報(bào)告 REPORT 商業(yè) BUSINESS 文 傅翠曉 碳達(dá)峰 碳中和的五大重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域 碳達(dá)峰 碳中和依賴于系統(tǒng) 復(fù)雜的技術(shù)體系 需要全方位的 科技支撐 目前 相關(guān)重點(diǎn)領(lǐng)域的很多技術(shù)還不成熟 需要加大科 研攻關(guān)力度 加快提升科技支撐能力 體排放總量占全球排放總量的27 以上 這一數(shù)值超過了經(jīng)濟(jì)合作與 發(fā)展組織 OECD 國家的總和 根 據(jù)世界資源研究所的統(tǒng)計(jì) 中國碳 排放主要來源于電力 建筑 工業(yè) 生產(chǎn) 交通運(yùn)輸 農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域 其中 能源電力占比最大 為40 左右 其次是建筑領(lǐng)域 占比超 20 工業(yè)生產(chǎn) 交通運(yùn)輸 農(nóng)業(yè) 領(lǐng)域各自占比為5 10 電力領(lǐng)域 中國能源稟賦總體呈現(xiàn)多煤 貧油 少氣的特點(diǎn) 供電結(jié)構(gòu)目前 仍以燃燒煤炭的火力發(fā)電為主 導(dǎo) 致電力領(lǐng)域碳排放量居高不下 據(jù) 測(cè)算 在碳中和的目標(biāo)下 2050年 中國非化石發(fā)電量占總發(fā)電量的比 例需要超過90 燃燒煤炭發(fā)電比 例則要降到5 以下 可見 電力 領(lǐng)域要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰 碳中和目標(biāo)面 臨巨大挑戰(zhàn) 建筑領(lǐng)域 建筑領(lǐng)域碳排放的最大來源是 建筑使用電力 熱力導(dǎo)致的間接碳 排放 目前約占我國碳排放總量的 17 因此 建筑的節(jié)能減排是實(shí) 現(xiàn)建筑領(lǐng)域碳達(dá)峰 碳中和的最主 由 二氧化碳等溫室氣體排放引 起的全球氣候變化已經(jīng)成為 全人類需要面對(duì)的重大挑戰(zhàn)之一 科學(xué)界和各國政府對(duì)氣候變化問 題正在形成更加明確的共識(shí) 即 氣候變化會(huì)給全球帶來災(zāi)難性的 后果 世界各國應(yīng)該行動(dòng)起來減 排溫室氣體以減緩氣候變化 到 21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)碳中和是全球應(yīng) 對(duì)氣候變化最根本的舉措 2020 年9月22日 國家主席習(xí)近平在 第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)上宣布 中國二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年 前達(dá)到峰值 努力爭(zhēng)取2060年前 實(shí)現(xiàn)碳中和 在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì) 第九次會(huì)議上 習(xí)近平總書記進(jìn) 一步強(qiáng)調(diào) 實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰 碳中和 是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系 統(tǒng)性變革 要強(qiáng)化科技和制度創(chuàng) 新 抓緊部署低碳前沿技術(shù)研究 加快推廣應(yīng)用減污降碳技術(shù) 碳達(dá)峰 碳中和面臨的主要 挑戰(zhàn) 中國是全球溫室氣體排放的第 一大國家 2019年 中國溫室氣 要任務(wù) 建筑領(lǐng)域碳排放的另一個(gè) 主要來源是建筑運(yùn)行過程中的直接 碳排放 包括炊事 生活熱水 燃 煤采暖等活動(dòng)造成的碳排放 工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域 工業(yè)領(lǐng)域近一半的碳排放來自 生產(chǎn)水泥 鋼鐵 合成氨 化工等 主要包括3個(gè)方面 一是來自原料 生產(chǎn)過程 如作為水泥生產(chǎn)原料的 石灰石和合成氨過程中所用的天然 氣 二是來自工業(yè)生產(chǎn)中高溫加熱 的燃料燃燒 如高爐煉鐵所用的燃 料 三是來自用于生產(chǎn)中間產(chǎn)品 低溫供熱等的化石燃料 交通運(yùn)輸領(lǐng)域 隨著交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展 我國交通領(lǐng)域的碳排放量持續(xù)上 