碳中和：需要顛覆性技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展范式轉(zhuǎn)型

潘家華

(1.中國社會科學(xué)院 可持續(xù)發(fā)展研究中心， 北京 100102； 2. 北京工業(yè)大學(xué) 生態(tài)文明研究院， 北京 100124)

實現(xiàn)碳達峰碳中和，是中國一項重大戰(zhàn)略決策，也是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求。2020年習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會上表示，中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和[1]。為完整、準(zhǔn)確、全面貫徹新發(fā)展理念，2021年發(fā)布的《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》(以下簡稱《意見》)[2]為碳達峰碳中和這項重大工作作出系統(tǒng)謀劃、總體部署。

碳中和與碳減排有關(guān)聯(lián)，但內(nèi)涵差異巨大，不可等同。所謂碳中和，根據(jù)《巴黎協(xié)定》的界定，是指在一定時期內(nèi)人為的溫室氣體排放與移出達到一種平衡狀態(tài)，也就是人為活動排放的二氧化碳等溫室氣體，與通過植樹造林等增加碳匯和通過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，實現(xiàn)二氧化碳的“凈零排放”[3]。而碳減排，就是減少二氧化碳的排放量。二者既有相通之處，又有較大區(qū)別?！疤贾泻汀笔悄繕?biāo)，其實現(xiàn)需要顛覆性技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展范式轉(zhuǎn)型，后者是過程，是手段。

一、“碳中和”與“碳減排”

碳中和主要或首先通過碳減排來實現(xiàn)。而減少二氧化碳排放量，需要全世界共同努力。無論是世界科技和經(jīng)濟領(lǐng)先的發(fā)達國家，還是工業(yè)化、城市化進程中的發(fā)展中國家，主要從以下三個方面致力于降低碳排放量。

一是從能源生產(chǎn)側(cè)，發(fā)展零碳的可再生能源取代高碳的化石能源而“釜底抽薪”，從根本上減碳。例如德國，根據(jù)《德國能源轉(zhuǎn)型監(jiān)測報告》的數(shù)據(jù)，德國2000年可再生能源在電力消費中的占比為6.3%，2010年可再生能源占比為17%，2019年可再生能源占比達到42%，2020年可再生能源占比為46%[4]。不僅是發(fā)達國家，發(fā)展中國家也大力發(fā)展零碳可再生能源，一些發(fā)展中國家甚至比發(fā)達國家做的還好，例如2020年全球新進光伏裝機容量排名前十的國家分布與占比情況如圖1所示。

圖1可見，2020年中國新增太陽能光伏裝機排名世界第一，超過全球總量的1/3，是美國的2.5倍[5]。中國高度重視可再生能源建設(shè)，截至2019年底，中國風(fēng)電和太陽能發(fā)電累計裝機容量為4.1億千瓦，約占全國發(fā)電總裝機的20%，超過全球裝機總量的三分之一。中國已成為全球新能源裝機規(guī)模最大的國家，截至2020年底，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電分別連續(xù)16年、11年、6年和3年穩(wěn)居全球首位，全球再生能源裝機世界第一[6]。

圖1 2020年全球新增光伏裝機容量排名前十的國家

二是終端消費的零碳能源替代化石能源。例如一些國家和地區(qū)已經(jīng)明確時間表，禁售汽油和柴油車。根據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心統(tǒng)計測算的數(shù)據(jù)，汽車碳排放量占全社會碳排放7.5%左右，是我國交通領(lǐng)域碳排放量的主要來源。2020年中國汽車使用階段碳排放約為7.2億噸，約占汽車碳排放量的九成。中國現(xiàn)有汽車中，傳統(tǒng)燃油汽車保有量大，以化石燃料為主要驅(qū)動力，其燃燒使用造成汽車使用階段碳排放居高不下?！镀囆袠I(yè)碳排放量報告》指出，發(fā)達國家汽車行業(yè)二氧化碳排放量占總排放量的25%左右，由于中國汽車擁有和使用率相對較低，因而中國汽車行業(yè)的二氧化碳占總排放量的8%～10%左右。為了減少路面交通領(lǐng)域的碳排放量，世界各國紛紛采取政策減少汽油車和柴油車的銷售量，制定禁售時間表。根據(jù)國務(wù)院辦公廳2020年11月印發(fā)的我國新能源汽車發(fā)展規(guī)劃，我國計劃在2025年新能源汽車銷量占新車銷售的20%左右，到2035年汽車市場基本以新能源汽車為主；英國將禁售汽油和柴油車的時間由從2040年提前到2035年，再提前至2030年；法國決定2022年終止燃煤發(fā)電，2040年不再出售柴油和汽油車型；荷蘭宣布2025年禁止銷售燃油車；德國明確2030年禁止出售燃油汽車，新車零排放；印度也表明2030年禁售燃油車。全球電動公交車庫存(Electric bus stock)從2015年的112460輛上升到2019年的514300輛，短短5年時間增加4倍，增速十分驚人。其中，中國505000輛，占全球的98.2%；歐洲為4500輛，北美有2200輛，印度是800輛，世界其他地區(qū)是1800輛。2020年全球新能源汽車銷量超過320萬輛，而中國銷量達到136.7萬輛，占中國新車銷售比例的5.4%。截至2020年底，全球新能源汽車?yán)塾嬩N量突破1000萬輛，中國占比50%以上。2021年上半年全球新能源汽車銷量接近245萬輛，其中中國市場銷量達120.6萬輛[7]。

