“碳中和”作為未來四十年中國的一項重大國策，相關(guān)討論一直熱度不減。但“碳中和”到底意味著什么？會對哪些行業(yè)產(chǎn)生什么影響？對個人來說有什么樣的機(jī)遇可以把握？
一、背景：全球能源結(jié)構(gòu)中，化石能源占據(jù)絕對主流
在工業(yè)革命之前，人類主要的能源來源是自然界的木材。在1840年，煤炭在世界能源消耗中的占比首次超過5%。這個比例在1900年才達(dá)到50%。后來石油和天然氣逐漸被廣泛應(yīng)用，成為與煤炭一樣的主流化石能源。
在過去的三十多年里，全球能源消耗量基本保持逐年增長的趨勢，但化石能源在人類的能源結(jié)構(gòu)中占比基本保持穩(wěn)定。當(dāng)前，化石能源占全球能源消耗的85%左右；能源消耗占比第二的是水電，約占7%；核能排名第三，約占4.5%；太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮?、現(xiàn)代生物質(zhì)能全等加總在一起，約占3.5%。我們必須清醒地認(rèn)識到，備受關(guān)注的新能源在全球的能源結(jié)構(gòu)中體量小得可憐，距離成為“主流能源”還有相當(dāng)長的距離。
二、危機(jī)：人類活動導(dǎo)致全球變暖，證據(jù)確鑿，后果嚴(yán)重
第一次工業(yè)革命以來，人類產(chǎn)生并排放了大量的溫室氣體。根據(jù)中科院杜祥琬院士的說法，全世界溫室氣體排放主要是二氧化碳，占比約74%。二氧化碳的大量排放直接推高了全球地表的平均溫度。根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的估算，和工業(yè)革命前（1850-1900年）相比，2017年全球平均氣溫已經(jīng)上升了約1℃。如果持續(xù)目前的速度，那每過十年，全球就又會變暖0.2℃，到2040年左右將升溫1.5℃。
全球氣候變暖帶來的一大直接后果是海平面上升。根據(jù)估算，如果全球平均海平面上升50cm，紐約、上海、東京等特大型城市圈將受到嚴(yán)重影響。除此之外，IPCC經(jīng)過評估后發(fā)現(xiàn)，全球氣候變化還可能會造成包括水資源短缺、農(nóng)林牧漁食物減產(chǎn)、極端天氣頻發(fā)（洪水、颶風(fēng)等）、傳染病流行等一系列后果，對生態(tài)環(huán)境和人類社會造成巨大的影響。
圖片來源：IPCC，Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability
三、目標(biāo)：《巴黎協(xié)定》制定目標(biāo)，中國碳中和時間緊迫
為應(yīng)對氣候變暖，人類需要設(shè)法在宏觀層面實現(xiàn)“碳的零排放”，即“碳中和”。在2015年12月舉行的第21屆締約方會議（COP21）上，包括我國在內(nèi)的195個國家簽署了《巴黎協(xié)定》，確立了“把全球平均氣溫升幅控制在工業(yè)化前水平以上低于2°C之內(nèi)，并努力將氣溫升幅限制在工業(yè)化前水平以上1.5°C之內(nèi)”的目標(biāo)。
中國在人類“碳中和”進(jìn)程中扮演著不可或缺的作用。作為世界上最大的能源消費國和碳排放國，中國的二氧化碳的排放量占全球總量的三分之一，溫室氣體的排放量約占全球總量的四分之一。中國現(xiàn)有的排放密集型基礎(chǔ)設(shè)施如果繼續(xù)以相同方式運作，到2060年預(yù)計將排放1750億噸的二氧化碳。對“將全球溫度上升幅度限制在1.5℃”這個目標(biāo)來說，排放1750億噸二氧化碳意味著中國占用了全球排放預(yù)算的三分之一。
