李建青 姜學(xué)峰 蘇義腦 戴家權(quán) ，3 王利寧 ，3 彭天鐸 ，3，4

（1.中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院；2.中國(guó)工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部；3.中國(guó)石油集團(tuán)油氣市場(chǎng)模擬與價(jià)格預(yù)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；4.清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院）

近年來(lái)各國(guó)更為重視綠色低碳發(fā)展，130多個(gè)國(guó)家設(shè)定了在21世紀(jì)中葉前后實(shí)現(xiàn)碳中和的雄心目標(biāo)，全球加速推進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，將為后疫情時(shí)代的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇注入綠色新動(dòng)能。中國(guó)正致力于建立新形勢(shì)下的綠色低碳經(jīng)濟(jì)體系。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)一般性辯論上宣布：中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，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[1]。如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和愿景，將成為中國(guó)未來(lái)數(shù)十年經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展主線之一。

作為碳排放主要來(lái)源的工業(yè)、建筑、交通和電力生產(chǎn)行業(yè)，選擇可行路徑盡快實(shí)現(xiàn)大規(guī)模脫碳，成為中國(guó)能否如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵。本文基于“世界與中國(guó)能源展望模型”，對(duì)“雙碳”目標(biāo)愿景下上述行業(yè)減排路徑進(jìn)行模擬，在平衡低碳發(fā)展與安全轉(zhuǎn)型的前提下，提出各行業(yè)用能和碳排放量約束值及階段控制目標(biāo)，以及各行業(yè)加快實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的對(duì)策建議與舉措。

1 我國(guó)能源消費(fèi)和碳排放現(xiàn)狀

在工業(yè)化進(jìn)程的推動(dòng)下，我國(guó)一次能源消費(fèi)總量持續(xù)上升，2009年超過美國(guó)，成為全球第一大消費(fèi)國(guó)，2020年消費(fèi)量達(dá)到49.8×108t標(biāo)準(zhǔn)煤（34.9×108t油當(dāng)量）[2]，占全球能源消費(fèi)總量的26%。能源相關(guān)碳排放持續(xù)上升，2005年超過美國(guó)，成為全球第一大碳排放國(guó)，2020年達(dá)到100×108t左右，占全球碳排放的30%[3]。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展的不平衡導(dǎo)致單位GDP能耗偏高。從經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)分類看，我國(guó)三次產(chǎn)業(yè)單位GDP能耗差別較大，其中第二產(chǎn)業(yè)單位GDP能耗分別是第一產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)的6.5倍和3倍。目前，我國(guó)以工業(yè)為主要?jiǎng)恿Φ漠a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)能源消費(fèi)的依賴程度較高，2020年，第二產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)占全國(guó)70%左右，我國(guó)單位GDP能耗分別是美國(guó)和日本的2倍和2.5倍[3]。從終端用能行業(yè)看，工業(yè)的能源消費(fèi)和碳排放占終端用能行業(yè)的2/3，遠(yuǎn)高于建筑業(yè)和交通業(yè)。

能源結(jié)構(gòu)倚重煤炭導(dǎo)致整體排放偏高。從能源品種排放系數(shù)看，化石能源中煤炭的單位熱值排放系數(shù)最高。目前我國(guó)工業(yè)和發(fā)電行業(yè)能耗大，對(duì)能源品質(zhì)的要求較低，用能結(jié)構(gòu)中以煤炭為主。2020年，我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭、石油、天然氣、非化石能源占比分別為56.8%、19.2%、8.4%、15.6%，非化石能源和低碳的天然氣占比偏低[2]。

“十三五”期間，中國(guó)能源強(qiáng)度不斷下降，各用能行業(yè)技術(shù)能效不斷提升，可再生能源技術(shù)成本持續(xù)下降，非化石能源所占比重快速增加。但模型測(cè)算結(jié)果顯示，按照我國(guó)當(dāng)前發(fā)展模式，工業(yè)、交通、建筑、電力各行業(yè)均不能如期實(shí)現(xiàn)深度脫碳，2060年我國(guó)能源相關(guān)碳排放仍在50×108t以上。為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，我國(guó)能源體系需要更早、更大力度實(shí)施轉(zhuǎn)型，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)消費(fèi)模式需要更加凸顯綠色低碳特征，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展須全面加速進(jìn)入低碳轉(zhuǎn)型新階段。