三是提高能效。節(jié)能，減少能源需求，也就是降低了化石能源消費，從而減少了碳排放。例如建筑節(jié)能，采用“被動房”建筑，使用太陽能設(shè)備供電，地源熱泵取暖制冷，供暖幾乎近零能耗，即使使用化石能源，由于消耗極少，排放也就微乎其微。中國山東青島、河北秦皇島、新疆烏魯木齊等地都已開始修建被動式建筑，并投入使用，反響良好，不僅節(jié)約了大量能源，也提升了居住的舒適度。

二、顛覆性技術(shù)革命是實現(xiàn)碳中和的必要條件

單純依靠節(jié)能減排永遠(yuǎn)不可能走向碳中和，實現(xiàn)碳中和，既要具備必要條件，又要滿足充分條件。因為碳中和的實現(xiàn)，需要一定的條件，即必須要將化石能源基本歸零。只要化石能源不歸零，就不可能實現(xiàn)碳中和。而化石能源的歸零，必須要有顛覆性的技術(shù)。

能源是現(xiàn)代社會的“血液”，是實現(xiàn)經(jīng)濟增長的動力引擎，也是人們生活不可或缺的物質(zhì)保障。離開能源服務(wù)，經(jīng)濟社會體系的正常運行都會受到嚴(yán)重影響。目前中國能源主要有煤炭、天然氣、原油、水電和新能源，其中煤炭是我國的主體能源，國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，中國能源消費結(jié)構(gòu)中煤炭消費2020年占能源消費總量比重為56.8%[6]。

因此，擁有顛覆性的技術(shù)，進行技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)革命，是實現(xiàn)碳中和的必要條件。以化石能源電力為例，實現(xiàn)碳中和，需要將額外于氣候系統(tǒng)的化石能源碳基本清零。但煤電效率無論怎么提高，還是要耗煤，依靠改進型技術(shù)可以實現(xiàn)低碳，卻永遠(yuǎn)不可能達到零碳。唯有徹底顛覆煤電，不再將碳作為經(jīng)濟社會發(fā)展的必需品，而利用零碳的可再生能源，做到?jīng)]有碳就可以提供同質(zhì)的能源服務(wù)，將能源生產(chǎn)從化石能源轉(zhuǎn)向零碳能源，則碳中和可期。

顛覆性的硬技術(shù)革命是實現(xiàn)碳中和的必要條件。中國顛覆性電力生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅猛，中國大力發(fā)展水電、光伏發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電，不斷增強清潔能源的存儲、轉(zhuǎn)化與運輸能力?，F(xiàn)代經(jīng)濟社會發(fā)展需要的是能源服務(wù)而不是碳，普通消費者需要由電提供的能源服務(wù)，至于電究竟是零碳的水電還是燃煤發(fā)的熱電都無關(guān)緊要。只要國家能保障生產(chǎn)、生活所需的能源，碳就不是必需品。無碳的電使用比例越大，有碳的電所占市場份額就越小。

