碳達峰、碳中和目標將會觸發(fā)全球和中國的能源系統革命，促進經濟全面綠色低碳轉型。碳減排是實現碳達峰、碳中和目標的基礎路徑，而碳封存、碳捕捉和森林碳匯等起輔助性作用。從經濟結構和能源結構角度看，碳減排的途徑理論上主要有三條：一是調整經濟結構，控制鋼鐵、電解鋁、水泥和玻璃等高能耗、高排放行業(yè)的發(fā)展規(guī)模，降低能源消耗強度大的制造業(yè)，特別是重工業(yè)的比重，提高能源強度較小的服務業(yè)和輕工業(yè)的比重；二是調整能源結構，降低碳含量高的煤炭、石油等化石能源的消費比重，提高零碳的可再生能源以及低碳的天然氣等清潔能源的消費比重，加快工業(yè)、建筑、交通等領域的電氣化；三是通過科技手段，全面推進電力、工業(yè)、建筑、交通等重點領域節(jié)能，提高能源使用效率，減少能源生產、運輸和消費環(huán)節(jié)的浪費，降低單位GDP能耗。隨著碳達峰、碳中和目標的不斷推進，未來全球和中國能源系統的革命和發(fā)展將呈現如下特征。
第一，能源結構趨于多元化，非化石能源將逐漸占據主體地位。在歷史上很長一段時間內，全球能源系統通常被一個單一能源支配。在農耕社會，薪材占據統治地位。在20世紀上半葉，煤炭是主體能源。后來，隨著煤炭地位下降，石油成為居支配地位的能源。碳中和轉型意味著未來二十余年能源結構將出現前所未見的多元化局面，石油、天然氣、可再生能源和煤炭將可能四分天下，各占四分之一份額。伴隨著低碳轉型的推進，主體能源將由石油、天然氣、煤炭等化石能源向可再生能源逐步過渡，預計非化石能源可能在21世紀40年代早期占據主體地位?？稍偕茉凑家淮文茉吹谋戎貙⒂?018年的5%升至2050年的50%左右，化石能源的比重則相應由85%降至30%左右。
第二，煤炭和石油消費將顯著下降，天然氣需求則相對穩(wěn)定。其主要體現在以下三個方面。一是煤炭消費將會持續(xù)顯著下降。根據《BP世界能源統計年鑒》預測，2050年，煤炭消費可能下降85%～90%，在一次能源結構中的比例將低于5%。全球煤炭消費下降將由中國驅動，中國的煤炭消費下降量將占全球煤炭消費削減量的一半左右，而其中電力部門減碳程度最高，削減量約占煤炭消費下降總量的三分之二。二是全球石油需求可能已達峰。新冠肺炎疫情導致石油消費行為發(fā)生變化，居家辦公和自駕出行需求上升，外出旅行和乘坐公共交通的需求下降。在能效改進和電動汽車銷售強勁增長等因素的作用下，汽車行業(yè)不再扮演石油需求引擎的角色。研究顯示，全球石油需求可能在2019年已達峰，且將難以恢復到新冠肺炎疫情暴發(fā)前的水平。中國石油需求在2030年將達到峰值，但印度的進口需求會繼續(xù)上升。2050年，全球日均石油需求量可能下降3000～5500萬桶。三是作為清潔能源和過渡能源，天然氣需求較為穩(wěn)定。未來15年，中國和印度等亞洲經濟體的“煤改氣”進程加快會驅動天然氣需求繼續(xù)穩(wěn)定增長，預計天然氣消費在2035年左右達峰。2036年至2050年期間，中國和歐洲的天然氣需求可能會下降。2050年，全球天然氣消費可能回落至2018年的水平。
第三，電力和氫能在能源結構中的地位顯著提升。鑒于發(fā)電部門去碳化程度較高，在碳中和目標導向下，應盡量用電力取代化石能源以作為最重要的能量來源，電氣化程度將會大幅提高?？紤]到可再生電源的間歇性和不穩(wěn)定性特征，未來電力系統的智慧化水平將顯著增強，會通過互聯網、物聯網、人工智能、大數據、云技術等，將人、能源設備、能源服務互聯互通，使電源、電網、電荷以及能源存儲相互協調。然而，不同行業(yè)或部門電氣化程度存在差異。一些行業(yè)或部門難以實施電氣化，如鋼鐵、水泥和化工等高溫的工業(yè)生產加工過程，以及遠程交通運輸，包括重型卡車、航空和海運等。對于這些難以電氣化的過程或領域需要采取替代性的低碳或零碳能源。利用可再生能源制取氫、氨和可再生合成燃料，用于汽車、船舶、航空和工業(yè)等。特別是可再生合成燃料是一項極具潛力的變革性技術，采用可再生能源合成液體燃料，一旦取得技術突破，將使交通和工業(yè)燃料不再依賴化石能源。