2020年，中國宣布了自己的“雙碳目標(biāo)”：2030年前碳排放達(dá)峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。這個目標(biāo)也被寫進(jìn)了《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》。我們必須要看到，中國從排放達(dá)峰到凈零排放的時間比美國、法國、德國等國家更短。主動承擔(dān)這么艱巨的任務(wù)，不僅提升了我們國家在國際舞臺上的形象，也為中國提供了政治博弈的工具：在特朗普任期內(nèi)，由于美國退出了《巴黎協(xié)定》，歐盟作為國際氣候談判最主要的推動者，面臨著巨大的壓力和挑戰(zhàn)。我國提出碳中和的目標(biāo)，實際上側(cè)面響應(yīng)了歐盟的主張，拉近了和歐盟的關(guān)系。今后在美、歐、中三方博弈時，碳中和很可能會是一張中國為獲得歐盟支持而可打的牌。四、意義：中國有必要舉全國之力來實現(xiàn)碳中和碳中和絕不僅是為了全人類的福祉，以及為我國提供政治博弈手段。對中國來說，實現(xiàn)碳中和有重大且長遠(yuǎn)的價值。“富煤、貧油、少氣”的基本國情決定了我國對石油和天然氣對外依存度很高。根據(jù)IEA和BP統(tǒng)計，中國已于2017年超過美國成為最大的石油進(jìn)口國，并于2018年取代日本成為最大的天然氣凈進(jìn)口國。2020年，中國消費的石油和天然氣中分別有超過70%和45%來自進(jìn)口。一旦像馬六甲海峽這樣的運輸通道被封鎖，我國的能源安全就會受到嚴(yán)重威脅。
化石能源的分布情況和儲量是中國不能決定的，但如果能用風(fēng)、光等全球分布相對均衡的新能源取代化石能源，將打破我國資源過度依賴海外進(jìn)口的現(xiàn)狀。而利用這些新能源的關(guān)鍵，取決于技術(shù)水平和制造業(yè)能力。未來在新能源利用領(lǐng)域的技術(shù)成熟后，中國有望從“化石能源進(jìn)口國”轉(zhuǎn)型為“新能源生產(chǎn)能力出口國”。在過去十年，中國在許多清潔能源技術(shù)的制造領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)全球領(lǐng)先地位，加快能源轉(zhuǎn)型將鞏固中國在全球清潔能源技術(shù)價值鏈中的地位。
索洛模型（Robert Solow Model）常被用于解釋經(jīng)濟(jì)增長、幫助國家尋找發(fā)展動能。在索洛模型中，“技術(shù)增長率”（即“全要素生產(chǎn)率“，TFP）對經(jīng)濟(jì)增長有著持續(xù)且巨大的價值。根據(jù)北京大學(xué)光華管理學(xué)院院長劉俏教授的測算，在1980年到2010年，中國的“技術(shù)增長率”維持在4%~5%的水平，但在2010年到2018年之間，隨著中國已經(jīng)逐漸完成工業(yè)化，“技術(shù)增長率”下降到了2%。
在《碳中和與中國經(jīng)濟(jì)增長邏輯》一文中，劉俏認(rèn)為，“碳中和”將促使中國在很多的底層技術(shù)上進(jìn)行研發(fā)投入，從而為中國未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供持續(xù)動能。與“再工業(yè)化”（產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型）、“新基建”（再工業(yè)化所需的基礎(chǔ)設(shè)施）、“更徹底的改革開放”等其他選項相比，劉俏等學(xué)者認(rèn)為，碳中和“是新發(fā)展階段推動全要素生產(chǎn)率提升的最大動能”，能帶來更大的“經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性的深刻變革”。
事實上，中國已經(jīng)開始在“十四五”規(guī)劃中制定具體的行動。根據(jù)國務(wù)院第十四個五年規(guī)劃（2021-2025年），中國力爭將下一代信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源、新材料、高端設(shè)備、新能源車輛等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)在GDP中的份額從2019年的12%左右提高到2025年的17%。
五、選擇：中國將以“減排為主、吸收為輔”的思路實現(xiàn)碳中和
“減少碳排放”和“增加碳吸收”這兩件事都有助于實現(xiàn)碳中和，但誰主誰次，決定了不同的碳中和技術(shù)路線。