升 其中公路交通所產(chǎn)生的碳排 放占我國交通領(lǐng)域碳排放總量的 82 是交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰 碳 中和的重點(diǎn) 與公路交通相比 航 空 船舶和鐵路交通產(chǎn)生的碳排放 量較小 但實(shí)現(xiàn)減排面臨較大的技 術(shù)挑戰(zhàn) 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的碳排放主要來源于 包括生產(chǎn)過程在內(nèi)的糧食系統(tǒng) 以 專欄 SISS 產(chǎn)研 66 張江科技評(píng)論 2021 4 及包括加工 分銷在內(nèi)的后農(nóng)業(yè)系 統(tǒng) 據(jù)測(cè)算 食品全行業(yè)排放的溫 室氣體約占全球排放量的26 減少農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的碳排放可能是實(shí)現(xiàn) 碳達(dá)峰 碳中和的最大挑戰(zhàn)之一 碳達(dá)峰 碳中和五大重點(diǎn)領(lǐng) 域的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用前景 科技創(chuàng)新是同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì) 發(fā)展和碳達(dá)峰 碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵 而實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰 碳中和依賴于系統(tǒng) 復(fù)雜的技術(shù)體系 需要全方位的科 技支撐 目前 相關(guān)重點(diǎn)領(lǐng)域的很 多技術(shù)還不成熟 需要加大科研攻 關(guān)力度 加快提升科技支撐能力 這也為創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)投資提供了重要 機(jī)遇 碳達(dá)峰 碳中和五大重點(diǎn)領(lǐng) 域見圖1 電力結(jié)構(gòu)的清潔化轉(zhuǎn)型是 實(shí)現(xiàn)碳中和的基礎(chǔ) 電氣化是碳中和的核心 電 力的綠色轉(zhuǎn)型則是實(shí)現(xiàn)碳中和的基 礎(chǔ) 作為中國碳排放最大來源的電 力領(lǐng)域 要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰 碳中和目 標(biāo)需要加快電力結(jié)構(gòu)的清潔化轉(zhuǎn) 型 發(fā)展水力發(fā)電 光伏發(fā)電 核 能發(fā)電等可再生能源電力 特別是 風(fēng)光發(fā)電未來將成為可再生能源發(fā) 電的增長主力 據(jù)預(yù)測(cè) 到2040年 全球光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電在總發(fā)電 量中的占比將從目前的7 提升至 24 光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的全產(chǎn) 業(yè)鏈創(chuàng)新和降低成本是未來實(shí)現(xiàn)新 能源發(fā)電快速增長的重要驅(qū)動(dòng)力 但是 目前光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的 供需平衡 電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)等方面仍 面臨許多技術(shù)問題 需要圍繞以下 技術(shù)加快推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步 強(qiáng)化科技 支撐 具體技術(shù)包括海上風(fēng)能和波 浪能 潮流能等海洋能綜合利用 新型高效太陽能電池 太陽能光伏 光熱高效綜合利用 綠氫的全產(chǎn)業(yè) 鏈關(guān)鍵技術(shù) 傳統(tǒng)能源高效清潔低 碳利用 智能電網(wǎng) 先進(jìn)儲(chǔ)能 綜 合能源系統(tǒng) 等等 建筑脫碳的關(guān)鍵是 推廣零能耗建筑 在建筑部門實(shí)現(xiàn)碳中和的舉措 中 首要任務(wù)是進(jìn)行建筑的節(jié)能改 造 但是 目前相關(guān)建筑技術(shù)經(jīng)濟(jì) 性還需要進(jìn)一步改善 存量替換還 有較大難度 需要通過技術(shù)進(jìn)步提 高改造的經(jīng)濟(jì)性是建筑部門存量替 代的關(guān)鍵 此外 推廣零碳建筑還 