中国碳达峰碳中和时间表与路线图研究
中国碳达峰碳中和时间表与路线图研究
中国实现碳中和任务艰巨，需科学规划减排路径。本文应用C3IAM/NET模型，提出兼顾经济性和安全性的碳达峰碳中和时间表与路线图，明确碳排放总体路径、行业责任与技术规划，为气候治理提供依据。
碳达峰碳中和路径
碳排放总量：2020年全国能源系统相关CO₂排放约113亿吨，电力、钢铁等是重点排放部门。为实现碳中和，需推动能源系统低碳转型。不同情景下，全国碳排放应在2026 - 2029年间达峰，峰值为117 - 127亿吨。2060年，碳排放主要源于电力、钢铁等部门，CCS技术将发挥重要作用。各行业碳排放达峰时间不同，工业行业整体需于2025年前后达峰，建筑、交通等行业达峰时间相对较晚。
碳排放强度：中国单位GDP CO₂排放需快速下降，到2060年降至2020年的2%左右，年均下降速度超9%。
能源结构：非化石能源比重应显著提高，2025年达21%，2030年超25%，2060年超80%。煤炭占比稳步下降，但2040年前仍以煤为主，2030年煤炭占比不低于44%。天然气占比先增后降。
终端电气化水平：终端电气化进程将推进，2030年终端电气化率约34%，2060年达77%以上。建筑部门电气化水平较高，工业部门耗电量大影响整体电气化水平，交通部门电气化推广分阶段进行。
行业行动方案
钢铁行业：钢材需求2023 - 2025年达峰，钢铁行业碳排放需在“十四五”中期达峰，2060年排放量降至2.7 - 5.6亿吨。短期推进节能技术改造，长期提升电弧炉占比，发展先进工艺技术，后期推广CCS技术。
铝冶炼行业：原铝产量2025年达峰后下降，再生铝产量2040年前后占主导。行业需在2025年左右碳达峰，2060年排放量降至1亿吨以下。各环节推广先进技术，提高电解槽大型化水平，发展水电铝合营和再生铝工艺。
水泥行业：水泥需求基本达峰，处于震荡期。行业碳排放需逐步下降，2060年降至0.3 - 1.6亿吨。淘汰落后产能，推广先进技术，提高原料和燃料替代程度，规模应用CCUS技术，推广ERP解决方案。
化工行业：关键化工产品需求变化不同，面临减排挑战。合成氨、电石、乙烯和甲醇行业碳排放分别于不同时间达峰。优化生产方式，改善原料结构，改进工艺，引入突破性技术，如生物质转化、低碳H₂及CO₂利用技术等。
建筑部门：建筑运行能源服务需求增长，居民和商业建筑碳排放需分别控制在一定峰值内，2027 - 2030年达峰。推广高效设备，提高能源利用效率，实现电气化和清洁化。
交通部门：城市客运、城际客运和货运交通需求持续增长，各子部门碳排放需在不同时间达峰。各类运输设备向高效、清洁、电动化发展，推广新能源汽车、生物燃料飞机和船舶等。
电力行业：全社会用电量2030年达10.9 - 12.2万亿千瓦时，2060年达12.0 - 21.5万亿千瓦时。电力排放需在2027 - 2029年达峰，2060年实现近零排放。优化发电技术布局，控制煤电机组规模，发展清洁能源发电，加快CCS技术部署。
时间表和路线图
- 电力行业2029年前碳达峰，峰值不超45亿吨CO₂，2060年前近零排放，扩大新能源装机，保留火电并加装CCS。工业部门中钢铁、有色行业“十四五”期间达峰，化工行业争取2030年前达峰，各行业采取相应减排技术。民生部门建筑和交通部门加快电气化，建筑部门2030年前、交通部门“十五五”期间碳达峰，分别采取提升效率、发展分布式能源和优先铁路水路运输、发展新能源交通工具等措施。为推动各行业低碳转型，需确立低碳发展地位，推进技术创新，健全激励机制，结合资源禀赋制定能源战略。未来应根据技术发展更新碳中和路线图。