然而我們必須承認(rèn)，中國目前生產(chǎn)的電能還是以傳統(tǒng)的化石能源為主，占有強勢地位。能源領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新，自然集中在傳統(tǒng)的化石能源領(lǐng)域，例如能源化工領(lǐng)域的學(xué)術(shù)權(quán)威，中國科學(xué)院院士、中國工程院院士，基本上都是從事化石能源、煤炭開采、石油開采、油化工、煤化工等領(lǐng)域的科學(xué)研究，少有搞光伏或者可再生能源的學(xué)者成為院士。機構(gòu)改革前的國家能源權(quán)力部門有煤炭工業(yè)部和石油工業(yè)部，也沒有一個可再生能源部。進入21世紀(jì)，可再生能源的建設(shè)與研究已經(jīng)納入議事日程。《意見》明確指出要“強化基礎(chǔ)研究和前沿技術(shù)布局”，制定科技支撐碳達峰、碳中和行動方案，編制碳中和技術(shù)發(fā)展路線圖。采用“揭榜掛帥”機制，開展低碳零碳負(fù)碳和儲能新材料、新技術(shù)、新裝備攻關(guān)。加強氣候變化成因及影響、生態(tài)系統(tǒng)碳匯等基礎(chǔ)理論和方法研究。推進高效率太陽能電池、可再生能源制氫、可控核聚變、零碳工業(yè)流程再造等低碳前沿技術(shù)攻關(guān)。培育一批節(jié)能降碳和新能源技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)國家重點實驗室、國家技術(shù)創(chuàng)新中心、重大科技創(chuàng)新平臺。建設(shè)碳達峰、碳中和人才體系，鼓勵高等學(xué)校增設(shè)碳達峰、碳中和相關(guān)學(xué)科專業(yè)。深入研究支撐風(fēng)電、太陽能發(fā)電大規(guī)模友好并網(wǎng)的智能電網(wǎng)技術(shù)。加強電化學(xué)、壓縮空氣等新型儲能技術(shù)攻關(guān)、示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。加強氫能生產(chǎn)、儲存、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范和規(guī)模化應(yīng)用[2]。

顛覆性技術(shù)并不僅僅局限于能源生產(chǎn)領(lǐng)域，人們?nèi)粘Ｉ钕M同樣需要顛覆性的技術(shù)作為支撐。電力生產(chǎn)領(lǐng)域的石油煤炭可以用清潔能源電取代，但汽車、飛機的動能——石油僅靠提高能效，也不可能實現(xiàn)碳中和。以汽車為例，汽車是石油革命的產(chǎn)物，構(gòu)成石油產(chǎn)品終端消費的主體，無論怎樣進行技術(shù)改進提高汽車燃油效率，始終是以燃油為能量來源，只能做到相對低碳，卻絕對做不到零碳。只有進行顛覆性革命，采取顛覆性技術(shù)，不再使用燃油汽車，而是用純電動或其他形式的新能源汽車全面取代碳基燃料的燃油汽車，才可能實現(xiàn)零碳。因而在終端消費層面，只有徹底消除對化石能源的依賴，而不僅僅是效率提升，才能在保障和提升生活品質(zhì)的同時，實現(xiàn)化石能源碳終端消費需求的清零，從而實現(xiàn)碳中和。當(dāng)前中國的新能源汽車、純電動汽車技術(shù)已經(jīng)較為成熟，國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》就指出到2025年純電動車的耗電將降至12.0千瓦時/百公里以內(nèi)[8]。顛覆性的技術(shù)打破新能源汽車蓄電后使用時間短的桎梏，電動車每小時跑一百公里，比燃油成本更低，新能源汽車勢必成為汽車銷售的主流?！兑庖姟分赋觥爸袊磥斫煌I(lǐng)域的低碳與碳中和，有賴于最新技術(shù)的攻克與推廣”，明確提出“加快城市軌道交通、公交專用道、快速公交系統(tǒng)等大容量公共交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加強自行車專用道和行人步道等城市慢行系統(tǒng)建設(shè)；加快發(fā)展新能源和清潔能源車船，推廣智能交通，推進鐵路電氣化改造，推動加氫站建設(shè)，促進船舶靠港使用岸電常態(tài)化；加快淘汰高耗能高排放老舊車船”[2]。中國已開始在公共交通領(lǐng)域從終端消費中淘汰化石能源，使用清潔能源取而代之。

人們?nèi)粘Ｉ钪袑茉吹男枨筮€體現(xiàn)在供暖領(lǐng)域，而供暖完全可以離開煤炭能源?？照{(diào)屬于氣源熱泵，是利用電能實現(xiàn)夏天制冷、冬天供熱的功能；地源熱泵則通過地?zé)崂眠_到供暖的目的。只要進行技術(shù)革命，用電取代煤炭通過氣源熱泵或地源熱泵的能量供應(yīng)來源，煤炭就可以完全退出供暖市場。中國這些顛覆性的技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，并開始推廣使用，中國能源發(fā)展加快向清潔低碳轉(zhuǎn)型，已在居民采暖、工(農(nóng))業(yè)生產(chǎn)制造、交通、電力供應(yīng)與消費、家庭電氣化五大重點領(lǐng)域[6]展開實踐。2019年，中國水電、風(fēng)電、核電等非化石能源消費占能源消費總量比重達15.3%，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值耗能比2015年下降13.1%。中國已經(jīng)成為世界利用新能源和可再生能源第一大國[9]518。

