本文选自中国工程院学报2021年第12期《工程》

作者：“碳峰、碳中和战略与路径”项目组

来源：中国实现碳中和的碳排放峰值路径分析[J].工程,2021,7(12):1673-1677.

碳达峰和碳中和是基于中国国情和人类文明进步新觉醒的目标。它关系到中华民族的可持续发展和构建人类命运共同体。一场广泛而深刻的经济社会体制变革，将深刻推动中国经济发展和社会进步。中国的“双碳”目标本质上是低碳转型。 2030年前碳达峰是短期目标，是迈向碳中和的基础和前提； 2060年之前的碳中和是一个长期目标，在碳达到峰值后，需要更积极的减排来实现碳中和。

中国工程院“碳峰、碳中和战略与路径”项目在《工程》2021年第12期发表了《碳中和背景下中国碳峰路径分析》一文，学术中国工程院学报.充分考虑我国经济社会发展、技术可及性、措施可行性等因素，通过反复优化论证，提出了碳中和目标下我国碳达峰的路径和措施。文章指出，将电力、钢铁、水泥、有色金属、石化、煤化工六大行业以及交通建设两个领域确定为重点行业/领域，不同路径和应采取战略促进目标的实现。

一、简介

气候变化是当今人类发展面临的最大非传统安全挑战，减少温室气体排放以应对气候变化已成为全球共识。中国是世界第二大经济体，也是全球能源消费大国和碳排放大国。它在全球气候治理中发挥着重要的建设性作用。目前，全球已有50多个国家实现了碳排放峰值。其中，美国在2007年实现了碳排放峰值；欧盟成员国碳峰时间不同，总体碳峰达到1990年；日本在2013年实现了碳排放峰值。此外，全球已有130多个国家和地区提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标。以美国、欧盟、日本为代表的发达国家和地区提出到2050年实现碳中和。以英国、瑞典为代表的6个国家已将碳中和纳入实质性立法。

2020年9月22日，中国正式宣布增加国家自主贡献，采取更加有力的政策措施，力争2030年二氧化碳排放达峰，力争2060年实现碳中和（以下简称“''两碳“目标”）。与欧美等发达国家和地区不同，我国仍处于碳排放上升阶段，尚未达到碳排放峰值。因此，本文提出通过反复优化论证，充分考虑中国经济社会发展水平、技术可及性、措施可行性等因素，在碳中和目标下实现中国碳达峰的路径和措施。

二、中国“双碳”目标的内涵与理解

中国的“双碳”目标本质上是低碳转型。 2030年前碳达峰是短期目标，是迈向碳中和的基础和前提； 2060年之前的碳中和是一个长期目标，在碳达到峰值后，需要更积极的减排来实现碳中和。碳峰是碳中和的高峰，是保障经济高质量发展的高峰，是产业结构优化和技术进步推动碳强度逐步降低的高峰，不是碳排放的高峰，更不是碳排放的高峰排放。攀登高峰。碳中和是我国经济社会发展的一条成本效益、经济效益和社会效益相结合的新发展道路。它与实现国家第二个百年奋斗目标同步，是实现经济社会低碳转型和深入推进的里程碑。 .

实现“双碳”目标首先需要对两者有清晰的认识：

一是“双碳”目标将引领中国实施低碳转型，以低碳创新推动可持续发展，以社会文明的形式实现从工业文明向生态文明的逐步过渡。

二是“双碳”目标将倒逼产业结构调整，可以有效遏制发展高耗能产业的冲动，同时推动战略性新兴产业、高新技术产业和现代服务业的发展，带动巨大的大量绿色金融投资，带来新的经济增长点和新的就业机会。

三、“双碳”目标是能源革命的两个里程碑，在大力发展非化石能源、稳步减少化石能源、构建以非化石能源为基础的新型电力体系的同时，将大力推动节能减排和提高能源利用效率。能源为主体。

第四，实现“双碳”目标，需要重新认识中国的能源资源禀赋。我国开发的风能、太阳能等可再生能源资源尚未达到技术可开发量的1/10。能源低碳转型资源基础丰富。

五是中国提出的“双碳”目标既体现了“共同体原则”和立足发展阶段的原则，也体现了负责任大国应对气候变化的积极态度。

六是实现“双碳”目标，要克服工业重、能源重煤、效率低、对高碳发展路径依赖度高等巨大困难。这有利于补齐中国发展短板，落实新发展理念。

第七，实现“双碳”目标是一项复杂的系统工程和科学的转型过程。要把握节奏，积极稳妥推进。要防止“一刀切”的简单化，防止因转型不力造成的落后和无效投资。和其他问题。

八、充分认识碳汇和碳捕集、利用和封存（CCUS）等碳去除和碳利用技术在实现碳中和中的作用，开发和用好碳汇的增长空间，用好不易脱碳的行业的碳汇。积极发展碳捕集、利用和封存。

