碳達(dá)峰、碳中和的五大重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域

■ 文/傅翠曉

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。

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?？茖W(xué)界和各國(guó)政府對(duì)氣候變化問(wèn)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(lái)災(zāi)難性的后果，世界各國(guó)應(yīng)該行動(dòng)起來(lái)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(guó)家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，中國(guó)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(shū)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(guó)是全球溫室氣體排放的第一大國(guó)家。2019年，中國(guó)溫室氣體排放總量占全球排放總量的27%以上，這一數(shù)值超過(guò)了經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）國(guó)家的總和。根據(jù)世界資源研究所的統(tǒng)計(jì)，中國(guó)碳排放主要來(lái)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(guó)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(guó)非化石發(fā)電量占總發(fā)電量的比例需要超過(guò)90%，燃燒煤炭發(fā)電比例則要降到5%以下?？梢?jiàn)，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(lái)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(guó)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、碳中和的最主要任務(wù)。建筑領(lǐng)域碳排放的另一個(gè)主要來(lái)源是建筑運(yùn)行過(guò)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(lái)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(lái)自原料生產(chǎn)過(guò)程，如作為水泥生產(chǎn)原料的石灰石和合成氨過(guò)程中所用的天然氣；二是來(lái)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(lái)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(guó)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(guó)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(lái)源于包括生產(chǎn)過(guò)程在內(nèi)的糧食系統(tǒng)，以及包括加工、分銷(xiāo)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(jiàn)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(guó)碳排放最大來(lái)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(lái)將成為可再生能源發(fā)電的增長(zhǎng)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(lái)實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電快速增長(zhǎng)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(wèn)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(yáng)能電池，太陽(yáng)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。

圖1 碳達(dá)峰、碳中和五大重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域

●建筑脫碳的關(guān)鍵是推廣零能耗建筑

在建筑部門(mén)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(guò)技術(shù)進(jìn)步提高改造的經(jīng)濟(jì)性是建筑部門(mén)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(lái)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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)程電氣化。水泥生產(chǎn)的脫碳首先需要實(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(lái)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(wú)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(chē)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(lái)續(xù)航里程的延伸和充電效率的加快，電動(dòng)乘用車(chē)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(wèn)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(chē)、氫燃料電池汽車(chē)，重型車(chē)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(wú)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(yáng)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(guó)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(wèn)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(lái)看，據(jù)測(cè)算，平均每生產(chǎn)100 克蛋白質(zhì)，牛肉將帶來(lái)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?？傮w來(lái)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(mén)、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(guò)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(mén)、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(yíng)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(zhǎng)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(kāi)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(lái)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。