第四，光伏太陽能將占據能源系統的中心地位。在過去的十余年中，光伏太陽能發(fā)電成本下降82%～90%左右，在絕大多數國家低于新的燃煤電站或天然氣電站的成本。太陽能光伏的年新增裝機容量在2021年至2025年期間預計為250吉瓦，在2026年至2035年期間預計達到350吉瓦，分別約等于2000年以來年均60吉瓦新增裝機容量的4倍、6倍。2030年至2050年期間，以太陽能為代表的可再生能源將逐步由替代能源向主體能源過渡，太陽能將占據全球能源系統的中心舞臺。根據國際能源署2020年的預測，2030年，可再生能源發(fā)電將會滿足80%的電力需求增加。未來一段時間，水電仍將是最大可再生電力來源，但2022年后，電力供應增長主要來源于太陽能光伏發(fā)電，緊隨其后的是陸上風電和海上風電。伴隨著太陽能、風能和能源效率技術的快速發(fā)展，氫能、碳捕捉使用和儲存、核能會有大的發(fā)展。這有助于形成以新能源為主體的新型電力系統，常規(guī)火力發(fā)電將從目前的基荷電力轉變?yōu)檎{峰電力，結合CCS的火電，將為大電網穩(wěn)定性和靈活性提供保障，實現電力零碳化。
第五，可再生能源快速發(fā)展導致關鍵金屬長期需求大幅上升。與傳統化石能源發(fā)電不同，光伏、風電和電動汽車需要更多的金屬。鋰、鎳、鈷、錳、石墨對于電池的功效、壽命和能源強度非常重要。稀土永磁材料對于風力發(fā)電機和電動汽車至關重要。電網需要大量的銅和鋁，其中銅是電力系統的基石。電動汽車的金屬使用量是普通燃油汽車的6倍，陸上風力發(fā)電站的金屬需求量是天然氣發(fā)電站的10倍。根據國際能源署的預測，在實現《巴黎協定》目標的情形下，未來20年，可再生能源部門的金屬需求份額將大幅提升，在銅、稀土元素中的消費份額將超過40%，在鎳和鈷中的需求份額將達60%～70%，在鋰中的消費份額將超過90%。電動汽車和儲能電池將替代消費者電子產品成為最大的鋰消費部門，并在2040年成為鎳的最大消費者。若2050年實現全球碳中和目標，全球能源轉型步伐將進一步加快，2040年金屬需求將比2020年增長6倍多。作為主要需求方，電動汽車和儲能電池的金屬需求在2040年將至少增加30倍。鋰需求將經歷最為迅猛的增長，2040年將增長40多倍，緊隨其后的將是石墨、鈷和鎳，約增長20～25倍。電網的擴張意味著電纜的銅需求將會加倍。
作為一個產業(yè)結構偏重、能源消費偏煤、能源效率偏低、油氣供應風險偏高和可再生能源設備制造能力較強的發(fā)展中大國，碳達峰、碳中和目標的提出及實施，將會對中國的經濟結構和能源系統構成全面且深遠的影響，甚至是前所未有的顛覆性沖擊。碳達峰、碳中和目標對于中國是挑戰(zhàn)和機遇并存，既經受著經濟和能源結構調整的巨大壓力，又面臨著推進綠色低碳轉型發(fā)展和持續(xù)創(chuàng)新能源科技新優(yōu)勢的時代機遇。
第一，減排任務重和向碳中和過渡時間短，加大了產業(yè)和能源結構調整的壓力與風險，倒逼經濟結構低碳轉型。相較于發(fā)達國家，中國在經濟結構、能源結構和能源效率上存在明顯劣勢，在推進碳達峰、碳中和目標上面臨著巨大的障礙和挑戰(zhàn)，加大了產業(yè)和能源結構調整的壓力與成本，體現在以下幾個方面。
