雙碳目標(biāo)下我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)“去油化”的路徑選擇

劉建國(guó)　朱躍中　戢時(shí)雨

成品油是當(dāng)前我國(guó)交通用能的主要能源品種，也是交通運(yùn)輸碳排放的主要來(lái)源。推進(jìn)交通運(yùn)輸“去油化”是在滿足人民群眾日益增長(zhǎng)的高品質(zhì)運(yùn)輸服務(wù)需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的必由之路。近些年隨著鐵路電氣化快速提升，以及電動(dòng)汽車、車船用天然氣的加快推廣，我國(guó)交通“去油化”進(jìn)程取得明顯進(jìn)展。2019年，我國(guó)交通運(yùn)輸油品消費(fèi)合計(jì)達(dá)3.2億噸油當(dāng)量，占當(dāng)年我國(guó)交通用能的86.9%，明顯低于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家。交通用能電氣化趨勢(shì)已經(jīng)凸顯，將成為“去油化”的主要途徑。近中期，生物燃料、天然氣是重要替代能源，可作為“去油化”的重要補(bǔ)充。中遠(yuǎn)期，氫能在難以電氣化領(lǐng)域?qū)l(fā)揮作用，是實(shí)現(xiàn)“去油化”的兜底保障。

在雙碳目標(biāo)約束下，通過(guò)合理引導(dǎo)交通服務(wù)需求，大力推進(jìn)交通低碳轉(zhuǎn)型，加快燃料節(jié)約替代技術(shù)推廣，交通運(yùn)輸石油需求有望在2025年左右達(dá)峰，峰值為3.5億噸油當(dāng)量，僅比2019年增加3000萬(wàn)噸。此后隨著乘用車電動(dòng)化全面提速，到2035年我國(guó)交通用汽油將僅為峰值的一半左右。如果電動(dòng)汽車全面普及，重卡、船舶、航空等燃料替代技術(shù)在2030年前后取得重大突破，交通運(yùn)輸油品需求有望在2050年左右“歸零”。

一、交通用能電氣化是大勢(shì)所趨，需堅(jiān)定推進(jìn)以電力為主體的交通能源供應(yīng)體系

目前，道路交通能源需求與碳排放占全社會(huì)交通用能及碳排放的3/4以上，是交通“去油化”的重要突破口。對(duì)于道路運(yùn)輸而言，乘用車的電動(dòng)化已經(jīng)步入快速發(fā)展期，如果保持當(dāng)前發(fā)展勢(shì)頭，我國(guó)電動(dòng)汽車新車滲透率有望在2030年達(dá)到50%以上。2035年以后，乘用車可實(shí)現(xiàn)新車全部電動(dòng)化，再過(guò)5—8年，全社會(huì)擁有的乘用車將幾乎全部實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化。對(duì)于商用車，隨著刀片電池規(guī)?；慨a(chǎn)以及固態(tài)電池研發(fā)取得進(jìn)展，電動(dòng)貨車?yán)m(xù)航里程問(wèn)題有望在2030年前后得到解決，屆時(shí)除了邊遠(yuǎn)地區(qū)的特殊場(chǎng)景外，道路交通有望全面實(shí)行電動(dòng)化。

鐵路在我國(guó)交通運(yùn)輸體系中發(fā)揮著壓艙石的作用，近幾年完成的旅客周轉(zhuǎn)量占全社會(huì)旅客周轉(zhuǎn)量的40%以上，完成貨物周轉(zhuǎn)量占全社會(huì)貨物周轉(zhuǎn)量（不含遠(yuǎn)洋運(yùn)輸）的20%左右。伴隨著高鐵運(yùn)營(yíng)里程的快速增長(zhǎng)，以及重載電力機(jī)車技術(shù)突破與投入使用，鐵路電氣化水平已從2010年的47%增至2020年的73%，平均每年增加2.6個(gè)百分點(diǎn)，同期電力機(jī)車占比由43%增加至63%。相信隨著碳達(dá)峰、碳中和的推進(jìn)，特別是鐵路沿線地區(qū)配電網(wǎng)容量及電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步完善，鐵路電氣化水平將持續(xù)提升。2035年前，除了少數(shù)地區(qū)外或特殊線路外，鐵路機(jī)車將全部實(shí)現(xiàn)電氣化。此外，隨著磁懸浮列車等新一代高鐵技術(shù)的發(fā)展，鐵路對(duì)中長(zhǎng)距離民航客運(yùn)的替代進(jìn)程也會(huì)加速。

