支持碳中和实现的能源转型之路-基于能源政策模型

坚定不移地推动"双碳"目标的实现，不仅是我国的长期战略目标，也是应对全球气候变化的郑重承诺。这一任务既复杂又充满挑战，它对社会经济各领域都提出了深度转型和创新的要求，即通过促进经济结构优化升级，迈向高质量发展阶段。我国温室气体排放及能源需求的长期趋势会受到多种因素的影响，理解及评估社会经济政策及措施变化的影响需要科学的分析和多角度的研判。iGDP模型团队采用中国能源政策模型 至2060年能源消费及温室气体排放趋势进行情景分析。情景设置紧扣我国碳达峰、碳中和不同实施力度的碳减排潜力，识别支持“双碳”目标实现的政策路径，为未来低碳转型政策体系的完善提供量化分析基础。在近三年的研究过程中，我们与国内外专家、学者、行业领袖进行了广泛深入的交流和验证，不断借鉴最新成果，更新参数，力求研究成果的科学性与时效性。同时，我们也认识到，经济社会的发展充满了不确定性，任何模型都存在其固有的局限性。iGDP通过建模研究，试图采用不同视角和方法分析我国温室气体减排趋势及路径，促进业界的交流和讨论，并期望此项研究成果可以为进一步完善我国绿色低碳政策体系提供支持和参考。iGDP模型团队近期将推出的研究技术报告《中国中长期温室气体排放情景分析报告》，总结了研究的阶段性分析结果。本文的内容摘自于该报告，主要聚焦于展现支持碳中和实现所需要的全经济范围和关键部门政策路径与机遇。分析发现，我国正在实施的“1+N”政策体系可以支持我国在2030年前碳排放达峰并有望推与二氧化碳相比，非二氧化碳温室气体的近零排放面临更大的技术和政策挑战。以现有的最佳技术与政策措施实践下，也较难实现非二温室气体近零排放。本研究识别出了未来应重点关注的政策领域，包括：终端部门的电气化和能效提高、电力低碳转型、碳定价机制以及甲烷和含氟气体的管控等。加速建筑、工业、交通部门电气化水平是实现深度减排的基础，与此同时，还需坚持不懈地提升终端用能部门的能效水平，在有效控制终端能源消费总量的前提下，推动能源结构的清洁化和低碳化。电力系统的低碳化始终是温室气体减排的最重要抓手，也是实现碳中和的先决条件。碳定价机制将在2035年前发挥明显的减排效益。非二氧化碳温室气体减排，尤其是甲烷和含氟气体（包括SF6和PFC等）的管控，对我国在2060年或更早实现碳中和目标至关重要。2碳中和情景展望 1 1 2 2 3强化低碳发展目标 4 4 4关键重点措施与减排政策路径 6 6 7 7关于情景 参考文献 机构和作者介绍 14 14 14 14 14不考虑碳汇的影响，在中和情景下，二氧化碳和全部温室气体排放在2030本实现近零排放，而在现有的技术与政策措施最佳实践下，非二气体近零排放还0如图2所示，在中和情景下，在可再生发展和电推动煤炭消费占比加速下降，并更有效地降低煤炭消费总量。2021年一次能源0煤油天然气废弃物太阳能风能地热生物质可再生占比非化石占比随着生活水平的提高以及终端部门的电气化，电力需求总量将明显增长[2-5]。非化石占比非化石占比0mm油ma天然气生物质能废弃物太阳能地热分布式太阳能分布式非太阳能非化石占比分部门来看，中和情景下，2060年工业、建筑、交通部门2323二氧化碳的排放。在终端电气化和电力清洁化为主的政策措施推动，煤炭消费已亿吨标煤亿吨标煤亿吨CO2e04GDP预测采用OECD预测，历史值来自国家统计局；电根据模型结果分析，值得关注的重点政策包括终端部门电气化和提高能效、电力低碳转型、碳定价以及甲烷和含氟气体的管控等。这些政策措施的实施时间重点政策及行动（按时间段累计减排贡献排序）5•建筑电气率达到60%以上•可再生电力占发电量大于40%•工业各行业相对BAU节能量提升约2%~4.5%•工业电气化率达到33%左右•大力推广高星级建筑和超低能耗/近零能耗建筑•碳价达到130元/吨，碳市场2025年起覆盖工业部门•交通电气化率达到13%，新能源汽车销售量渗透率中客运达到65%，货运约25%•可再生电力占发电量达到60%•工业各行业相对BAU节能量提升约7%~14%•在2025年水平上，城镇公共和居民建筑节能水平提高20%~30%，大力推广高星级和超低能耗/近零能耗建筑•建筑电气化率达到75%左右•工业电气化率达到40%左右•交通电