定時間內(nèi)(一般指1年)人為活動直接和間接排放的二氧化碳，與其通過植樹造林等吸收的二氧化碳相互抵消，實現(xiàn)二氧化碳“凈零排放”。

碳達峰與碳中和緊密相連，前者是后者的基礎(chǔ)和前提，達峰時間的早晚和峰值的高低直接影響碳中和實現(xiàn)的時長和難度；而后者是對前者的緊約束，要求達峰行動方案必須要在實現(xiàn)碳中和的引領(lǐng)下制定。

2 國際碳中和現(xiàn)狀及對我國發(fā)展啟示

2.1 國際碳中和現(xiàn)狀

全球已有125個國家/地區(qū)提出碳中和愿景，其中6個已實現(xiàn)立法，5個處于立法議案階段，13個已有相關(guān)政策文件，99個處于政策文件制定討論中。自巴黎協(xié)定以來，盡早實現(xiàn)碳中和、控制溫升已成為全球共識性議題。英國、法國等歐洲發(fā)達國家已建成了成熟的碳交易體系，在政策法規(guī)成熟度和整體技術(shù)的先進性方面處在世界前列。其中英國政府建立了一個具有法律強制性的、覆蓋全國的總量控制與交易機制，即碳削減承諾能源效率體系(CRC體系)，目標(biāo)是在2020年前實現(xiàn)大型商業(yè)和公共機構(gòu)每年減排120萬t二氧化碳[1]。英國于2010年頒布《碳削減承諾能源效率體系指令》后，CRC體系正式啟動。至2020年其碳排放量連續(xù)6年下降，創(chuàng)下130年以來最低水平，年排放量相比交易實施之初下降28.9%[2]。

2.2 對我國碳中和發(fā)展啟示

通過發(fā)達國家降碳?xì)v程可以看出推廣碳交易是降低社會碳排放的有效手段。目前我國已經(jīng)在碳交易環(huán)節(jié)出臺了4項法規(guī)、1個實施方案，并選取了與國際接軌的各行業(yè)碳排放核算方法，加速了電力行業(yè)碳減排和碳交易進程。在此基礎(chǔ)上我國有必要參照發(fā)達國家碳中和進程對碳中和進行立法，同時要對電力等各行業(yè)碳中和進行整體統(tǒng)一的有效規(guī)劃[1]。

設(shè)計碳中和策略，首先需要分析碳排放的來源。按照經(jīng)濟部門，可將碳排放源分為五類：電力與熱力部門(主要為發(fā)電環(huán)節(jié)碳排放)、工業(yè)部門(主要為金屬冶煉與化工品制造環(huán)節(jié)碳排放)、交運部門(主要為陸運、航運、空運碳排放)、建筑部門(建筑施工與家庭生活環(huán)節(jié)碳排放)、其他部門?；?018年數(shù)據(jù)，中國電力與熱力部門碳排放占比最高，達到51%，其次為工業(yè)部門(28%)、交運部門(10%)、建筑部門(4%)；美歐日等發(fā)達經(jīng)濟體的相同點在于電熱部門均為碳排放主力，差異點在于工業(yè)部門碳排放占比更低，建筑部門碳排放占比更高，與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異大致相匹配(二產(chǎn)占比更低，三產(chǎn)占比更高)。

在所有國家可實現(xiàn)的全面脫碳情景中，電力的脫碳都必須先于更大范圍的整體經(jīng)濟脫碳。因此，中國電力系統(tǒng)在未來10年的發(fā)展對于其在2030年前實現(xiàn)達峰和在2060年或更早時間實現(xiàn)碳中和目標(biāo)至關(guān)重要。

3 我國各行業(yè)碳中和發(fā)展布局

中國實現(xiàn)碳中和的策略整體思路與發(fā)達經(jīng)濟體是類似的，即電力部門深度脫碳、非電力部門深度電氣化、終端設(shè)備節(jié)能提效、碳排放端“綠化”，且上述策略具有優(yōu)先順序的差異，電力部門脫碳居于最優(yōu)先地位。簡而言之，若不率先實現(xiàn)發(fā)電環(huán)節(jié)的脫碳，其余環(huán)節(jié)電氣化反倒可能使得碳排放增加[3]。