三、中国二氧化碳排放趋势及碳峰预测

2020年，我国一次能源消费量为49.8亿吨标准煤，二氧化碳排放量（以下简称“碳排放量”）约100亿吨（图1）。 1980-2020年，中国能源消费和碳排放总体呈现三个阶段：

①缓坡期（1980-2001）。能源消耗和碳排放量增长缓慢，能源消耗量年均增加4500万吨标准煤，碳排放量年增加9800万吨。

②陡坡期（2002-2013）。能源消耗和碳排放量迅速上升。能源消耗年均增加2.18亿吨标准煤，碳排放年均增加4.77亿吨。

③紧张时期（2014-2020）。能源消费和碳排放进入放缓期，能源消费年均增加1.16亿吨标准煤，碳排放年均增加9400万吨。

未来10年将是中国基本实现现代化的关键阶段。工业化、城镇化、信息化等多重发展将给碳排放增长带来刚性压力。如图2所示，基于行业/部门核算结果，在采取积极措施的情况下，中国能源活动和工业过程的直接碳排放预计将在“十五”中后期达到峰值-年度计划》，比2020年增加5亿至7亿元。约1亿吨，由于行业高峰不同步，碳排放将在高峰后保持3至4年的高峰平台期。

为确保中国在2030年前实现碳达峰，需要推动不同行业/领域的达峰。其中，工业部门在“十四五”期间整体达到峰值，碳排放在峰值后实现稳步下降，电力、交通、建筑等部门在“十五五”期间达到峰值。年计划”期间。需要指出的是，未来一段时间，电力、石化、交通等行业/领域对能源的刚性需求仍将保持高位，“十四五”将是“调控”的关键时期。增量促转型”。这些行业/领域的达峰过程决定了中国2030年前碳达峰的情况。

四、碳中和背景下的碳达峰路径与措施

据测算，2020年电力、钢铁、水泥、有色金属、石油化工、煤化工、交通建设等行业的碳排放量占比较大，合计占比超过90%。因此，将电力、钢铁、水泥、有色金属、石油化工、煤化工等六大行业以及交通、建筑两大领域确定为重点行业/领域，采取不同的路径和策略，促进目标的实现。

（一）构建高效低碳循环产业体系，推动工业领域节能降耗

2020年，工业部门能源活动产生的碳排放量将达到37亿吨。通过努力，碳排放有望在“十四五”期间达到峰值。

为实现这一目标，产业领域的重点是构建高效低碳的循环产业体系。具体措施包括：

①坚决遏制“两高”项目盲目扩张。除“以热定电”的燃煤火电厂外，原则上禁止新建项目配套自备燃煤电厂。将传统煤化工和炼油行业纳入产能置换管理，大力淘汰落后产能，控制高耗能、低附加值产品出口规模，原则上不再批准未纳入的现代煤化工项目国家计划。

②大力推进工业领域节能降耗。严格控制钢铁、水泥、电解铝、石油化工、化工、煤化工等重点行业单位能耗配额标准。力争到2025年单位主要工业产品能耗达到世界先进水平。

③加快构建低碳循环产业体系。全面加强材料回收利用体系建设，加大废钢资源回收利用，提高废铝资源保级利用水平，提高生活垃圾、电石渣等固废综合利用水平，以及粉煤灰在水泥工业中与原料燃料的替代率。

（二）严格控制化石能源消费，加快能源结构转型

2020年中国煤炭消费量40亿吨，化石能源（煤、石油、天然气）消费是碳排放的主体。实现碳达峰，急需煤炭消费率先下降，“十四五”期间基本不会增加。力争“十五五”期间达峰，峰值控制在7.3亿吨左右；天然气消费量力争在2035-2040年达到峰值，峰值控制在6500亿立方米左右。具体措施包括：

①加快能源结构低碳化进程。力争到2030年非化石能源消费比重达到26%以上。

②继续坚持大气污染防治重点区域煤炭消费总量控制。落实地方政府控煤责任。 “十四五”期间，京津冀及周边地区、长三角地区煤炭消费量下降10%以上，汾渭平原煤炭消费量将实现负增长。

③坚持推进终端用煤清洁能源替代。扩大北方地区清洁取暖范围，2025年清洁取暖比例达到80%，2030年基本实现清洁取暖；推动以燃气或电炉替代燃煤工业炉窑。

④落实重点用煤行业碳达峰和碳中和目标任务。推进“十四五”规划，实现钢铁、有色金属、传统煤化工等行业煤炭消费量下降。

（三）构建电力体制新格局，推动电力结构转型

电力是中国最大的碳排放行业。在保障电力供应安全的前提下，加快实现低碳转型是中国2060年碳中和目标能否实现的最关键因素。电力将成为未来十年能源增长的主要来源，增长将主要集中在住宅生活和信息通信技术（ICT）行业。通过努力，预计到2030年电力（含热电联产）碳排放达峰。“十四五”期间严格控制煤电项目，严格控制煤炭消费增长时期。着力构建以新能源为主导的电力系统。具体措施包括：（一）以风电和太阳能发电为主体，满足电力需求增长。全面加快风电和太阳能发电布局，到2030年，我国风电和太阳能发电总装机容量超过16亿千瓦，新能源发电量继续增加。 ②加快新电力系统建设，增强电力系统平衡调节能力。推进燃煤机组柔性改造，充分利用现有燃煤机组调节能力，推动新储能技术研发和规模化应用，鼓励地方电网建设和微电网促进新能源就地消纳，建立新能源快速发展的中国统一电力市场，完善绿色低碳电力调度机制。

