歐洲碳中和實現路徑探討及其對中國的啟示

楊儒浦，馮相昭，趙夢雪，王敏，王鵬，杜曉林

(生態環境部環境與經濟政策研究中心，北京 100029)

2020 年9 月22 日，習近平總書記在第75 屆聯合國大會一般性辯論上鄭重承諾“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和”。中國這一重要宣示，讓碳達峰與碳中和在國際上驟然成為熱點話題。截至2020 年12 月31 日，已有126 個國家通過政策宣示、法律規定或提交聯合國等不同方式承諾21 世紀中葉前實現碳中和的目標，其中包括12 個國家在提交給聯合國氣候變化框架公約(UNFCCC，The United Nations Framework Convention on Climate Change)秘書處的長期溫室氣體低排放發展戰略(LTS，Long-term low greenhouse gas emission development strategy)文件中明確提出碳中和目標[1]；韓國甚至將其長期低排放戰略直接冠名“碳中和”，即“韓國碳中和戰略——邁向一個可持續和綠色的社會”；英國、法國、瑞典、丹麥、匈牙利和新西蘭6 個國家已將碳中和目標寫入法律。

作為全球應對氣候變化的領導者，歐盟長期走在低碳發展的前列，而北歐五國(瑞典、挪威、丹麥、芬蘭和冰島)更是歐盟內部碳中和的急先鋒。北歐各國設定不同碳中和目標固然與其能源資源稟賦和經濟發展水平密不可分，不過應該更多地關注這些發達經濟體所傳遞的實現可持續發展的雄心。他山之石可以攻玉，深入剖析歐洲特別是北歐五國低碳轉型整體規劃思路與行業發展計劃，可為我國編制碳達峰方案以及探討碳中和路徑提供決策參考。

1 歐洲:綠色轉型加速

歐盟的綠色低碳發展與綠色政黨的蓬勃發展息息相關。歐洲綠色政黨是歐洲推進一體化進程中謀求經濟社會可持續發展的產物，興起于西歐后工業時期，近年來對歐盟及其各成員國的影響力迅速攀升。在2019 年5 月23 日歐洲議會選舉中，歐洲綠黨共贏得55 個議員席位，相較于2014 年增加約50%，達到自身歷史高位。同時，綠色政黨在歐盟各成員國中接連走向政治中心，如芬蘭綠色聯盟政黨在2019 年新一屆政府中成為聯合執政黨；法國“歐洲生態——綠黨”在2020 年6 月28 日法國市政選舉中成為最大贏家[2]。歐洲政治生態的綠色化，為歐盟綠色低碳發展之路奠定了堅實的政治基礎。

歐盟及其各成員國積極繪就碳中和發展藍圖。2018 年11 月，歐盟委員會首次提出2050 年實現碳中和的愿景，并于2020 年3 月向歐洲議會和歐盟理事會提交《歐洲氣候法》草案[3]，擬通過二級立法的形式確保歐盟各機構和成員國實現氣候中和目標。2020 年10 月，歐洲議會投票通過了階段性減排目標，計劃到2030 年溫室氣體排放較1990 年減少60%。此外，歐盟各成員國制定了差異化的碳中和計劃。如挪威、芬蘭和冰島分別將2030 年、2035 年和2040 年設定為實現碳中和目標年，瑞典、丹麥、德國、法國、西班牙和匈牙利均已通過立法形式確定2050 年前后碳中和發展目標，斯洛伐克和葡萄牙在提交給UNFCCC 秘書處的長期低排放戰略(LTS)文件中將碳中和目標時間設定在2060 年之前。

為實現社會可持續發展，歐盟委員會以綠色發展與碳中和為核心，于2019 年12 月11 日推出《歐洲綠色新政》[4]作為引領歐盟未來社會發展的關鍵指導性文件，提出從七個方面發力實現綠色轉型并輔以資金支持計劃，其中以下四點與碳排放控制直接相關。

1.1 提供清潔、可負擔、安全的能源

能源系統轉型是歐盟實現2030 年和2050 年氣候目標最為重要的步驟，居于各項措施首位，其中提高能效尤為關鍵。電力部門作為重要的能源轉換利用部門，提出將快速淘汰煤炭利用，主要依靠可再生能源，并對天然氣利用進行脫碳處理。以德國為例，為推進低碳發展，德國加速了淘汰煤電產能的進程，2020 年9 月1 日進行了首次“退役競標”，對1990 年以前投產并愿意提前退出的燃煤電廠未來10 年給予超過運營收益的補貼。2020 年德國可再生能源發電量占比約52.5%，預計2030 年將達到65%。