3.1 電力碳中和

用清潔燃料代替化石燃料發(fā)電是碳中和的重中之重。綜合清潔程度、開發(fā)性能、安全性能，發(fā)電能源可大致分為3類：煤炭(清潔程度最低，不可再生)→次優(yōu)能源(原油、天然氣、水電、核電；原油/天然氣清潔度高于煤炭，但不可再生，核電可再生但有安全性隱憂，水電可再生但有開發(fā)上限)→優(yōu)質(zhì)能源(除水核電外的可再生能源，主要為風(fēng)、光、生物質(zhì)，可再生且安全性、開發(fā)性等均較優(yōu))，2018 年中國煤炭發(fā)電占比高達66%，其次為次優(yōu)能源25%(水電17%、核電4%、天然氣3%、原油1%)，風(fēng)光等優(yōu)質(zhì)能源發(fā)電占比合計9%。對比海外發(fā)達經(jīng)濟體，美歐日次優(yōu)能源是發(fā)電主力(美國與日本氣電占比最高，歐洲核電占比最高)，煤炭發(fā)電占比分別僅為24%、15%、32%。

根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織測算，到2025年，中國發(fā)電結(jié)構(gòu)中，煤炭占比將從67%下降至49%，風(fēng)光發(fā)電占比將從 8%上升至20%，氣電、水電、核電等次優(yōu)能源占比從25%微升至28%；到2050年，煤炭發(fā)電占比大幅下降至6%，風(fēng)光發(fā)電上升為主力，合計占比66%，氣電、水電、核電等次優(yōu)能源占比維持在28%左右，此外生物質(zhì)發(fā)電占比約6%[1]。整體趨勢可概括為煤炭發(fā)電持續(xù)削減，風(fēng)光發(fā)電持續(xù)擴張，次優(yōu)能源穩(wěn)定支持，生物質(zhì)作為補充力量[4]。

3.2 終端非電行業(yè)碳中和

擁有電力行業(yè)深度脫碳后，將終端非電力行業(yè)所使用的能源從化石燃料轉(zhuǎn)向電力即可實現(xiàn)非電行業(yè)碳中和。根據(jù)國網(wǎng)能源研究院研究(《國家電網(wǎng)2050：“兩個 50%”的深度解析》，2019年12月發(fā)布)，2019年中國終端能耗整體電氣化率僅為26%，工業(yè)、建筑、交運部門分別為25%、37%、3%。按其預(yù)計，2025年終端能耗整體電氣化率將提升至34%，2050年有望提升至52%，其中交運部門受益于電動車和高鐵滲透率上升，潛在電氣化提升力度最大[5-6]。

細(xì)分領(lǐng)域來看，到2050年，建筑部門中的照明、電器、制冷，交運部門中的鐵路電氣化率有望達到90%以上，工業(yè)部門中的化工、建材、有色、鋼鐵，建筑部門的采暖、炊事電氣化率預(yù)計仍將低于80%，交運部門中的航運、航空電氣化預(yù)計低于10%[7]。

3.3 終端設(shè)備節(jié)能提效

通過技術(shù)手段與節(jié)能產(chǎn)品的普及，降低設(shè)備運行所需要的電力同樣可以達到減排效果。目前可預(yù)見的節(jié)能提效方式包括工業(yè)部門中的工控與工業(yè)自動化解決方案、建筑部門中的變頻家電等[8]。

3.4 碳排放端綠化

在上述3種途徑均無法避免的碳排放，通過森林碳匯、CCUS(碳捕捉、利用與封存技術(shù))、回收(塑料回收、生物可降解塑料)等方式實現(xiàn)最終環(huán)節(jié)的減排。

4 結(jié)語

實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”需要全社會各行業(yè)共同努力，統(tǒng)籌好發(fā)展與安全、保供與節(jié)能、成本與價格，研究制定政府指導(dǎo)、政策引導(dǎo)、市場調(diào)節(jié)、全社會共同參與的國家行動方案，整體實施、持續(xù)推進。