三、社會性軟技術(shù)變革是實現(xiàn)碳中和的充分條件

碳中和的實現(xiàn)，除了必須掌握顛覆性技術(shù)，廣泛使用零碳能源取代化石能源外，還需要同步進行社會性軟技術(shù)變革。軟技術(shù)有廣義、狹義之分，前者包括研究、處理和解決使用現(xiàn)代科技成果所帶來的經(jīng)濟、社會、心理上的一系列影響的技術(shù)；后者僅指設(shè)備的操作、使用技術(shù)，以及產(chǎn)品的生產(chǎn)與銷售過程的組織、管理、經(jīng)營技術(shù)[10]。碳中和所需要的社會性軟技術(shù)變革是廣義軟技術(shù)，主要包含三個方面的內(nèi)容：

第一，政府制定方針政策時要有碳資產(chǎn)意識，盡量維護、延伸、放大碳資產(chǎn)的社會效用。

消耗大量能源的原材料而興建的鐵路、機場、港口等基礎(chǔ)設(shè)施和房屋建筑是內(nèi)含沉淀有大量的碳排放的資產(chǎn)，也就是已經(jīng)鎖定于固態(tài)的固定資產(chǎn)的碳資產(chǎn)，是全社會的資產(chǎn)，應(yīng)該充分發(fā)揮其碳效用。

以小產(chǎn)權(quán)房為例，修建小產(chǎn)權(quán)房是違法行為，現(xiàn)行法律制度在處理小產(chǎn)權(quán)房、自然保護地內(nèi)的建筑(在劃定以前就有的)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)征占地上的建筑等沒有辦理行政審批手續(xù)就自行修建的建筑時，將之定性為違法建筑，地方政府的整治舉措往往是直接將非法建筑拆除。例如秦嶺別墅群事件共清查出1194棟違建別墅，當(dāng)?shù)卣畬η貛X北麓違規(guī)建別墅問題進行專項整治，依法拆除1185棟別墅，依法沒收9棟別墅。從法律角度而言，小產(chǎn)權(quán)房、非法建筑都具有違法、違紀(jì)、違規(guī)屬性，依法嚴(yán)厲懲處是正義之舉。

但從社會財富的視角來審視這一問題，耗費巨資剛剛建成的建筑尚未發(fā)揮任何價值就被拆除，是碳存量財富的消失，社會碳資產(chǎn)損失巨大。從碳的視角來看，大量違法建筑的興建與拆除，是碳存量的清除與浪費，對整個社會的碳資產(chǎn)是一種重大浪費。秦嶺別墅群最初是惠民工程“益豐國際頤養(yǎng)中心”，南鄭縣本欲打造“老年服務(wù)中心和老年看護中心”，最后卻變身為依托山水資源的純別墅大盤。對此類違法建筑，特別是對生態(tài)環(huán)境造成較大破壞的違法建筑，當(dāng)然要拆除，嚴(yán)懲不貸。但對那些并未破壞生態(tài)環(huán)境的違法建筑進行處置時，應(yīng)考慮財富和碳存量問題，盡量發(fā)揮其碳存量的社會價值。

站在全社會的角度而言，要實現(xiàn)碳中和，必須要杜絕違建，從源頭上杜絕社會財富和碳存量的巨大浪費。如果已經(jīng)建成，違法者要付出成本，承擔(dān)應(yīng)有的法律責(zé)任與經(jīng)濟損失，需要剝奪建造者的經(jīng)濟利益，避免產(chǎn)生壞的示范效應(yīng)。但從碳存量和碳的視角來審視，建筑物本身并不存在問題，屬于社會財富，宜保全碳資產(chǎn)，變更其功能，賦予其服務(wù)社會、造福民眾的功能。因而我們在制度設(shè)計上，宜在制度層面減少或避免社會碳存量資產(chǎn)的損毀，盡量維護、延續(xù)、放大碳資產(chǎn)的社會效用，維護社會能源的發(fā)展。