气化率达到28%，新能源汽车销售量渗透率中客运达到65%，货运约25%•碳价达到约157元/吨，碳市场进一步扩围至建筑和交通部门•通过延寿等提高材料使用效率，减少工业产品需求•可再生电力占发电量达到82%•工业电气化超过50%•在2035年水平上，城镇公共和居民建筑节能水平提高20%~30%，全面推广超低能耗/近零能耗建筑•建筑电气化率约为95%•工业各行业相对BAU节能量提升约18%~35%•化工、水泥、钢铁过程排放开始配备工业CCS•交通电气化率达到58%左右•强化含氟气体减排措施，特别是HFCs外含氟气体管控•可再生电力占发电量大于85%•工业电气化率达到70%，高温热源氢能替代•化工、水泥及钢铁行业过程CO在2060年通过CCS分别减排95%、90%、60%•剩余化石燃料发电厂全面配备电力CCS•建筑电气化达到近100%•强化含氟气体减排措施，特别是HFCs外含氟气体管控•交通电气化率达到75%左右•工业各行业相对于2020年节能政策力度提升约29%~55%交通结构优化提高零排放交通工具渗透率其他电力发展清洁电力建筑节能交通结构优化提高零排放交通工具渗透率其他电力发展清洁电力建筑节能据模型中和情景和政策情景间的比较，未来可重点关注非化石发电量比重的进一参考情景建筑电气化建筑节能工业节能发展清洁电力工业电气化碳价其他政策情景发展清洁电力建筑节能工业电气化提高材料使用效率工业节能含氟气体减排其他参考情景建筑电气化建筑节能工业节能发展清洁电力工业电气化碳价其他政策情景发展清洁电力建筑节能工业电气化提高材料使用效率工业节能含氟气体减排其他比较中和情景和政策情景可以发现，为实现碳中和目标，发展以可再生为主域的净零排放。新型电力系统的加速建设将有效减少弃风弃光、增加电力系统的安全和稳定性，抽水蓄能、新型储能和需求侧管理等措施将发挥巨大的减按照我国现有政策规划，2030年全国统容量和辅助服务市场，以及跨省跨区电力交易机制的逐渐建设与完善，步优化资源配置，对成本分摊提供有效的疏导途径年前全部电气化，由于目前高温热源电气化技术应用仍处于较早阶段，按照目前 台的《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》[6]可作为抓手，推进电 6假设到2060年中国工业部门燃料完全来自于电力和氢能。假采用90%的比例。每个行业热源需求实现电气化比例采用Madedduetal（2020）文献分析的欧盟工交通结构优化提高零排放交通工具渗透率碳价交通畜牧业减排食品结构调整碳价农业其他其他工业节能工业工业电气化及高温热源氢能替代发展清洁电力建筑建筑电气化建筑节能含氟气体减排提高材料使用效率工业CCs交通结构优化提高零排放交通工具渗透率碳价交通畜牧业减排食品结构调整碳价农业其他其他工业节能工业工业电气化及高温热源氢能替代发展清洁电力建筑建筑电气化建筑节能含氟气体减排提高材料使用效率工业CCs交通结构优化交通提高零排放交通工具渗透率食品结构调整碳价农业工业CCs建筑甲烷减排措施含氟气体减排交通结构优化交通提高零排放交通工具渗透率食品结构调整碳价农业工业CCs建筑甲烷减排措施含氟气体减排食品结构调整建筑节能建筑工业ccs电力ccs电力含氟气体减排食品结构调整建筑节能建筑工业ccs电力ccs电力含氟气体减排未考虑新出台的政策。这个情景用来作为其他情景的比较基线，是不可能发生情机构和作者介绍机构和作者介绍跨学科、系统性、实证性的研究，推动能源和气候变化解决方案的科学化和精细化，与多方合作推动绿色低碳议题的多元化和国际化的沟通，提供有国际视野和前瞻思考的解决方案及公共知识产品，为全球可持续发展做出贡iGDP聚焦气候治理、能源转型、非二温室气体减排、绿色经济等领域，设立地方气候行动与农食系统绿色低碳转型工作组。团队集合能源系统、气候政策、环境经济等团队长期跟进国内绿色外低碳发展实践、清洁能源转型与绿色经济政策，出版发布百余份专业文章及报告，涉及碳价格、区域低碳行动评价、城市低碳指数、农食系统可持续发展、非二温室气体减排、公正转型、碳边境调节税等议题。研究结果应用于多种实际需要，包括：省级和城市双碳路线图、零碳园区规划、金融机构压力测试、李鑫迪能源转型项目主任分析师，协调项目并负责电力和供热模块宋曼娇