一是碳減排任務艱巨。目前，中國是世界上最大的碳排放國，人均碳排放列49位，是全球平均水平的1.6倍。2019年，中國碳排放量占全球的28.8%，接近排名第2至第5位的美國、印度、俄羅斯和日本四國的總和，遠高于約18%的人口和GDP的份額，中國人均碳排放水平雖相當于美國的一半，但已超過英國、法國等國家。
二是碳達峰向碳中和過渡的時間短。發(fā)達國家已實現自然碳達峰，向碳中和過渡的時間有五六十年，其能源轉型是沿著先由石油替代煤炭、再由天然氣替代石油的遞進規(guī)律自然形成的，而中國尚未實現碳達峰，城市化進程尚未完成，大量低收入群體在不同程度上存在能源貧困現象，人均能源消費需求仍維持增長，向碳中和過渡的時間僅三十年，調整經濟結構和能源結構的任務繁重，能源轉型是在沒有完成油氣時代的條件下直接進入可再生能源時代，造成電力靈活性資源先天匱乏。
三是制造業(yè)比重偏高和經濟發(fā)展任務繁重，能源強度下降空間受到制約。發(fā)達國家已實現高度服務化，能源強度已明顯下降，但中國目前剛剛接近高收入國家的門檻，經濟發(fā)展和追趕任務繁重。要實現“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標，未來十五年中國經濟年均增速仍然需要保持在5%這一較快水平，才能在2025年、2035年分別進入高收入國家、中等發(fā)達國家的行列。為降低單位GDP的能耗和碳排放水平，中國可調整和優(yōu)化經濟結構，淘汰鋼鐵、水泥、玻璃等過剩行業(yè)的部分產能，降低工業(yè)經濟特別是高排放高污染重化工業(yè)的比重，但制造業(yè)是立國之基，不能過早去工業(yè)化，其在國民經濟中的份額宜穩(wěn)定維持在40%左右。
四是能源轉型面臨著“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦瓶頸。目前，煤炭在中國一次能源消費結構中的比重高達60%，非化石能源占比僅15%，石油和天然氣消費高度依賴進口，能源供應安全風險居高不下，水電和核電等清潔能源發(fā)展空間受限，光伏發(fā)電和風電發(fā)展勢頭雖迅猛但占比太低，調整和優(yōu)化現有能源結構的回旋空間小，預計未來較長一段時間內煤炭仍將扮演主體能源角色和兜底保障功能。盡管中國是最大的碳排放國，但減排的潛力大且速度快。在過去二十余年中，中國的單位GDP碳排放強度下降了40%，僅次于英國，是全球碳強度下降幅度第二大的國家，完成了哥本哈根會議的承諾和“十三五”規(guī)劃的減排目標。而且，碳達峰、碳中和目標壓力會倒逼中國的產業(yè)結構從高污染、高排放的產業(yè)向低碳產業(yè)加快轉型。低碳產業(yè)轉型將提高產業(yè)的全要素生產率、改變生產方式、培育新的商業(yè)模式，有助于促進中國實現經濟結構調整、優(yōu)化和升級的目標。
第二，能源和環(huán)境成本上升導致中國制造業(yè)成本增加，國際價格競爭力削弱。碳碳達峰、碳中和目標對中國制造業(yè)競爭力的影響是國內關注的一個焦點。目前，中國是世界工廠和第一制造業(yè)大國，約進口了全球一半的金屬礦石資源。據聯合國的一項統計，2018年中國制造業(yè)增加值達4萬億美元，遠超美國的2.3萬億美元、日本的1萬億美元、德國的8000億美元，約相當于這三個老牌工業(yè)強國的總和。客觀地看，中國制造業(yè)之所以取得如今世界工廠的地位，固然與高素質且低成本的勞動力、完整的工業(yè)產業(yè)鏈條和產業(yè)集聚的優(yōu)勢相關，但還有一個不可忽視的因素是，未將生態(tài)環(huán)境成本計算在內。