研究表明，2030年我國(guó)交通運(yùn)輸電氣化水平將達(dá)到10%，2050年電氣化水平將接近70%，到2060年，我國(guó)交通運(yùn)輸電氣化水平將超過(guò)75%。因此，需順勢(shì)而為提前布局，加快推動(dòng)構(gòu)建以電力為主體的交通能源供應(yīng)體系。建議推動(dòng)新能源汽車、信息技術(shù)、人工智能、新能源等領(lǐng)域已取得成果的加速融合，促進(jìn)城市能源和交通基礎(chǔ)設(shè)施融合升級(jí)。一是完善分時(shí)電價(jià)政策。加快出臺(tái)電動(dòng)汽車參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的輔助服務(wù)政策，提升新能源汽車在終端市場(chǎng)的便捷性和競(jìng)爭(zhēng)力。二是試點(diǎn)開展充換電站電池儲(chǔ)能參與城市電力調(diào)峰、智能電網(wǎng)發(fā)展的可行商業(yè)模式。促進(jìn)充換電企業(yè)盈利模式多元化發(fā)展，提升電網(wǎng)穩(wěn)定性。三是鼓勵(lì)石油、電網(wǎng)企業(yè)等參與建設(shè)運(yùn)營(yíng)充電樁等基礎(chǔ)設(shè)施。由能源生產(chǎn)商轉(zhuǎn)型為能源服務(wù)提供商。四是強(qiáng)化動(dòng)力電池安全及循環(huán)利用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格電池安全管理，提高電池中稀有金屬循環(huán)利用率，減少?gòu)U棄動(dòng)力電池可能帶來(lái)的環(huán)境污染和健康風(fēng)險(xiǎn)。

二、近中期生物燃料、天然氣是重要替代能源，要積極完善相關(guān)配套保障措施

水運(yùn)、航空以及重載貨車領(lǐng)域的零排放技術(shù)仍處于研發(fā)或示范前期，是交通“去油化”的難點(diǎn)。其中，水運(yùn)在我國(guó)貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量中占據(jù)重要地位。歷史上水運(yùn)占貨物周轉(zhuǎn)量的比例曾高達(dá)60%以上，近年來(lái)雖有所下降，目前占比依然在50%左右。2019年，我國(guó)水運(yùn)行業(yè)消費(fèi)了3300萬(wàn)噸左右的燃料油和重柴油，大約排放1億噸二氧化碳，約占交通運(yùn)輸能源消費(fèi)與碳排放的9%。隨著我國(guó)人均收入水平的提高，方便快捷的航空成為商務(wù)和旅游出行的重要選擇。2019年，民航旅客周轉(zhuǎn)量比2010年增長(zhǎng)1.9倍，民航也超過(guò)公路成為僅次于鐵路的第二大客運(yùn)出行方式，在旅客周轉(zhuǎn)量中占比約為1/3。航空煤油消費(fèi)快速增長(zhǎng)，2010—2019年年均增速超過(guò)10%。重載貨車領(lǐng)域，天然氣的替代作用已經(jīng)逐步顯現(xiàn)。目前約有50萬(wàn)輛重型貨車使用LNG作為燃料，在山西、內(nèi)蒙、陜西、新疆等煤炭生產(chǎn)大省，LNG重型貨車占比高達(dá)60%—70%。

通過(guò)加大生物燃料、天然氣等替代燃料發(fā)展，2025年左右水運(yùn)油品需求有望達(dá)峰，峰值僅比2019年增加200萬(wàn)噸。民航方面，通過(guò)客運(yùn)線路優(yōu)化、節(jié)能技術(shù)改進(jìn)，以及生物航煤及少量電動(dòng)與氫燃料飛機(jī)的試點(diǎn)，民航煤油需求保持緩慢增長(zhǎng)。2030年，航空煤油需求達(dá)到峰值，峰值為5200萬(wàn)噸，比2019年僅增長(zhǎng)1500萬(wàn)噸。與此同時(shí)，交通運(yùn)輸?shù)纳锶剂?、天然氣需求將呈現(xiàn)先升后降態(tài)勢(shì)。交通運(yùn)輸天然氣需求在2025年達(dá)峰，峰值為3300萬(wàn)噸油當(dāng)量，此后逐步下降。2030年，生物燃料需求將超過(guò)700萬(wàn)噸，2050年超過(guò)2000萬(wàn)噸，此后隨著航空部門氫燃料與電動(dòng)飛機(jī)的規(guī)?；\(yùn)用，生物燃料需求將有所下降。未來(lái)若人工合成燃料、陽(yáng)光液體燃料等技術(shù)取得突破，且成本大幅下降，合成燃料可以在交通運(yùn)輸發(fā)揮重要補(bǔ)充作用。生物燃油、天然氣合計(jì)占交通總用能比例將從2019年的8.3%提高至2030年的9.5%、2040年占比達(dá)到12.1%的峰值，此后占比逐步下降。