（四）构建低碳高效的交通运输体系，不断提高电气化程度

机动车排放占交通运输碳排放的80%以上，是交通领域实现碳达峰和碳中和的关键。在交通部门的碳排放中，铁路部门的直接碳排放开始下降；预计2026-2030年航道部门碳排放将进入平稳期；公路部门碳排放量将继续增加但增速放缓，力争在“十五五”期间达峰；民航部门的碳排放量将继续增长。通过努力，交通运输行业有望在 2028 年左右实现碳排放峰值。具体措施包括：

①加快提高汽车能效，不断更新汽车能耗准入标准。落实道路运输车辆达标制度，加快淘汰和置换高能耗老旧车辆。

②加快清洁燃料替代。力争到2030年新能源乘用车销量占比达到40%以上，新能源商用车销量占比达到10%，推动各级政府用车100%实现新能源替代；时间表和路线图；提高船舶、铁路电气化比例，提高港口岸电利用率。

③进一步优化调整交通运输结构。推动中长途散杂货从“路改铁”“还水”，提高铁路货运能力和服务水平，构建以绿色运输方式为基础的港口集疏运体系；进一步推动多式联运和城市绿色货运配送发展。

④ 继续构建绿色出行体系，优化公共交通结构。增加公共交通供给，加快城市群轨道交通网络建设，加强城市步行和自行车非机动车交通体系建设，力争到2025年底实现城市绿色出行70%以上，到 2030 年将超过 75%。

⑤ 积极推进交通与能源融合发展。开展可再生能源在交通基础设施和交通建筑中的发电潜力和能源自洽性研究，推动实施交通基础设施和交通建筑能源“消费型”项目。

（五）优化建筑能源结构，推动轻蓄直柔性建筑发展

2020年建筑业直接碳排放量约7亿吨，呈缓慢下降趋势。着力推进建筑用电、热力低碳转型，减少建筑业间接碳排放，到2030年实现建筑业碳排放达峰。具体措施包括：

①推动节能低碳建筑发展和标准用能电气化改造。尽快修订建筑机电系统标准和规范，严格执行新建建筑节能和用能电气化要求；重点推进北方采暖区既有建筑节能改造和城市老旧供热管网节能安全改造。

②多措并举优化建筑能源结构。全面实现城乡低碳供暖，推动北方城镇集中供热系统零碳热源替代，包括核电余热、工业余热等；因地制宜地利用可再生能源、电力、生物质能等方式替代农村零散燃煤；到2025年，北方地区清洁取暖率达到80%。

③ 加快发展轻蓄直柔性建筑，将建筑从能源系统的消费者转变为低碳能源系统的“生产者”。加快出台建筑节能和可再生能源利用通用规范，将建筑表面光伏安装作为绿色建筑的基本要求；在城市新建和既有建筑中推广新型太阳能储能、直接灵活配电系统，通过灵活用电有效用电 大规模风电光伏；大力发展以农村光伏为主的新型农村能源系统。

（六）发展绿色低碳循环经济，加强固废资源高效利用

通过发展循环经济，提高固废分类和资源化利用水平，是实现碳减排、助力碳达峰和碳中和的重要途径。具体措施包括：

①减少垃圾填埋，实现高比例的资源化。例如，餐厨垃圾的厌氧消化过程可以减少垃圾填埋场的碳排放，同时可以回收甲烷等温室气体。

②加强固体废物中可再生资源（如金属）的利用。例如，钢铁行业可以通过从长流程转向短流程来显着减少煤炭消耗和碳排放。

③加强能源转型产生的新型固体废物的资源化利用，解决可再生能源依托相关矿产资源的发展问题。涉及可再生能源发电的风机和太阳能电池需要大量的矿产资源。例如，废旧风扇和太阳能电池的回收利用，可以为可再生能源的发展提供长期稳定的资源供应。

五、结论

碳达峰和碳中和是基于中国国情和人类文明进步新觉醒的目标。它关系到中华民族的可持续发展和构建人类命运共同体。中国经济发展和社会进步。如期实现“双碳”目标，需要在对“双碳”目标的正确认识和清晰判断的基础上，准确研判我国未来碳排放趋势，进行顶层设计，提出实现路径和路线图，最终实现经济、能源、环境和气候的共赢。

注：本文内容略有调整，如有需要可查看原文。

改编自原文：

碳排放达峰与碳中和战略与路径课题组.中国碳中和达峰路径分析[J].工程,2021,7(12):1673-1677.