1.減少碳排放
“減少碳排放”將注意力主要放在減少化石能源的使用上，需要對經(jīng)濟(jì)體的能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)做出大規(guī)模的調(diào)整。對中國這樣一個“生產(chǎn)型的能源消費結(jié)構(gòu)”的國家來說，存量上的調(diào)整更加“傷筋動骨”，因為我國能源被大量消耗在基礎(chǔ)制造業(yè)（如鋼鐵、水泥、有色金屬等），進(jìn)行減排難度巨大，而且，考慮到我國大量信貸流向基礎(chǔ)制造業(yè)的企業(yè)，一旦減排過程中稍有不慎，不僅大量資產(chǎn)和資源會被浪費、閑置，還可能造成大量壞賬，影響金融體系的穩(wěn)定。
2.增加碳吸收
如果把注意力放在吸收排放出的二氧化塘，就可以只做增量投入，不涉及存量改造，短期內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)運行不會受到較大影響。具體來說，“增加碳吸收”這條路徑主要分成“生物固碳”和“技術(shù)固碳”兩個思路來捕捉空氣中的二氧化碳、實現(xiàn)二氧化碳的再次利用。
首先討論“生物吸碳”。這個思路又可以分成兩大類：林業(yè)碳匯和海洋碳匯。
森林可以通過其自身的光合作用，將大氣中的二氧化碳儲存起來。吸收進(jìn)來的二氧化碳一部分隨著植物和土壤的呼吸、植被的死亡、人工的砍伐等釋放出去，剩余的部分可以被固定在植被和土壤中，形成碳匯。
然而，在討論森林對碳排放的影響時，需要同時考慮植物呼吸作用、死亡后燃燒等因素釋放的二氧化碳。社科院城市發(fā)展與環(huán)境研究所的潘家華教授提出過“氣候中性碳”理論：該理論認(rèn)為，從最新的生態(tài)學(xué)研究來看，森林吸收的碳和排放的碳基本相等，無法對氣候產(chǎn)生影響。除此之外，已有大量研究指出，造林并不是降低大氣二氧化碳含量最有效的手段，甚至可能起到反作用：比如，在高緯度地區(qū)造林反而可能降低地表對太陽輻射的反射，造成升溫；再生林達(dá)到原始森林固碳能力需要幾十、上百年；人工林樹種單一且往往在成熟前就再次被砍伐等。
海洋碳匯（“藍(lán)碳”）的概念，是相對于陸地生態(tài)系統(tǒng)中被植被和土壤固定的“綠碳”所提出的，指的是利用海洋活動及海洋生物吸收和存儲大氣中二氧化碳的過程、活動和機(jī)制。根據(jù)聯(lián)合國的測算，有大約93%的碳都被暫時儲存在海洋生態(tài)系統(tǒng)中。人類排放到大氣中的二氧化碳，有近三分之一也是被海洋吸收的。因此海洋是與森林等陸地生態(tài)系統(tǒng)同等重要的“碳庫”。
海洋碳匯的發(fā)展重點聚焦在紅樹林、海草床、鹽沼三大藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)上。盡管它們的覆蓋面積相較海床整體面積雖微乎其微，但其能捕獲和存儲大量的碳，并將這些碳長期埋藏在海洋的沉積物中，具有巨大的固碳潛力。做好紅樹林、海草床、鹽沼等生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，就等于是在增加碳吸收。
不過與林業(yè)碳匯一樣，針對海洋碳匯也有一些質(zhì)疑的聲音。有研究指出，海洋中的碳很可能處在循環(huán)狀態(tài)，短時間看可以增加，長期看，排放和吸收也是相等的。因此我們必須認(rèn)識到，依靠碳匯來進(jìn)行碳吸收的思路有巨大的爭議，目前尚未能形成統(tǒng)一共識。
其次討論“技術(shù)固碳”：盡管美國等國將其作為碳中和的主要路徑，但技術(shù)固碳目前經(jīng)濟(jì)成本高昂。另一方面，技術(shù)固碳的“碳成本”也很高：制造、運輸碳捕捉相關(guān)設(shè)備、碳捕捉設(shè)備工作都是需要消耗能源、產(chǎn)生碳排放的。因此，在技術(shù)固碳能夠被大規(guī)模、低成本和低碳排放地應(yīng)用之前，技術(shù)固碳無法成為實現(xiàn)碳中和所主要仰仗的手段。2021年10月發(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(dá)峰碳中和工作的意見》提出：到2025年，全國化石能源消費比重，要降低到80%左右；到2030年，降到75%左右；到了2060年，比重要降低到20%以下。另外根據(jù)《中國2030年能源電力發(fā)展規(guī)劃研究及2060年展望》中對各類型能源裝機(jī)量的占比規(guī)劃，我們進(jìn)一步確認(rèn)了中國選擇了以“減少碳排放”為主，“增加碳吸收”為輔的路徑。