2 “雙碳”目標(biāo)下重點(diǎn)行業(yè)減排路徑模擬思路與方法

本研究采用中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院開發(fā)的“世界與中國(guó)能源展望模型”對(duì)能源系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析，該模型是基于“全球變化評(píng)價(jià)”模型（Global Change Assessment Model，GCAM）的二次開發(fā)模型[4-8]。模型以2010年為基準(zhǔn)年，5年為一期，遵循“自下而上”與“自上而下”相結(jié)合的建模思路，綜合考慮了能源供需平衡、資源環(huán)境約束、能源政策影響等多重因素。

2.1 模型概述

“世界與中國(guó)能源展望模型”考慮了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能效提升水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化等因素，采用S曲線、計(jì)量回歸、專家分析等方法，預(yù)測(cè)未來(lái)終端行業(yè)用能需求；采用時(shí)間序列、政策影響因素作用、趨勢(shì)外推、計(jì)量經(jīng)濟(jì)、Logit選擇函數(shù)等方法，確定終端行業(yè)各類能源載體需求；在電力等二次能源供應(yīng)方面，考慮產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、資源約束、技術(shù)成本等因素，確定諸如各種發(fā)電技術(shù)發(fā)電量等預(yù)測(cè)結(jié)果。最后，基于終端用能及二次能源用能情況，匯總一次能源需求量，計(jì)算能源相關(guān)碳排放量（圖1）。

圖1 “世界與中國(guó)能源展望模型”設(shè)定的能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 模型方法

2.2.1 能源供應(yīng)和加工轉(zhuǎn)換

模型中一次能源既包括傳統(tǒng)化石能源（煤炭、石油和天然氣），又包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、生物質(zhì)能等可再生能源。一次能源可直接或經(jīng)過轉(zhuǎn)換成為終端能源載體，根據(jù)其基準(zhǔn)年度需求量、價(jià)格及市場(chǎng)偏好性，通過Logit選擇函數(shù)測(cè)算各行業(yè)需求[5]。

部分一次能源在成為終端能源載體時(shí)，需經(jīng)過能源轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娏Α崃?、液體燃料、煤炭、生物質(zhì)能、氣體燃料和氫氣等終端能源品種。模型中能源轉(zhuǎn)換部門包括煉油、制氣、制氫、發(fā)電和供熱等部門。煉油部門包含傳統(tǒng)煉油、煤制油、生物質(zhì)制油和天然氣制油。其中，煤制油考慮了有碳捕集儲(chǔ)存（CCS）和無(wú)CCS兩種技術(shù)路線；生物質(zhì)制油考慮了纖維素乙醇技術(shù)（有CCS和無(wú)CCS）、生物質(zhì)柴油技術(shù)（有CCS和無(wú)CCS）。制氣部門包含傳統(tǒng)天然氣、生物質(zhì)制氣和煤制氣等。制氫部門主要供交通和工業(yè)等部門使用。發(fā)電部門是能源轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)中最重要的部門，在模型中，發(fā)電部門充分考慮了目前的成熟發(fā)電技術(shù)以及處于研發(fā)或示范階段的發(fā)電技術(shù)，共包括10種化石燃料發(fā)電技術(shù)和13種非化石能源發(fā)電技術(shù)。

2.2.2 終端能源需求

終端能源需求是由人口、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)水平、一次能源價(jià)格、二次能源價(jià)格、能源服務(wù)價(jià)格等各種因素共同決定的。模型包含3個(gè)終端用能行業(yè)：交通、建筑和工業(yè)，每個(gè)行業(yè)根據(jù)人口、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)水平等因素得出能源服務(wù)需求，各種能源再根據(jù)價(jià)格、市場(chǎng)偏好等因素應(yīng)用邏輯函數(shù)進(jìn)行選擇，進(jìn)而匹配各行業(yè)的能源服務(wù)需求。