第二，注重產(chǎn)品質(zhì)量，提升碳效用，壓縮剛性社會需求。

碳中和是人類應(yīng)對自然氣候變化做出的應(yīng)對策略，不僅是經(jīng)濟問題，也是環(huán)境問題，涉及發(fā)展方式和生活方式的變化?！兑庖姟访鞔_指出，確保如期實現(xiàn)碳達峰、碳中和，需要“深入貫徹習(xí)近平生態(tài)文明思想，立足新發(fā)展階段，貫徹新發(fā)展理念，構(gòu)建新發(fā)展格局，堅持系統(tǒng)觀念，處理好發(fā)展和減排、整體和局部、短期和中長期的關(guān)系，把碳達峰、碳中和納入經(jīng)濟社會發(fā)展全局，以經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型為引領(lǐng)，以能源綠色低碳發(fā)展為關(guān)鍵，加快形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式、空間格局，堅定不移走生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳的高質(zhì)量發(fā)展道路”[2]。

城市的碳排放量巨大，城市社會經(jīng)濟文化的整體轉(zhuǎn)型顯得格外重要。城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，例如一棟建筑，最初建造時使用的碳消耗是固定的，建筑使用壽命因質(zhì)量而異，可能為30年、60年、120年，對碳足跡而言沒有本質(zhì)的差異，但碳效用卻差了數(shù)倍。一棟質(zhì)量比較好的建筑物可以使用百年，一直發(fā)揮其作用，而質(zhì)量較差的建筑物只能留存三五十年就要重新修建，意味著該建筑的碳資產(chǎn)全部耗毀，重新修建將消耗大量的建筑耗材，產(chǎn)生巨大的碳排放量。同樣，各種家用電器和工廠機械設(shè)備的發(fā)動機，相同規(guī)格的發(fā)動機，碳足跡幾乎無差異，但發(fā)動機的維護與保養(yǎng)、使用時長與壽命，最終導(dǎo)致的碳效用差距可能特別大。

實現(xiàn)碳中和，一定要考慮碳資產(chǎn)、碳存量與碳消耗。社會資產(chǎn)的使用壽命與碳資產(chǎn)、碳效用密切相關(guān)，是實現(xiàn)碳中和的充分條件，因而經(jīng)濟社會都要進行轉(zhuǎn)型，通過社會性軟技術(shù)變革，嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量，不僅可以提升碳效用，還能大幅地壓縮碳的剛性需求，從而達到事半功倍的效果，加速并保障碳中和的實現(xiàn)進程。

第三，倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟，踐行綠色發(fā)展理念。

碳中和的實現(xiàn)，與生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)?？陀^上要求加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟。人們對于“二手”或“舊貨”，在機制、政策、文化和心理上，均存在“厚古薄今”“喜新厭舊”的市場理念，需要加以引導(dǎo)。從碳效用視角而言，“二手”或“舊貨”只要能繼續(xù)為人類使用，就應(yīng)該充分進行再次開發(fā)與利用，建立完善相應(yīng)的機制、政策，讓循環(huán)經(jīng)濟高效運轉(zhuǎn)起來，為碳中和發(fā)揮更大的效能?，F(xiàn)在有許多廢棄物，多為機構(gòu)或個人消費者因無地存放而掃地出門，這些半新半舊的物品，甚至是新購未開封產(chǎn)品，其質(zhì)量、性能可滿足正常消費需求。在循環(huán)經(jīng)濟理念下，建立一套完善的機制，使這些“二手”或“舊貨”可直接進入市場交易，或經(jīng)過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)核認(rèn)后再進入市場，繼續(xù)釋放碳效用，服務(wù)社會與民眾。

實行循環(huán)經(jīng)濟，可以在人、自然資源和科學(xué)技術(shù)的大系統(tǒng)內(nèi)，在資源投入、企業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品消費及其廢棄的全過程中，把傳統(tǒng)的依賴資源消耗的線形增長的經(jīng)濟，轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽可鷳B(tài)型資源循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟，極大降低碳消耗，提高碳效能，從而大大縮減化石能源的燃燒和排放。與此同時，倡導(dǎo)簡約適度、綠色低碳的生活方式，反對奢侈浪費和不合理消費，引導(dǎo)形成文明健康的生活風(fēng)尚，提出“光盤行動”、低碳出行[9]412，這些都屬于社會性軟技術(shù)變革的范疇，幫助人們更新發(fā)展理念，在日常行為中踐行低碳、節(jié)儉與綠色理念，勢必大大促進碳中和的進程。