1.2 推動工業向清潔循環經濟轉型

工業仍將是歐盟長期經濟發展的重要組成部分。歐盟強調鋼鐵、化工和水泥等能源密集型產業作為重要原料供應端，對經濟發展不可或缺，并明確提出將在保障產業安全的前提下加強低碳技術開發。2020 年3 月，歐盟發布的《歐洲工業戰略》[5]中突出強調工業部門要實現氣候中和以及數字化發展。不過，尚未給出這些能源密集型產業的具體轉型路線。眾所周知，德國是世界上重要的化工產品出口國，其針對化工行業堅持研發能效提高技術，通過降低原材料成本、實施綠色市場營銷戰略和利用政府激勵政策等系列措施，已逐步實現化工行業的綠色低碳轉型。

1.3 建筑節能升級改造

建筑能耗占歐盟終端能耗約40%，降低建筑能耗和改善建筑用能結構將是實現低碳轉型的兩大方向。比利時和德國在超低能耗綠色建筑方面處于領先地位，以“被動房”為代表的超低能耗建筑、近零能耗建筑成為當前普遍趨勢，且應用范圍從最初的中低層小型項目已擴展至大型公共建筑案例上，同時老舊城區和工業園區等既有建筑也被列入改造日程。

1.4 加快向可持續的智慧交通轉變

交通運輸貢獻了歐盟約四分之一的溫室氣體排放。歐盟除了加快道路交通低碳發展和重點圍繞擴大鐵路與內河運輸運力兩個方向發力外，同時致力于提高可再生交通燃料的占比。以法國為例，法國政府于2019 年12 月24 日頒布了《交通未來導向法》[6]，明確在2030 年前交通領域二氧化碳排放總量減少37.5%，并在2040 年停止出售使用汽油、柴油和天然氣等化石燃料的車輛，以確保交通部門2050 年實現碳中和目標。為促進民眾選擇公共交通、自行車等綠色出行方式，《交通未來導向法》還提出至2023 年將撥款137 億歐元用于改造交通基礎設施，在2022 年前將電動汽車充電樁數量增加5 倍，并設立3.5 億歐元基金用來管理自行車、電動滑板車的出行。

2 北歐:碳中和的急先鋒

早在二十多年前，北歐國家已實現GDP 增長與CO2排放的脫鉤。圖1 展示了北歐丹麥、芬蘭、冰島、挪威、瑞典五國的CO2歷史排放數據，其中，瑞典早在20 世紀70 年代CO2排放已達峰值，挪威、丹麥和芬蘭則在2000 年前后達峰，冰島碳排放量長期保持平穩。可以發現，各國達到峰值后，碳排放有較強的波動性，而且這些國家碳排放峰值的出現，并非其國內直接的氣候治理行動使然，在很大程度上是由于20 世紀70 年代的國際石油危機或者經濟全球化進程中產業鏈分工變化造成的。

圖1 北歐五國二氧化碳排放趨勢

現階段，為強化低碳發展，北歐五國以不同表述形式均承諾在2050 年前實現碳中和，同時該區域內108 個大小城市也做出了不同程度的碳減排承諾[8]?？v觀其碳中和路徑，不難發現它們主要側重于電力、交通、建筑和工業領域，且針對不同領域出臺專項行動方案，如瑞典分別針對電力、工業領域頒布了化石燃料清零(Fossil Free)、工業躍升(Industry Leap)計劃[9]。