（1）工業(yè)。

各地區(qū)工業(yè)的能源服務(wù)需求由人口、收入水平、能源服務(wù)價(jià)格、收入和價(jià)格的彈性系數(shù)共同決定。工業(yè)子行業(yè)包括化工、食品、鋼鐵、鋁和非黑色金屬、造紙和木材，以及其他非金屬及制造業(yè)。能源服務(wù)價(jià)格為工業(yè)行業(yè)能源服務(wù)的平均價(jià)格，能源價(jià)格彈性用來(lái)表征能源服務(wù)價(jià)格和能源需求間的關(guān)系，一般隨著價(jià)格提高，能源服務(wù)需求下降。收入彈性表征能源需求和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)之間的關(guān)系。工業(yè)行業(yè)的能源服務(wù)需求用下式表示：

式中 Di，2010——基準(zhǔn)年度能源服務(wù)需求；

It——t時(shí)期人均GDP；

I2010——基準(zhǔn)年度人均GDP；

Pt——t時(shí)期能源服務(wù)成本；

P2010——基準(zhǔn)年度能源服務(wù)成本；

inc-elas—— 需求的收入彈性，表征收入變動(dòng)一定比例所引起的需求百分比變化；

p-elas—— 需求的能源價(jià)格彈性，表征價(jià)格變動(dòng)一定比例所引起的需求百分比變化；

Pop——人口。

（2）建筑行業(yè)。

建筑業(yè)能源服務(wù)需求包括城鎮(zhèn)、農(nóng)村住宅和公共建筑的供暖、制冷、生活熱水、照明和電器5類能源服務(wù)需求，主要取決于單位面積能源需求和人均建筑面積。模型中用飽和需求函數(shù)表示人均建筑面積的變化，人均建筑面積會(huì)隨著人均收入的增加而增長(zhǎng)，但如受到氣候條件、人口密度和其他文化等因素的影響，增長(zhǎng)會(huì)有所限制。人均建筑面積的飽和關(guān)系式為：

式中 s——飽和水平；

a—— 人均建筑面積的最低水平，亦稱為飽和水平校驗(yàn)因子；

It——t時(shí)期人均GDP；

μ—— 飽和阻尼，代表不同區(qū)域?qū)θ司ㄖ娣e的偏好，為達(dá)到飽和人均建筑面積一半時(shí)對(duì)應(yīng)的人均收入水平，并根據(jù)基準(zhǔn)年度服務(wù)需求、飽和人均建筑面積水平和人均收入等參數(shù)進(jìn)行校正。

隨著人均收入提高和成本下降，單位面積能源服務(wù)需求也將不斷上升。與人均建筑面積飽和函數(shù)相似，單位建筑面積的能源服務(wù)需求也基于飽和需求函數(shù)：

式中 k ——校驗(yàn)參數(shù)；

S——飽和需求水平；

Pt——t時(shí)期能源服務(wù)成本；

It——t時(shí)期人均GDP；

μ—— 飽和阻尼，代表不同地區(qū)對(duì)能源服務(wù)水平的偏好，幫助定義在給定可付得起服務(wù)情形下（It/Pt）的服務(wù)滲透程度（在同等可支付水平下，阻尼系數(shù)越大，對(duì)應(yīng)的能源服務(wù)水平越低）。

飽和需求函數(shù)不僅表征了需求飽和的特征，而且較常彈性方程而言，可根據(jù)內(nèi)置方程調(diào)整收入和價(jià)格彈性。

（3）交通行業(yè)。

交通服務(wù)需求主要由人口、居民收入水平和廣義交通服務(wù)價(jià)格等因素決定。其中，人口、收入是增長(zhǎng)性驅(qū)動(dòng)因素，交通服務(wù)價(jià)格是抑制性驅(qū)動(dòng)因素。交通業(yè)進(jìn)一步劃分為不同交通模式，如機(jī)動(dòng)化和非機(jī)動(dòng)化、公共交通和私有交通、道路交通和非道路交通、高速交通工具和低速交通工具等。