四、實現(xiàn)碳中和需要社會認(rèn)知革命

觀念指導(dǎo)實踐，實現(xiàn)碳中和，不僅需要顛覆性技術(shù)作為必要支撐條件，減化石能源用零碳能源；而且需要進行社會軟技術(shù)變革，通過高質(zhì)量發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟、綠色發(fā)展來擴展碳資產(chǎn)，提升碳效能。因此，實現(xiàn)碳中和需要社會認(rèn)知革命，改變理念：城市空間設(shè)計要從“功能分區(qū)”轉(zhuǎn)變到“功能融合”，引導(dǎo)城市從“城市礦山”向“無廢城市”轉(zhuǎn)型，配置資源注重人與自然的和諧，就近獲取零碳能源服務(wù)。

第一，實現(xiàn)碳中和，城市空間設(shè)計理念要從“功能分區(qū)”轉(zhuǎn)變到“功能融合”。

城市空間規(guī)劃設(shè)計要注重功能融合。舉一個簡單例子，居民日常生活所需的蔬菜依賴農(nóng)貿(mào)市場供給，若城市周邊地區(qū)就有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，就近供給，根本不需要高耗能冷藏，不需要遠(yuǎn)距離運輸。但城市越大，其供需補給耗能排碳量越高。以北京為例，人口超過2200萬，其日常生活所需蔬菜供給依賴遠(yuǎn)距離配送，其中80%的蔬菜都是通過新發(fā)地這樣一個超級大的農(nóng)貿(mào)市場集散實現(xiàn)供給。北京生鮮食品供給，需要從數(shù)百甚至上千公里以外，從山東壽光或全國各個地方長距離冷鏈保鮮運輸，運輸、冷藏、批發(fā)、分銷，從生產(chǎn)到消費的中間環(huán)節(jié)，冷鏈條長，不僅成本高，而且必然導(dǎo)致耗油高碳。城市的規(guī)劃發(fā)展需要就近就地，耗油排碳量必會大大降低。

第二，實現(xiàn)碳中和，也是引導(dǎo)城市從“城市礦山”向“無廢城市”轉(zhuǎn)型發(fā)展的過程。所謂“城市礦山”，指的是生產(chǎn)、生活中所形成的垃圾礦山，進行挖掘開放利用，是一個再資源化過程，需要消耗能源進行再生產(chǎn)而形成新的碳資產(chǎn)。而“無廢城市”則是將閑棄物再利用、循環(huán)利用，從而沒有“廢”物的產(chǎn)生，使碳資產(chǎn)延長使用壽命。

中國城市規(guī)劃深受集權(quán)思維的影響，一定要有一個核。比如北京的城市規(guī)劃，一定要有核、中心、副中心、次中心、節(jié)點，具有鮮明的等級分異特征。城市核心區(qū)、中心區(qū)往往建設(shè)高樓大廈，甚至地標(biāo)性建筑。然而樓房越高，對碳的消耗越大。例如哈利法塔，又稱迪拜大廈或比斯迪拜塔，是目前世界上最高的建筑，有828米高，樓層總數(shù)162層，連同地下共有169層，造價15億美元。哈利法塔總共使用33萬立方米混凝土、6.2萬噸強化鋼筋，14.2萬平方米玻璃。大廈內(nèi)設(shè)有56部升降機，速度最高達17.4米/秒，另外還有雙層的觀光升降機，每次最多可載42人。盡管哈利法塔作為世界第一高樓與人工構(gòu)造物，是科學(xué)技術(shù)的奇跡，然而從碳使用來看，哈利法塔也是高碳的典范，零碳的敗筆。清潔工們?yōu)榱碎_業(yè)慶典，僅大樓表面清洗就耗時3個月。整個建筑共有57部電梯運營。每天光電梯和整棟建筑的空調(diào)、塔燈耗電量就是巨額消耗。因此樓房過高，必然高碳。