在當前能源技術沒有取得明顯突破，碳減排以產業(yè)結構調整、節(jié)能增效和非化石能源發(fā)展為主要手段的情形下，加大碳減排力度，顯然會增加企業(yè)的成本，削弱制造業(yè)的競爭力。對煤炭、金屬冶煉、鋼鐵和水泥等高排放行業(yè)的產能限制，會導致能源、金屬原材料和建材的供應緊張與價格上漲。而且，現階段的風電與光伏實際上并未實現真正意義上的“平價”，沒有考慮電力波動性所造成的電網平衡與消納成本。
據估算，假設2030年我國風電、光伏發(fā)電滲透率達到20%～30%，可能導致全社會度電成本增加0.031～0.059元，并致使CPI、PPI分別上升0.21%～0.42%、0.48%～0.94%。另外，歐盟擬于2023年實施的碳邊境調節(jié)稅將對中國輸歐商品產生負面影響，其中，機械設備業(yè)、金屬制品業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)等行業(yè)受沖擊較大。碳達峰、碳中和目標雖會增加中國制造業(yè)的環(huán)保成本，在一定程度上削弱中國制造的價格競爭力，但也會引導國內制造業(yè)企業(yè)加快轉型升級的步伐，從長遠看有利于提升中國制造的國際競爭力。
第三，可再生能源行業(yè)擴張將創(chuàng)造就業(yè)機會，鞏固光伏和風電設備制造的國際競爭力，有利于搶占國際綠色科技競爭制高點。當前，科技革命對全球經濟和能源系統產生了深刻影響。人工智能、大數據和量子信息等信息技術的發(fā)展，不僅改變了人們生活、工作和聯系的方式，創(chuàng)造了新的產業(yè)、經濟機會和商業(yè)模式，而且推動儲能電池、太陽能光伏電池、電動汽車等清潔能源技術出現前所未見的突破，并有望使可再生能源成為引領本世紀科技進步和經濟繁榮的前沿新興產業(yè)。隨著低碳經濟轉型的加速，將會有越來越多的就業(yè)崗位由傳統的化石能源、高耗能高排放的部門向新興產業(yè)部門轉移。而且，當可再生能源的技術成本不斷降低和性能不斷提升時，光伏發(fā)電和風電等新興技術發(fā)展在創(chuàng)造就業(yè)上的正面效應便越發(fā)凸顯。從而，越快擁抱新能源技術革命的國家，越可能在21世紀經濟科技發(fā)展中搶占優(yōu)先地位。
中國在發(fā)展可再生能源和新興綠色經濟領域處于較為領先的地位，如太陽能光伏電池、儲能電池、電動汽車、5G、人工智能等。但與國際先進水平相比，中國綠色低碳重大戰(zhàn)略技術儲備不足，整體仍處于“跟跑”狀態(tài)。在過去10余年中，中國可再生能源部門創(chuàng)造了大量就業(yè)機會。2010年至2019年期間，中國對可再生能源部門的投資達8180億美元，成為太陽能光伏發(fā)電和光熱發(fā)電的最大市場。2010年至2019年，中國在可再生能源行業(yè)創(chuàng)造了440萬個工作崗位，約占全球的38%，其中，光伏發(fā)電部門提供就業(yè)機會220萬個，占59%；海上和陸上風電創(chuàng)造了50萬個就業(yè)崗位，占44%；水電部門提供就業(yè)機會60萬個，占29%；太陽能加熱和制冷部門創(chuàng)造就業(yè)職位70萬個，占81%。根據Goldman Sachs的預測，截至2060年，中國在清潔技術基礎設施領域的投資將達16萬億美元，將創(chuàng)造4000萬個就業(yè)機會。而且，中國是可再生能源制造業(yè)大國，擁有全球70%的光伏產能和40%的風電產能，全球碳達峰、碳中和目標將為中國的光伏發(fā)電和風電設備提供巨大的市場機會。從而，中國可通過鼓勵可再生能源行業(yè)的擴張，創(chuàng)造工業(yè)機會，推動國內綠色經濟發(fā)展，并提升可再生技術的國際競爭力，搶占21世紀綠色科技領先國家地位。