各地區(qū)的交通服務(wù)需求根據(jù)需求彈性方程進(jìn)行預(yù)測(cè)。其中客運(yùn)服務(wù)需求根據(jù)下式計(jì)算：

式中 k——校準(zhǔn)參數(shù)；

Lt——t時(shí)期人均收入；

Pt——t時(shí)期客運(yùn)服務(wù)價(jià)格；

Nt——某一地區(qū)t時(shí)期總?cè)丝冢?/p>

α、β——分別為收入和價(jià)格彈性系數(shù)。

貨運(yùn)交通服務(wù)需求，主要取決于總的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)水平，在t時(shí)期的服務(wù)需求用下式計(jì)算：

式中 Yt——t時(shí)期總的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)水平，即GDP。

模型通過模擬一系列能源價(jià)格，使一次能源和二次能源的供給與需求達(dá)到均衡。供應(yīng)側(cè)的價(jià)格不僅受需求側(cè)影響，還取決于資源的豐富程度。豐富的資源往往比有限的資源容易獲得。當(dāng)?shù)貐^(qū)供應(yīng)不足以支撐需求時(shí)，地區(qū)間就會(huì)進(jìn)行一次能源資源貿(mào)易往來(lái)，并在能源、氣候或其他環(huán)境約束下，通過對(duì)能源生產(chǎn)和消費(fèi)側(cè)增加碳稅或補(bǔ)貼改變能源價(jià)格，進(jìn)而改變能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2.3 關(guān)鍵數(shù)據(jù)設(shè)定

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，主要包括人口、城鎮(zhèn)化率、GDP及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等，是未來(lái)能源服務(wù)需求增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。

2.3.1 人口規(guī)模和城鎮(zhèn)化率

過去10年，中國(guó)人口低速增長(zhǎng)，城鎮(zhèn)化率快速提升。2020年總?cè)丝?4.11億，較2010年增長(zhǎng)5.38%，年均增長(zhǎng)0.53%，比2000—2010年增速下降0.04個(gè)百分點(diǎn)；人口老齡化程度進(jìn)一步加深，65歲及以上人口占比較2010年上升4.6個(gè)百分點(diǎn)。隨著農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移人口市民化政策落實(shí)落地和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，城鎮(zhèn)人口占比穩(wěn)步提升，2020年達(dá)64%，較2010年上升14.2個(gè)百分點(diǎn)。

人們生育觀念的轉(zhuǎn)變，以及人口老齡化、少子化等將成為影響中國(guó)人口規(guī)模的重要因素。預(yù)計(jì)中國(guó)人口將在2025—2030年達(dá)峰，峰值為14.3億，此后緩慢下降，2060年降至13億左右，其中65歲以上人口占比將超過30%。在“雙循環(huán)”格局下，新型城鎮(zhèn)化持續(xù)推進(jìn)，預(yù)計(jì)2030年城鎮(zhèn)化率達(dá)70%，2060年達(dá)到80%，屆時(shí)城鎮(zhèn)人口規(guī)模約達(dá)10億[6]。

2.3.2 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

按現(xiàn)價(jià)計(jì)算，當(dāng)前我國(guó)人均GDP超過1萬(wàn)美元，正處于由中高收入向高收入階段邁進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)期，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)更加依靠全要素生產(chǎn)率提升與國(guó)內(nèi)消費(fèi)拉動(dòng)，潛在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率趨于下降，經(jīng)濟(jì)由高速增長(zhǎng)轉(zhuǎn)向中高速增長(zhǎng)。按2020年價(jià)格計(jì)，預(yù)計(jì)2030年人均GDP達(dá)到1.4萬(wàn)美元，GDP總量達(dá)到19萬(wàn)億美元；2060年人均GDP達(dá)到4萬(wàn)美元，GDP總量超過50萬(wàn)億美元。