城市現(xiàn)代化進程誤讀為廣建高樓，與之相伴帶來高碳生活，想要倡導(dǎo)低碳生活難度加大，碳中和缺少自然空間。城市密集的高層建筑群，具有材料耗用多、維護維修難、運行費用高、火災(zāi)風(fēng)險大、人員密度高疏散慢、更新難度大、地質(zhì)災(zāi)害影響大等特點。目前最高的救火云梯有101米，相當(dāng)于35層樓房，一般消防大隊配備的云梯是55米，相當(dāng)于18層樓房，因而高層樓房一旦發(fā)生火災(zāi)，后果不堪設(shè)想。例如2018年5月1日凌晨，巴西圣保羅市一座26層的大廈發(fā)生火災(zāi)，高樓4層起火，火勢迅速向上蔓延。大約一個半小時后，大火吞噬至少20層樓，致使建筑倒塌，燃燒著的碎片向鄰近建筑和周圍街道墜落。如果建筑樓層為20層、10層或10層以內(nèi)，配備電梯數(shù)量、電梯耗能都會大幅降低。城市的發(fā)展不再以等級分異進行規(guī)劃，而是按照特色-互補的扁平均衡均質(zhì)理念進行規(guī)劃，從社會碳資產(chǎn)的優(yōu)化利用而言更具優(yōu)勢。

第三，實現(xiàn)碳中和，資源配置就近就地，促進人與自然的和諧。

實現(xiàn)碳中和就要消除高碳鎖定，就近就地進行資源配置。但城市過大、人口過于集中，實行資源的均衡分配十分艱難。比如全國共有34所985高校，北京就有8所，占了全國總數(shù)的1/4，211高校北京就有22所。北京高校的優(yōu)質(zhì)資源十分明顯，但城市為之提供各種服務(wù)的負(fù)擔(dān)沉重，比如北京一些大學(xué)校區(qū)分屬不同行政區(qū)劃，路程坐車尚需2～3小時，師生在兩個校區(qū)之間奔波，僅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，政府單獨劃定片區(qū)，師生的生活起居都在校內(nèi)完成，不需要任何交通工具，包括蔬菜供給所耗能源基本可以實現(xiàn)就近補給，人與自然和諧發(fā)展，從而減少乃至于消除高強度、高頻次的高耗能需求，有助于形成適應(yīng)零碳可再生能源的適度規(guī)模、空間均衡格局。

碳中和還有助于催生發(fā)展范式的革命性轉(zhuǎn)型，從專權(quán)走向共享。因為以前生產(chǎn)者和消費者是對立的，但在碳中和目的下，生產(chǎn)環(huán)節(jié)與消費環(huán)節(jié)緊密相連。比如居民可以在屋頂上建光伏光電裝置供居家使用，使用太陽能熱水器等降低煤炭、天然氣和電力能源的消耗，使用新能源汽車降低化石能源耗能。民眾都可以共享新能源、新技術(shù)、高科技產(chǎn)品帶來的福利，提高民生福祉。

五、碳捕集與碳匯是碳中和的輔助

實現(xiàn)碳中和需要三管齊下：一是提高能源效率，減少能源總需求；二是利用可再生能源，全面擠出和替代化石能源；三是二氧化碳的人工移出，例如森林碳匯和二氧化碳捕集與封存。由于化石能源的路徑依賴，尤其是一些相關(guān)行業(yè)的利益使然，認(rèn)為化石能源不必退出，把碳中和的希望寄托在碳移除技術(shù)上，從而抵消或清除化石能源碳排放。但人工碳移出是否真的能夠?qū)崿F(xiàn)零碳呢?

中國各類二氧化碳的捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)種類齊全，包括深部咸水層封存、二氧化碳驅(qū)油、二氧化碳驅(qū)煤層氣等。截至2019年，中國共開展了9個捕集示范項目、12個地質(zhì)利用與封存項目。所有CCUS項目的二氧化碳累積封存量約為200萬噸。目前低濃度捕集二氧化碳成本為300～900元/噸，罐車運輸成本約為0.9～1.4元/噸·公里。原油在70美元/桶的水平，基本可以平衡CCUS驅(qū)油封存成本[11]。目前水電站發(fā)一度電需要3角錢，太陽能光伏發(fā)電低至7分錢一度電。利用或固化碳，捕集、存儲二氧化碳，消耗的能源遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于發(fā)一度電的費用。顯然二氧化碳捕集與封存作為一種終端治理方式，只能是抽刀斷水水更流。

碳捕集與埋存具有四個鮮明特征，一是高成本，在近1/4個世紀(jì)里，成本居高不下；二是零效用，捕集的碳直接或間接使用價值有限或為零；三是高風(fēng)險，埋存后不能確保不會逸出；四是低效率，捕集的比例比較低，不可能100%捕集。

碳匯和生態(tài)環(huán)境密切結(jié)合在一起，比捕集二氧化碳更有優(yōu)勢，更易于操作。森林、草原、濕地、海洋碳匯均具有吸收、固定從而移出大氣中的二氧化碳的能力。地球生物循環(huán)碳，是氣候中性碳，總體上不構(gòu)成額外性。