需要多種能源協(xié)調(diào)配合 提供系統(tǒng) 解決方案 綜合來看 建筑領(lǐng)域脫 碳需重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)包括低碳建筑 材料 建筑 氣改電 智能建造 建筑全過程智慧設(shè)計(jì)和管控 建 筑的光儲(chǔ)直柔集成 建筑智能微 網(wǎng) 低碳 零碳建筑智能化集成 等等 工業(yè)領(lǐng)域深度脫碳需要 原材料替代和生產(chǎn)方式變革 目前 工業(yè)領(lǐng)域主要通過優(yōu) 化生產(chǎn)工藝流程實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排 深度脫碳還需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)燃料 替代 生產(chǎn)方式的變革以及新材 料的替代 例如 現(xiàn)階段鋼鐵行 業(yè)碳排放強(qiáng)度的下降主要來自廢 鋼生產(chǎn)和能源效率的提高 但是 隨著技術(shù)進(jìn)步 煉鋼效率和再利 用接近技術(shù)極限 進(jìn)一步脫碳需 要從根本上改變生產(chǎn)方式 實(shí)現(xiàn) 新的技術(shù)突破 如可利用氫氣或 生物能代替煤炭作為高爐煉鋼的 還原劑 并且將生產(chǎn)供能過程電 氣化 水泥生產(chǎn)的脫碳首先需要 圖 1 碳達(dá)峰 碳中和五大重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域 碳達(dá)峰 碳中和 五大重點(diǎn) 關(guān)注領(lǐng)域 電力領(lǐng)域 電力結(jié)構(gòu)的 清潔化轉(zhuǎn)型 工業(yè)領(lǐng)域 原材料替代和 生產(chǎn)方式變革 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 加快技術(shù)替代 交通領(lǐng)域 電氣化和 新能源 建筑領(lǐng)域 推廣零能耗 建筑 67 張江科技評(píng)論 2021 4 報(bào)告 REPORT 商業(yè) BUSINESS 實(shí)現(xiàn)燃料的零碳排放 如利用綠 氫 生物質(zhì)燃料等替代傳統(tǒng)化石 燃料 綜合來看 工業(yè)領(lǐng)域的碳達(dá) 峰 碳中和需重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)包括 富氫氣體冶煉 鋼渣高值化循環(huán)利 用 工業(yè)廢料 生物質(zhì)精煉合成化 學(xué)品 可再生能源化學(xué) 非化石基 材料 基于合成生物學(xué)的綠色產(chǎn)業(yè) 化制造 工業(yè)無機(jī)固廢回收與循環(huán) 利用 等等 交通領(lǐng)域脫碳的重點(diǎn)是 電氣化和新能源 隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展 成本持續(xù)下降 公路交通的電氣 化成為目前交通領(lǐng)域最為成熟的 減碳方式 隨著充電樁基礎(chǔ)設(shè)施 建設(shè)的推進(jìn) 電池技術(shù)的不斷進(jìn) 步帶來續(xù)航里程的延伸和充電效 率的加快 電動(dòng)乘用車的使用場(chǎng) 景將不斷擴(kuò)大 公路交通領(lǐng)域逐 漸實(shí)現(xiàn)電氣化和脫碳 與公路和 航空 船運(yùn)相比 鐵路運(yùn)輸總體 上更有效率 更低碳且更容易實(shí) 現(xiàn)電氣化 然而 目前交通領(lǐng)域 的脫碳面臨商業(yè)化量產(chǎn)的電動(dòng)化 技術(shù)仍不成熟的問題 而且 現(xiàn) 階段 氫能 生物質(zhì)燃料 液態(tài) 氨等新型零碳燃料應(yīng)用于交通領(lǐng) 域還不具備經(jīng)濟(jì)性 實(shí)現(xiàn)碳中和 的最佳路徑尚需進(jìn)一步探索 基 于上述背景 交通領(lǐng)域的脫碳應(yīng) 重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)包括高性能電動(dòng) 汽車 氫燃料電池汽車 重型車 輛電動(dòng)化 大運(yùn)量軌道交通 綠 色船舶 交通自適應(yīng)能源系統(tǒng) 無人駕駛 智能交通系統(tǒng) 交通 基礎(chǔ)設(shè)施低碳建設(shè)和運(yùn)維 既有 交通樞紐設(shè)施節(jié)能減排改造 太 陽能公路 等等 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域減排需要 加快新技術(shù)替代 當(dāng)前 中國農(nóng)業(yè)的減排至少 