隨著數(shù)字化、智能化不斷推廣應(yīng)用以及生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)快速發(fā)展，中國(guó)第三產(chǎn)業(yè)比重將穩(wěn)步提升，預(yù)計(jì)2030年其占比將突破60%，2060年將接近70%。中國(guó)提出“深入實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”，強(qiáng)調(diào)“保持制造業(yè)比重基本穩(wěn)定”，參照日本、德國(guó)等制造強(qiáng)國(guó)的發(fā)展路徑，第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比將維持在30%左右的水平[6]。

3 模擬結(jié)果與討論

3.1 終端用能行業(yè)能源相關(guān)碳排放將于2025年前達(dá)峰

2020年，中國(guó)終端用能行業(yè)能源消費(fèi)產(chǎn)生直接碳排放約為55.4×108t。在碳中和目標(biāo)愿景下，終端用能行業(yè)直接排放將在2025年前后達(dá)峰，約56×108t；之后穩(wěn)步回落，2060年降至5.6×108t。分行業(yè)看，工業(yè)、交通行業(yè)的碳排放量將在2025年前達(dá)峰，建筑行業(yè)將在2030年前后達(dá)峰（圖2）。

圖2 終端用能行業(yè)直接碳排放

中國(guó)終端用能總量將于2030年前后達(dá)峰，約29.5×108t油當(dāng)量；之后逐步回落，2060年降至21.0×108t油當(dāng)量。終端用能的演變趨勢(shì)，與單位產(chǎn)出能耗較高的工業(yè)用能需求下降及二次能源在終端行業(yè)的大規(guī)模使用密切相關(guān)。分行業(yè)看，工業(yè)用能占比逐漸下降，從2020年的67%降至2060年的54%；建筑行業(yè)用能占比持續(xù)上升，從2020年的17%增至2060年的30%；交通行業(yè)基本穩(wěn)定在16%左右。

經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)升級(jí)和能源轉(zhuǎn)型合力推動(dòng)終端用能綠色高效化。煤炭占比將快速下降，從2021年的34%降至2060年的2.5%；石油占比逐步降低，天然氣占比持續(xù)上升，2040年后逐步企穩(wěn)；電力、熱力、氫能等二次能源占比逐步提升，2060年超過75%，其中電力占比快速攀升，從2021年的25%增至2060年的60%（圖3）。

圖3 終端用能中各能源品種消費(fèi)結(jié)構(gòu)

3.2 工業(yè)能源消費(fèi)2025年前后達(dá)峰，碳排放已進(jìn)入平臺(tái)期

隨著中國(guó)在全球產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈分工體系的角色轉(zhuǎn)變，2025年前后，低附加值、高耗能產(chǎn)品產(chǎn)量基本達(dá)峰，工業(yè)用能需求屆時(shí)也將達(dá)峰，約18.7×108t油當(dāng)量。長(zhǎng)期看，中國(guó)“雙循環(huán)”新格局的構(gòu)建將繼續(xù)支撐對(duì)鋼鐵、建材、有色等高能耗工業(yè)品的需求（圖4）。但伴隨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及高效技術(shù)應(yīng)用，能源資源創(chuàng)造能力將更強(qiáng)，工業(yè)用能將緩慢下降，2060年用能降至11.3×108t油當(dāng)量，達(dá)峰后年均下降1.3%。當(dāng)前，工業(yè)用能中的化石能源直接利用比重較高，煤炭、石油、天然氣等占比接近70%。未來(lái)，工業(yè)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部調(diào)整及碳約束持續(xù)加大，用能結(jié)構(gòu)將呈現(xiàn)化石能源直接利用比重下降、電力等二次能源占比提升的特征，到2060年，化石能源直接利用比重僅為30%。

圖4 工業(yè)子行業(yè)用能

中國(guó)工業(yè)的碳排放目前已基本進(jìn)入峰值平臺(tái)期，約為40.4×108t，2025年前基本穩(wěn)定，之后穩(wěn)中有降，將是2030年前中國(guó)碳達(dá)峰的主要貢獻(xiàn)者，節(jié)能和工業(yè)用能結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)減排的貢獻(xiàn)大致相當(dāng)。2030年之后，工業(yè)不斷降低化石能源使用比例，加快電力替代，發(fā)揮氫能對(duì)高溫、冶金等難脫碳領(lǐng)域的深度脫碳作用，碳排放將進(jìn)入快速下降期，年均下降7.4%，2060年降至1.8×108t，其中節(jié)能和工業(yè)用能結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)減排的貢獻(xiàn)分別約20%和80%（圖5）。