與傳統(tǒng)燃料相比，替代燃料碳減排效益明顯，但也存在缺乏統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題。近中期宜在內(nèi)河及沿海港口積極布局天然氣加氣站，保持船舶天然氣推廣力度。加快生物燃料技術(shù)更新迭代，推動(dòng)在水運(yùn)、民航中生物燃料的推廣應(yīng)用。同時(shí)，加強(qiáng)水運(yùn)和民航部門技術(shù)與相關(guān)排放的標(biāo)準(zhǔn)制定，特別是構(gòu)建以國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)、支線客機(jī)以及船舶為應(yīng)用主體的生物燃料標(biāo)準(zhǔn)體系，逐步對(duì)標(biāo)美國(guó)和歐盟，為我國(guó)生物燃料發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，作為中遠(yuǎn)期的民航與水運(yùn)“去油化”的重要支撐。

三、中遠(yuǎn)期氫能在難以電氣化領(lǐng)域?qū)l(fā)揮替代作用，宜提前布局技術(shù)研發(fā)

氫能作為一種零排放的二次能源，在交通領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景較為廣泛，不僅可以應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車上，也可以作為船舶、飛機(jī)的替代燃料，有望在中遠(yuǎn)期交通運(yùn)輸“去油化”中發(fā)揮重要作用。截至2020年底，全球氫燃料電池汽車保有量已超過(guò)3萬(wàn)輛，以氨燃料為氫能載體的船舶已經(jīng)開始投入市場(chǎng)，氫燃料電池及氫能飛機(jī)也在積極研發(fā)中。實(shí)際上，自20世紀(jì)80年代，歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家一直在推動(dòng)氫能源發(fā)展。近期隨著主要國(guó)家紛紛提出碳中和目標(biāo)，氫能在國(guó)內(nèi)外熱度逐漸增加。

由于一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)尚未取得重要突破，經(jīng)濟(jì)性較差，氫能在交通領(lǐng)域大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用仍有較長(zhǎng)的路要走，近中期氫能發(fā)展的重點(diǎn)仍以基礎(chǔ)研發(fā)及小規(guī)模示范應(yīng)用為主。特別是考慮到氫能的能量密度是油品的三倍多，但體積卻是后者四倍多，目前研發(fā)集中于長(zhǎng)途貨運(yùn)及短途船舶和飛機(jī)。預(yù)計(jì)2035年左右，氫能生產(chǎn)、輸送、儲(chǔ)存技術(shù)將會(huì)有明顯進(jìn)展，氫能有望逐步用于電能難以替代的交通運(yùn)輸場(chǎng)景，特別是可以在遠(yuǎn)洋巨輪及遠(yuǎn)距離民航飛機(jī)中使用。研究表明，到2050年氫能需求量將達(dá)到1180萬(wàn)噸，可占交通用能需求的20%，將發(fā)揮比較重要的替代作用。

為了推動(dòng)氫能盡早在交通“去油化”中發(fā)揮作用，建議近中期重點(diǎn)推動(dòng)氫能相關(guān)技術(shù)研發(fā)與示范應(yīng)用，強(qiáng)化核心產(chǎn)業(yè)技術(shù)攻關(guān)，并做好相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究制定?？稍谥攸c(diǎn)省市或試點(diǎn)地區(qū)開展加氫站建設(shè)，在全國(guó)大規(guī)模布局加氫站需根據(jù)屆時(shí)的市場(chǎng)前景。同時(shí)，加快制定推進(jìn)零排放船舶、飛機(jī)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略，引導(dǎo)市場(chǎng)主體、高校和科研院所等行業(yè)單位參與氫能在水運(yùn)和民航領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)建設(shè)，特別是邀請(qǐng)國(guó)際相關(guān)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)在我國(guó)開展聯(lián)合研發(fā)。此外，建議在民航、水運(yùn)等近中期難以實(shí)現(xiàn)“去油化”領(lǐng)域，積極引入包括碳排放交易、碳稅等市場(chǎng)機(jī)制，激勵(lì)減排責(zé)任主體采用低碳/零碳燃料及相關(guān)技術(shù)減少溫室氣體排放，為水運(yùn)、民航實(shí)現(xiàn)減碳去油目標(biāo)提供靈活的解決方案。

（作者單位：國(guó)家發(fā)展改革委能源所）