2.1 電力系統大幅提高非化石能源比重

北歐的電力部門預計到2050 年可再生能源占電力生產的90%。受資源稟賦條件限制，太陽能發電、水力發電無法滿足其電力需求，北歐將著力發展風電，預計到2050 年風電將占其電力生產的30%(在丹麥預計占比超過70%)[8]。為吸納更多風電，電力系統需要在靈活供應、需求響應、儲能和電力交易方面有更好的表現，亟待實施電網智能化改造，相關基礎設施建設工作將可能延遲低碳發電目標的達成。以丹麥為例，可再生能源在電力部門低碳化進程中扮演了重要角色，對數平均迪氏分解(LMDI，Logarithmic Mean Divisia Index)結果顯示(圖2)，過去30 年來，丹麥發電結構中可再生能源比重快速提高，產生了顯著的碳排放強度效應，有效抑制了丹麥碳排放的增長。未來丹麥將充分發揮市場機制作用，繼續推動光伏和海上風電發展，加快建立世界上第一個海上可再生能源中心，規劃建設3GW 和2GW 的海上風電項目。

圖2 丹麥歷史碳排放對數平均迪氏分解(LMDI)結果

2.2 交通部門加速低碳化

交通部門在各部門中碳減排占比最高，2050 年要在1990 年基礎上減排80%。交通部門碳減排包括城市短途交通和城際長途運輸兩方面。城市短途交通將以公共交通和自行車為主，積極推進交通工具電氣化，大力提高交通運輸效率。以挪威為例，2020 年電動汽車占新車銷量的54.3%，而僅配備柴油發動機的汽車國內市場占有率從2011 年的75.5%銳減至2020 年的8.6%。鑒于長途運輸較難實現電氣化，需要有競爭力的低碳技術，因此2050 碳中和愿景中提出，生物燃油將占交通運輸燃料的2/3。不過，由于北歐整體生物質資源不充足，生物燃料油將依賴于運轉良好的國際市場，以及政治可靠的貿易伙伴。

2.3 建筑領域能效加緊提升

建筑部門能耗約占終端總能源消費的1/3，其中約60%用于供暖。為降低建筑能源需求，北歐加速了既有建筑的翻新，并采取系列措施降低供暖能耗強度。預計到2050 年，北歐供暖能耗強度將從126kWh/m2降至60kWh/m2[8]。建筑能效提升的同時，將釋放出一部分生物質燃料和電力用于其他部門，從而避免相應的基礎設施投資。芬蘭較其他北歐國家生物質資源更豐富，計劃利用至少10%的生物燃料油作為建筑部門供熱燃料，并保持逐年線性增長，同時不斷提高供暖能效。

2.4 工業部門加快綠色升級

工業部門碳中和的實現需要技術和政策層面的有力支持?，F階段，工業部門貢獻了北歐約28%的二氧化碳排放量。為實現碳中和，北歐提出到2050 年溫室氣體排放較1990 年減少80%，較2013 年減少60%[8]。除丹麥外，其他北歐國家均高度依賴能源密集型工業，如鋼鐵、水泥、電解鋁等。因此，工業部門在所有部門中碳中和實現難度最大，需要在能源效率、低碳燃料、碳捕集和國際合作(碳排放交易或能源績效審計機制)等方面取得進展。

瑞典通過提高能源效率、發展綠色能源等措施，工業低碳發展成效顯著。作為北歐工業實力最強的國家，瑞典工業能耗以及碳排放長期占據較大比例。從過去30 年碳排放變化量對數平均迪氏分解(LMDI)結果發現(圖3)，能源利用效率的不斷提高和能耗強度的持續改善，對瑞典碳排放總量增長起到明顯抑制作用。同時，著眼于2050 年的碳中和目標，瑞典為工業部門量身打造了2050 綠色升級路線，并確立了如下工作方向:以可再生能源和材料替代化石基燃料和材料；提高生產效率和原材料使用率；生產系統的電氣化；水泥行業將以生物質能結合碳捕集與封存(CCS，Carbon Capture and Storage)作為降碳技術組合；鋼鐵行業采用高爐加CCS，以及預期氫直接還原鐵礦石得以商業運行，或是以電解法煉鋼作為可選技術路徑；對電解鋁工業而言，重點在于開發一種不釋放二氧化碳的惰性陽極材料；為輔助工業部門降碳，提供大量政策、技術和基金的支持。結合工業部門碳排放特征，瑞典設計了四個方面的政策工具，并制定了工業躍升(Industry Leap)計劃(表1)。

表1 瑞典工業部門低碳轉型政策支持工具[9]