結(jié)合上文的討論，我們認(rèn)為中國選擇減少碳排放的這一條路徑主要有如下三條理由：
六、關(guān)鍵：電力部門實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型是中國碳中和的首要發(fā)力點在確定了“減排為主”的大方針后，中國需要確定發(fā)力點。根據(jù)IEA和CEADs的數(shù)據(jù)，2020年，燃料燃燒和工業(yè)過程（也被稱為“能源體系”）的二氧化碳排放量超過11吉噸，占中國溫室氣體排放總量的90%，遠(yuǎn)高于世界其他地區(qū)的60%比例。其中，發(fā)電部門排放的二氧化碳又占整個中國能源體系二氧化碳排放總量的48%（工業(yè)、交通運輸、建筑部門次之，分別占比36%、8%、5%）。
電力部門在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的排放總量中占有很大比重，原因是我國的發(fā)電設(shè)施以燃煤電廠為主。燃煤電廠提供發(fā)電總量的60%以上，其排放量占電力部門現(xiàn)有電廠到2060年潛在累積排放總量的95%以上。因此，電力行業(yè)的改造，也就是中國從以煤炭為主的電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)向可再生能源為主的電力系統(tǒng)，是實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵。事實上，對所有已經(jīng)實現(xiàn)重大減排的國家而言，電力部門的轉(zhuǎn)型無一例外都是主要的驅(qū)動力量之一。例如，英國和美國從煤炭轉(zhuǎn)向天然氣和可再生能源，德國從煤炭轉(zhuǎn)向可再生能源，法國從煤炭和石油轉(zhuǎn)向核能。
IEA根據(jù)中國在2020年的承諾目標(biāo)情景測算，基于可再生能源的發(fā)電（主要是風(fēng)能和太陽能光伏發(fā)電），在2020年至2060年間將增加6倍，屆時將占發(fā)電總量的約80%。2060年的發(fā)電結(jié)構(gòu)中，僅太陽能光伏發(fā)電的比重就將接近45%。相比之下，煤電的份額將下降到5%左右，屆時這些燃煤電廠幾乎都將配備碳捕捉設(shè)施，用于提供靈活服務(wù)，而不是作為基荷電廠運行。不過為保障經(jīng)濟(jì)和居民生活平穩(wěn)地運行，短期內(nèi)中國不能激進(jìn)地清退火電。在碳中和前期，提高化石能源使用效率會成為包括電力、石化等行業(yè)的重要發(fā)展方向（比如發(fā)展陶瓷膜分離技術(shù)，還有催化燃燒技術(shù)等）。
但是對任何一國而言，不可能只在一個方向上持續(xù)突破來實現(xiàn)本國凈零排放所需的減排量。中國也不例外。根據(jù)IEA的測算，中國從2020到2030年的清潔能源轉(zhuǎn)型可以建立在多項可用技術(shù)和有效政策的基礎(chǔ)上，承諾目標(biāo)情景中初期最大的減排量將來自能效的提高，特別是在工業(yè)過程、空間采暖制冷以及道路車輛方面。承諾目標(biāo)情景下，僅能效一項就將貢獻(xiàn)2030年二氧化碳減排量的四分之一左右，可再生電力（主要是風(fēng)能和太陽能光伏）將貢獻(xiàn)2030年減排總量的三分之一。到2060年，可再生能源的貢獻(xiàn)份額將上升到近40%，能效的貢獻(xiàn)比重將會下降至12%左右。
資料來源：光錐智能
文章來源：碳達(dá)峰碳中和研究中心
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