圖5 工業(yè)行業(yè)直接碳排放變化和減排結(jié)構(gòu)

3.3 建筑行業(yè)碳排放和用能需求分別于2030年、2035年前后達(dá)峰

中國(guó)建筑行業(yè)規(guī)模位居世界第一，現(xiàn)有城鎮(zhèn)總建筑存量約650×108m2。在新型城鎮(zhèn)化過程中，城市建筑規(guī)模、居民生活水平將繼續(xù)提升，建筑用能需求在2035年前保持較快增長(zhǎng)，屆時(shí)達(dá)6.7×108t油當(dāng)量，較2020年增加58%，隨后逐漸回落至2060年的6.3×108t油當(dāng)量。分用途看，炊事熱水用能在較長(zhǎng)時(shí)間保持較高水平，占建筑用能比重35%～40%；電氣設(shè)備用能增幅較大，2060年達(dá)1.5×108t油當(dāng)量，是2020年的3.7倍，占建筑用能的比重相應(yīng)從9.3%增至24.3%。受電氣設(shè)備等新型建筑用能需求的持續(xù)增長(zhǎng)，以及大氣污染治理約束、清潔能源基礎(chǔ)設(shè)施日趨完善等影響，建筑用能電氣化率持續(xù)攀升，2060年達(dá)到69%，較2020年提升26個(gè)百分點(diǎn)。

在碳中和目標(biāo)指引下，建筑行業(yè)用能結(jié)構(gòu)低碳化轉(zhuǎn)型加快，推動(dòng)該行業(yè)碳排放較用能提前約5～10年達(dá)峰，即2025—2030年，建筑行業(yè)碳排放基本達(dá)峰，約5.8×108t，之后快速降至2060年的1.2×108t（圖6）。從減排貢獻(xiàn)看，節(jié)能和用能結(jié)構(gòu)優(yōu)化的貢獻(xiàn)率分別為10%和90%左右。

圖6 建筑行業(yè)直接碳排放變化和減排結(jié)構(gòu)

3.4 交通行業(yè)碳排放和用能需求分別于2030年、2035年前后達(dá)峰

21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人均收入快速增加，拉動(dòng)客運(yùn)、貨運(yùn)需求較快增長(zhǎng)。從用能增速看，2005—2020年，客運(yùn)和貨運(yùn)用能需求年均增速分別為7.8%和5.9%（同期，中國(guó)GDP增速約8.3%）。人們對(duì)出行服務(wù)的舒適性、便利性、私密性、快捷性等需求促使客運(yùn)服務(wù)需求穩(wěn)步增長(zhǎng)。受新能源汽車發(fā)展加速、公共交通與綠色出行等更加集約、節(jié)能出行方式的推廣應(yīng)用等因素推動(dòng)，客運(yùn)用能需求將于2030年前后達(dá)峰，約2.5×108t油當(dāng)量，之后將較快下降。盡管中國(guó)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大支撐貨運(yùn)潛在需求，綜合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、城市群集聚帶動(dòng)的區(qū)域性產(chǎn)業(yè)鏈垂直融合、交通運(yùn)輸體系優(yōu)化等因素，貨運(yùn)用能需求增速將不斷放緩，預(yù)計(jì)2040年進(jìn)入峰值平臺(tái)期，約2.3×108t油當(dāng)量。交通行業(yè)用能結(jié)構(gòu)從“一油獨(dú)大”轉(zhuǎn)向多元支撐，電代油、氣代油、氫代油的步伐加快，2060年，油品、天然氣、電力、氫能及其他用能占比分別為22.5%、11.3%、45.1%和21.1%。