第四，風電光伏大規(guī)模并網對電力系統安全運行構成威脅，煤電有序退出面臨巨大困難。電力行業(yè)是實現碳達峰、碳中和目標的主戰(zhàn)場，電力替代化石能源的進程將會加快，電氣化時代會加速到來。這對中國電力系統而言，既是難得的發(fā)展機遇，又是巨大的挑戰(zhàn)和緊迫的任務。電力行業(yè)是中國最主要的碳排放部門，且“一煤獨大”的特點突出。2020年，中國電力行業(yè)碳排放占全國碳排放總量的37%；煤電發(fā)電量占比60.8%，而風電和光伏的發(fā)電量占比僅9.6%。在碳達峰、碳中和目標壓力下，中國電力行業(yè)面臨著兩個緊迫的問題：
一是如何在確保電力供應穩(wěn)定、就業(yè)穩(wěn)定和盡量減少前期投資浪費的前提下，逐步、有序地推進中國現役的1000多座燃煤電廠退役。中國的燃煤電站遠比發(fā)達國家年輕，現有大部分燃煤電站是在2005年后才安裝的，還有數十年的設計壽命，過早退役燃煤電站不僅是對以往投資的巨大浪費，而且會造成電力供應短缺問題。值得警惕的是，一些地方政府為拉動投資和刺激經濟，逆勢上馬了一批煤電項目，這加大了煤電退出的難度，造成新的投資浪費。據統計，2020年新核準煤電裝機容量合計為4610萬千瓦，約占“十三五”期間核準總量的32%，是2019年獲批總量的3.3倍。而且，碳中和與煤電行業(yè)產能過剩兩因素疊加，導致煤電企業(yè)難以獲取銀行貸款，融資風險顯著上升。
二是如何處理風電光伏在未來大量并網和消納后給電力系統安全帶來的沖擊。風電光伏的大規(guī)模并網會給電力系統帶來間歇性挑戰(zhàn)，如某一段時間發(fā)電量過大或過小，威脅著電力系統安全，對電力系統的市場機制設計、規(guī)劃設計、生產管理、運行控制帶來挑戰(zhàn)。同時，由于中國電力的生產和消費存在著地域空間上的分離問題，以至于電力供應出現全年整體過剩和尖峰時刻短缺并存的現象。
第五，可再生能源發(fā)展有利于降低對外油氣依賴度，但加大了關鍵金屬的潛在供應風險。“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦，致使中國的油氣供應高度依賴海外市場，石油、天然氣消費的對外依賴度分別超過70%、40%，導致中國油氣供應的地緣政治風險和運輸通道風險居高不下。與油氣資源地理分布失衡不同，地球上的風、光資源分布較為均衡，從而，可再生能源發(fā)展有助于降低中國的油氣供應風險。不過，可再生能源行業(yè)擴張將會推動銅、鋰等金屬需求出現結構性增長，且金屬礦石資源供應壟斷程度高于油氣，從而，未來能源地緣政治焦點可能由油氣轉移至銅、鋰等關鍵金屬上，關鍵金屬的潛在供應風險將會凸顯。
關鍵金屬的供應風險主要體現在以下幾個方面。一是生產地理集中度高。能源轉型所需要的許多重要金屬的生產集中度高于油氣。例如，剛果的鈷產量占全球70%，澳大利亞的鋰產量占全球50%以上，智利的銅產量占全球30%，等等。二是項目投產期長。金屬礦從發(fā)現到生產一般需要16年時間。供應彈性小，產量難以在需求和價格快速上升時作出同步反應。三是資源質量下降。近年來，一些礦產品品質持續(xù)下跌。在過去15年中，智利銅的品質等級下降了30%。提煉低品位的金屬礦石需要更多的能源消耗、生產成本和溫室氣體排放。四是環(huán)境標準趨嚴。