但碳匯存在幾個問題：一是碳匯能力與化石能源碳排放存在量級上的差異。碳匯每年數(shù)量7億噸、8億噸左右，而化石能源的二氧化碳的排放量超過110億噸每年，二者存在數(shù)量級上的差異。二是碳匯規(guī)模很難繼續(xù)擴大。碳匯只在一定時間段、一定區(qū)域存在，與森林覆蓋面積密切相關(guān)。中國20世紀(jì)80年代森林覆蓋面積為12.7%，政府高度重視生態(tài)環(huán)境保護，加大植樹造林力度，提高森林覆蓋率，現(xiàn)在全國森林面積是22044.62萬公頃，森林蓄積是175.6億立方米，全國森林植被總生物量為188.02億噸，總碳儲量為91.86億噸[12]2。全國森林每年的固碳量為4.34億噸[12]76。中國現(xiàn)在森林覆蓋面積達到24.2%，繼續(xù)增加的幅度很小。因為喜馬拉雅山、雪域高原、戈壁沙漠不能植樹造林，內(nèi)蒙古草原也只適合長草，地理環(huán)境決定了那些地區(qū)不適合種植大樹。自然條件的剛性約束使得碳匯的自然空間非常有限。在適合樹木生長的地方，還要種植糧食，不能把農(nóng)田全部用來栽樹。糧食安全事關(guān)國家安全，民生福祉，因而森林覆蓋面積的增長空間非常狹窄、有限。三是碳匯所需淡水資源也是稀缺資源。碳匯是森林吸收并儲存大氣中的二氧化碳的能力，沒有水，植物無法生存，也就沒有碳匯，沒有生物質(zhì)能。我國淡水資源也是相對短缺的資源，干旱區(qū)面積占國土面積的52.5%，其中干旱區(qū)30.8%(280萬平方公里，降水量200毫米以下)、半干旱區(qū)21.7%(213萬平方公里，降水量200～500毫米)[13]，這些區(qū)域很難通過植樹造林實現(xiàn)碳匯。因此，碳匯對于碳中和可以發(fā)揮輔助作用，但不可能發(fā)揮決定性作用。碳中和的實現(xiàn)更多依賴前兩個技術(shù)。

六、結(jié)論與討論

國家制定的碳達峰碳中和工作，實施可再生能源替代行動，大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮艿?，不斷提高非化石能源消費比重。擁有顛覆性技術(shù)，為新能源取代化石能源奠定堅實基礎(chǔ)。只有繼續(xù)進行顛覆性技術(shù)革命，對各種原材料(如鋼筋水泥、建筑材料)生產(chǎn)所需能源開展研究，提升生產(chǎn)效能，減低碳排放量，同時注重軟技術(shù)變革，提升產(chǎn)品質(zhì)量，延長碳效用，提高碳資產(chǎn)使用壽命，壓縮碳需求量，減少碳資產(chǎn)的浪費，從而達到事半功倍的效果。

碳中和催生發(fā)展范式的革命性轉(zhuǎn)型，生產(chǎn)與消費、供給與需求呈現(xiàn)一體化趨勢。凝聚有大量碳排放的碳資產(chǎn)，對于消費者，不在所有，而在所用，因而不必需要排他性占有性產(chǎn)權(quán)，而需要發(fā)展共享型經(jīng)濟。能源生產(chǎn)與消費的一體化，促使自給自足的零碳經(jīng)濟單元發(fā)展壯大；規(guī)?；笊a(chǎn)(規(guī)模效益)與自然容量剛性的矛盾可以通過人與自然和諧的就近、分散的碳中和發(fā)展范式來解決；空間聚集(聚集效應(yīng))與空間均衡應(yīng)該采取均衡導(dǎo)向；城市空間的功能分區(qū)與功能融合體現(xiàn)為職住一體、產(chǎn)城融合；財富周期的加速再生增值(高貼現(xiàn)率)需要轉(zhuǎn)為碳中和導(dǎo)向的財富存量的持久保值(低貼現(xiàn)率)；城市形態(tài)高碳技術(shù)的“高”“大”“尚”需要轉(zhuǎn)向基于自然的解決方案非碳途徑的適度；從排他性占有性產(chǎn)權(quán)向“不求所有但求所用”的共享型經(jīng)濟。碳中和領(lǐng)域的研究需要理論范式的變革創(chuàng)新，不斷深化和拓展。