交通行業(yè)碳排放與交通油品需求走勢(shì)基本一致，預(yù)計(jì)2025—2030年達(dá)峰，約12×108t，之后逐步降至2060年的2.6×108t左右（圖7）。從減排貢獻(xiàn)看，2030年前，節(jié)能和用能結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)交通業(yè)減排貢獻(xiàn)率分別約為35%和65%；2031—2060年，貢獻(xiàn)率分別為27%和73%。

圖7 交通行業(yè)直接碳排放變化和減排結(jié)構(gòu)

道路交通是交通行業(yè)能耗和碳排放主力，道路交通減排很大程度上依賴于新能源汽車替代。從千人汽車保有量視角看，中國(guó)汽車保有量還有很大提升空間，預(yù)計(jì)將從2020年的2.8億輛增至2050年的4.4億輛，然后緩慢下滑至2060年的4億輛。長(zhǎng)期看，汽車保有量結(jié)構(gòu)將發(fā)生顛覆性變化。在可持續(xù)轉(zhuǎn)型情景下，新能源汽車保有量占比將在2028年、2033年、2036年、2042年、2052年先后突破10%、20%、30%、50%和80%（圖8）。

圖8 碳中和目標(biāo)下2020—2060年汽車保有規(guī)模

3.5 電力行業(yè)碳排放和用能需求分別于2030年、2035年前后達(dá)峰

電力需求作為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的重要指標(biāo)將持續(xù)增長(zhǎng)。工業(yè)、交通、建筑等終端用能行業(yè)為實(shí)現(xiàn)深度脫碳，在加大節(jié)能和提高能效力度的同時(shí)，需加快電氣化發(fā)展，以電力替代煤炭、石油等化石能源直接燃燒和利用，或以可再生能源電力及核電制氫，強(qiáng)化氫能在終端用能行業(yè)的利用，促使電力需求持續(xù)上升。人均電力消費(fèi)量不斷增長(zhǎng)，2035年左右達(dá)到8000kW·h，超過日本當(dāng)前用電水平，2060年進(jìn)一步增至1×104kW·h；終端用電量2030年達(dá) 11.4×1012kW·h，2060年 升至18×1012kW·h左右。考慮制氫等其他中間轉(zhuǎn)換行業(yè)用電量，屆時(shí)我國(guó)發(fā)電量將增至近18.5×1012kW·h。

非化石能源和生物質(zhì)+CCS共同推動(dòng)電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)負(fù)排放?？稍偕茉粗饕噪娏d體被終端使用的特點(diǎn)，決定了電力行業(yè)的低碳化將是整個(gè)能源變革的先導(dǎo)，風(fēng)、光、水、核、生物質(zhì)等非化石能源發(fā)電占比將大幅提升，并逐漸成為電力供應(yīng)主體。非化石能源發(fā)電占比將從2020年的34%增至2030年的45%， 2060年進(jìn)一步增至近90%（圖9）。

圖9 碳中和目標(biāo)下發(fā)電規(guī)模和結(jié)構(gòu)

零碳電源比重提升推動(dòng)電力行業(yè)在2055年前實(shí)現(xiàn)零排放。非化石能源發(fā)電占比的提升以及化石燃料發(fā)電加裝碳捕集儲(chǔ)存利用（CCUS）等零碳技術(shù)的大規(guī)模使用，將使電力行業(yè)碳排放在2025—2030年達(dá)峰（約47×108t），而后快速降至2060年的-5×108t左右。度電排放系數(shù)將從2020年的0.55kg/（kW·h）降至2060年的負(fù)排放。

4 相關(guān)建議

碳達(dá)峰、碳中和是全局性、戰(zhàn)略性工程，需要整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和能源系統(tǒng)深刻變革，涉及能源生產(chǎn)和消費(fèi)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方方面面。應(yīng)加快產(chǎn)業(yè)升級(jí)、能效提升及循環(huán)經(jīng)濟(jì)深入發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源消費(fèi)脫鉤，實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展。為此，對(duì)工業(yè)、建筑、交通等用能行業(yè)以及電力生產(chǎn)提出以下建議：