金屬礦產資源的開采和加工會產生環(huán)境和社會問題，如果應對不善，將危害當地社區(qū)和破壞供應。目前，要求礦企可持續(xù)和負責任生產的呼聲高漲。五是氣候風險上升。50%的銅、鋰生產位于水資源短缺的地區(qū)。澳大利亞和非洲的金屬供應易受酷熱、洪水的負面影響。關鍵金屬需求的快速增長對供應的可獲得性和穩(wěn)定性構成嚴峻挑戰(zhàn)。目前，一些關鍵金屬的產能和投資計劃遠低于光伏電池板、風電機和電動車快速部署的需求。金屬供應風險將導致清潔能源轉型速度放慢、成本更高，阻礙全球對抗氣候變化的努力。不過，中國可充分利用在稀土資源及加工、金屬提煉領域的優(yōu)勢，提升可再生能源關鍵金屬供應的穩(wěn)定水平。
推進碳達峰和碳中和是一場廣泛而深刻的社會、經濟和能源系統革命，需要立足新發(fā)展階段，堅持“綠水青山就是金山銀山”的理念，把碳達峰、碳中和目標納入經濟社會發(fā)展和生態(tài)文明建設整體布局，充分發(fā)揮黨和國家統一領導、集中力量辦大事的制度優(yōu)勢，統籌利用國內國際各種資源，以經濟結構全面綠色轉型為引領，以能源綠色低碳發(fā)展為關鍵，深入實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，促進經濟社會發(fā)展全面綠色轉型。具體建議如下。
一是加強碳達峰、碳中和目標實現路徑的頂層設計和系統謀劃。設計碳達峰、碳中和兩步走方案，制定2030年前碳達峰行動方案，擬定能源、鋼鐵、石化、建筑和交通等行業(yè)的碳達峰實施方案，完善財稅、金融、土地和價格等保障措施，鼓勵具備條件的地區(qū)和行業(yè)提前碳達峰。碳達峰、碳中和的實施過程應堅持循序漸進原則，注重維持經濟發(fā)展與節(jié)能減排之間的平衡，應嚴控新增高排放高污染項目建設，穩(wěn)妥推進存量“雙高”項目的調整和退出，切忌犯急躁冒進錯誤和實行盲目“一刀切”政策。
二是大力推進產業(yè)結構調整升級。推進供給側結構性改革，大力淘汰落后產能，化解過剩產能，堅決遏制“雙高”項目的無序盲目發(fā)展，鼓勵發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)，加快工業(yè)綠色低碳改造和數字化轉型，提升農業(yè)和服務業(yè)的低碳發(fā)展水平。
三是構建清潔、低碳和高效的能源體系。遏制地方投資沖動，嚴控新煤電項目，穩(wěn)妥推進小型煤電項目的整合和有序退出。加快發(fā)展風電、太陽能發(fā)電，大力提升儲能和調峰能力，構建以新能源為主體的新型電力系統。
四是加大綠色低碳技術創(chuàng)新研發(fā)投入。建設一批國家科技創(chuàng)新平臺，布局一批前瞻性、戰(zhàn)略性低排放技術研發(fā)和創(chuàng)新項目，加大能效提升、智能電網、高效安全儲能、氫能、碳捕集利用與封存等關鍵核心技術研發(fā)的投入力度，加快低碳、零碳技術發(fā)展和規(guī)模化應用。
五是提升可再生能源關鍵金屬供應安全。加強國內礦產資源的勘探開發(fā)投入，鼓勵廢金屬回收利用，提高關鍵金屬資源的國內保障能力。通過拓展進口渠道和增加海外直接投資的方式，維護海外金屬資源的供應穩(wěn)定。充分利用在稀土資源及加工、金屬加工領域的優(yōu)勢，提升中國在國際金屬資源市場的議價權。
六是加強國際交流合作與政策協調。積極參與應對氣候變化國際合作，反對將碳排放作為地緣政治的籌碼和貿易壁壘的借口，維護中國的發(fā)展權益。參與國際規(guī)則與標準制定，推動建立公平合理、合作共贏的全球氣候治理體系。完善綠色貿易、投資和融資體系，共同打造綠色“一帶一路”。