還面臨人均蛋白質(zhì)供應(yīng)將繼續(xù)上 升 化肥替代技術(shù)尚不成熟 人造 肉口感和價(jià)格瓶頸等問題 需要在 技術(shù)支撐上進(jìn)一步加大力度 從蛋 白質(zhì)生產(chǎn)來看 據(jù)測(cè)算 平均每生 產(chǎn)100克蛋白質(zhì) 牛肉將帶來50 千克溫室氣體排放 而豌豆只產(chǎn)生 0 4千克溫室氣體 因此 植物蛋 白替代肉類和奶制品是有效降低畜 牧業(yè)碳排放的舉措之一 此外 在 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中采用一些高技術(shù)含量的 工藝和技術(shù) 在提高單產(chǎn)的同時(shí)減 少肥料和農(nóng)藥使用 也是農(nóng)業(yè)減碳 的主要方式 總體來看 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 減排需重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)主要包括農(nóng) 業(yè)生物質(zhì)制備高品質(zhì)汽柴油和高值 化學(xué)品 新型高效農(nóng)業(yè)生物質(zhì)土壤 固碳技術(shù) 控氨降碳高值資源化利 用 垃圾智能深度分類和高效精細(xì) 利用 生活污水資源化利用 智能 化農(nóng)業(yè)機(jī)械 等等 實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰 碳中和需要多 主體互動(dòng)合作 碳達(dá)峰 碳中和的實(shí)現(xiàn)涉及多 個(gè)部門 多方主體 需要政府 企 業(yè) 投資機(jī)構(gòu)等不同主體間的合作 和良性互動(dòng) 各主體都在碳達(dá)峰 碳中和的實(shí)現(xiàn)過程中發(fā)揮著不可或 缺的作用 政府是碳中和行動(dòng)的主導(dǎo)者 需做好頂層設(shè)計(jì)和推動(dòng)落實(shí) 首先 政府應(yīng)根據(jù)碳中和目標(biāo) 科學(xué)制定 階段性目標(biāo) 在設(shè)定好碳排放總量 的基礎(chǔ)上 使配額逐年遞減 并督 促各部門 各行業(yè)加快制訂較為明 確的節(jié)能減排計(jì)劃 其次 政府需 要完善相關(guān)政策和機(jī)制 如優(yōu)化碳 定價(jià)機(jī)制 包括碳交易 碳稅和可 再生能源激勵(lì)政策等 再次 政府 要從以下幾方面發(fā)力 要著力推動(dòng) 電力市場(chǎng)改革 構(gòu)建多層次的綠色 低碳電力市場(chǎng) 要厘順電價(jià)關(guān)系 形成市場(chǎng)化定價(jià)機(jī)制 要優(yōu)化跨區(qū) 域協(xié)調(diào)運(yùn)營方式 打破電力市場(chǎng)的 區(qū)域約束 要建立和完善綠色電力 交易體系 最后 政府應(yīng)規(guī)劃和引 導(dǎo)戰(zhàn)略性低碳產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展 包 括制定產(chǎn)業(yè)規(guī)劃 引導(dǎo)投資等 企業(yè)是落實(shí)碳中和行動(dòng)的主體 要著力推動(dòng)核心業(yè)務(wù)減碳 企業(yè)要 管理和降低自身的碳排放 在了解 自身排放情況的基礎(chǔ)上 盡快制訂 節(jié)能減排戰(zhàn)略和計(jì)劃 尤其是核心 業(yè)務(wù)的減排計(jì)劃 設(shè)定短期和中長 期相結(jié)合的目標(biāo) 同時(shí)配套制訂相 關(guān)行動(dòng)計(jì)劃 制訂節(jié)能減排的具體 舉措和投入保障 著力引入新技術(shù) 和新工藝等 開展低碳 零碳活動(dòng) 金融機(jī)構(gòu)是碳中和行動(dòng)的重要 支撐者 需要大力推動(dòng)綠色金融體 系的發(fā)展 碳達(dá)峰 碳中和的目標(biāo) 將帶來巨大的綠色低碳投資需求 各金融機(jī)構(gòu)應(yīng)圍繞落實(shí)碳達(dá)峰 碳 中和目標(biāo) 完善綠色金融體系建設(shè) 推動(dòng)產(chǎn)品創(chuàng)新 同時(shí) 要建立以股 權(quán)投資為主體 股票市場(chǎng)和投貸聯(lián) 動(dòng)為支撐的金融服務(wù)體系 以支持 碳中和所要求的大量綠色低碳科技 項(xiàng)目及成果轉(zhuǎn)化 傅翠曉 博士 上海市科學(xué)學(xué) 研究所副研究員 主要研究方向?yàn)?產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新 技術(shù)預(yù)見 科技管理等 68 張江科技評(píng)論 2021 4