（1）工業(yè)減排重在發(fā)展節(jié)能循環(huán)經(jīng)濟(jì)和降低化石能源消費(fèi)比重。工業(yè)用能節(jié)約和優(yōu)化的潛力巨大，以煉鋼為例，電爐鋼能耗較傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐鋼能耗下降40%左右，而當(dāng)前中國(guó)電爐鋼流程占比僅約12%，低于世界平均的29%，遠(yuǎn)低于美國(guó)約68%的水平。鋼鐵、水泥、石化等高耗能行業(yè)占工業(yè)用能比重大，化石能源消費(fèi)量高，這些行業(yè)的低碳發(fā)展是促進(jìn)工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。在“雙碳”目標(biāo)下，應(yīng)快速降低鋼鐵、水泥、石化等行業(yè)的煤炭需求消費(fèi)，并通過部署氫能、CCUS等低碳、零碳技術(shù)促進(jìn)行業(yè)脫碳。

（2）建筑行業(yè)深度減排需大力推進(jìn)建筑用能體系變革。建筑行業(yè)減排要從控制建筑規(guī)模、強(qiáng)化建筑節(jié)能和提升電氣化水平入手，大力推進(jìn)建筑用能體系變革。在城鎮(zhèn)化加速背景下，我國(guó)建筑總規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，應(yīng)通過合理規(guī)劃避免城鎮(zhèn)建設(shè)無(wú)序擴(kuò)張并提高建筑壽命，改進(jìn)供暖方式，提高建筑節(jié)能效率，以工業(yè)余熱替代燃煤鍋爐，增建儲(chǔ)熱式熱泵等設(shè)施，發(fā)展智能化分布式能源網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)太陽(yáng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉吹闹苯永?，以及電能、氫能、熱能等二次能源占比的快速提升?/p>

（3）交通行業(yè)深度減排需要加快運(yùn)輸結(jié)構(gòu)和用能結(jié)構(gòu)調(diào)整。交通系統(tǒng)的智能化、數(shù)字化、電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化將推進(jìn)交通用能低碳化轉(zhuǎn)型。短期看，節(jié)能是減排的重要途徑，須統(tǒng)籌基礎(chǔ)設(shè)施空間布局，促進(jìn)資源集約高效利用，優(yōu)化交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，提升綠色交通分擔(dān)率，提高運(yùn)輸效率，降低單位運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量能耗水平。長(zhǎng)期看，道路交通減排將在很大程度上依賴新能源汽車替代，但在現(xiàn)有技術(shù)體系下，航空、海運(yùn)等領(lǐng)域難以深度減排，需要加快氫能、生物質(zhì)能等其他零碳技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用。

（4）電力行業(yè)低碳化與終端用能電氣化協(xié)調(diào)推進(jìn)是實(shí)現(xiàn)中國(guó)低碳轉(zhuǎn)型的必由之路。在“雙碳”目標(biāo)指引下，風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源大規(guī)模發(fā)展的前景可期，水力資源可繼續(xù)有序、穩(wěn)健開發(fā)，應(yīng)更加注重儲(chǔ)能調(diào)峰和“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”發(fā)展；核電是“零碳”能源體系的重要組成，應(yīng)繼續(xù)安全有序發(fā)展；生物質(zhì)+CCS是電力行業(yè)2060年實(shí)現(xiàn)負(fù)排放的主要選擇。應(yīng)加快新型電力系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研發(fā)，降低系統(tǒng)成本，有序拓展可再生能源的消納渠道，提升火電機(jī)組運(yùn)行的靈活性，大力發(fā)展氣電、抽水蓄能和新型儲(chǔ)能等靈活性電源，支持風(fēng)電、光伏等可再生能源快速發(fā)展，支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)。建立支持鼓勵(lì)清潔能源發(fā)展的體制機(jī)制，完善可再生能源發(fā)電的保障性收購(gòu)制度，健全可再生能源開發(fā)利用目標(biāo)引導(dǎo)機(jī)制，形成全社會(huì)優(yōu)先使用可再生能源的綠色消費(fèi)方式。