圖3 瑞典歷史碳排放對數平均迪氏分解(LMDI)結果

瑞典的工業躍升計劃是一項長期的政府行動綱要，2018 年啟動，將持續至2040 年，旨在支持技術和工藝的發展，降低工業部門碳排放。該計劃主要用于為相關的大學和研究機構提供資金，支持生物能源碳捕集和封存(BECCS，bioenergy coupled with carbon capture and storage)等低碳技術研發的突破。目前該計劃資助的一個重要項目是突破性氫能煉鐵技術(HYBRIT，HYdrogen BReakthrough Ironmaking Technology)，瑞典鋼鐵集團(SSAB，Swedish Steel AB)、瑞典LKAB 公司(Luossavaara-Kiirunavaara Aktiebolag)、瑞典大瀑布電力公司(Vattenfall)作為該項目的承擔方，預計在2035 年前實現無化石燃料鋼鐵，并使瑞典和芬蘭的二氧化碳排放量分別減少10%和7%。

3 主要發現

比較分析歐洲特別是北歐的低碳發展轉型路徑，有如下幾點發現值得關注。

3.1 國家:因地制宜選擇差異化路徑

北歐地區的可再生能源資源主要包括生物質、水電和地熱能，但各國資源稟賦差異較大。在20 世紀50 年代到60 年代，北歐經歷了快速的城市化進程，2600 萬北歐人中約85%居住在城市[8]。接下來的幾十年城市化速度會繼續提速，預期加速的城市化水平將會為減緩溫室氣體排放和實現碳中和提供新的黃金發展階段。較高的城市人口密度為建設電動汽車基礎設施提供了市場環境。同時大多數城市為海濱城市，開發海上風電將靠近電力消費市場，不需要遠距離輸運。

在建筑部門，因為較冷的氣候條件和較長的供暖期，北歐地區城市居民平均能耗比歐盟平均水平高30%，而得益于可再生能源電力的高占比、集中供熱、電熱、地熱和現代生物質在供熱結構中的貢獻，對應的二氧化碳排放要低50%[8]。

北歐國家交通領域碳中和發展思路各有偏好。丹麥提倡軌道交通、騎行和步行[10]；芬蘭大力研發生物燃料油[11]；冰島將交通部門化石燃料的碳稅與歐盟碳排放交易體系(European Union Emissions Trading Scheme，EU ETS) 碳價相關聯[8]；挪威大力推行電動汽車[12]；瑞典支持電力交通和生物燃料油[9]。由于在北歐中小型城市占絕大部分，在交通部門大力推行公共交通的空間較小。

3.2 首都:率先垂范碳中和

北歐的首都地區比北歐城市的能效高約30%，能效提升是實現碳中和的關鍵因素之一，首都地區比其他城市在碳中和方面也設定了更為激進的目標。丹麥哥本哈根提出了最為鼓舞人心的目標即定于2025 年實現碳中和；挪威的奧斯陸則計劃到2035 年實現碳排放減少95% (相較1990 年)[8]。其他幾個首都城市也在構思不同的碳中和愿景，這里選擇芬蘭的赫爾辛基城市圈和挪威的奧斯陸作為案例進行簡要對比分析。

赫爾辛基城市圈占地面積比奧斯陸占地面積大約多43%，但人口密度一致，均比北京的人口密度高約9%，如表2 所示。圖4 展示了兩市在2050 碳中和愿景下電力消費在不同部門的占比，可以看出超過50%的電力將消費在服務業中，而赫爾辛基在集中供熱部分將幾乎不消耗電力，奧斯陸工業部門電力消費相對較少，赫爾辛基則將相當部分的電力用于工業生產。兩個城市居民生活均消耗較大比例的電力，其中赫爾辛基占比相對較小，這可能是因為芬蘭生物質資源較挪威更豐富，生物質在能源供給結構中占比更大，從而有效減少建筑和交通部門對其他能源品種的消耗。圖5 對比了兩市2050 年交通用能結構，電氣化均是兩市交通部門碳中和路徑的重要舉措，占比超50%。生物燃料在赫爾辛基碳中和愿景中占比更高，同時規劃了一定比例的氫能消費量，以及接近5%比例的柴油消費量。在奧斯陸交通部門碳中和愿景中，汽柴油將占15%，遠高于赫爾辛基的情況，主要因為挪威石油資源較豐富，未來仍將成為其經濟的重要組成部分；而氫能則未被納入奧斯陸交通部門的碳中和愿景。

表2 城市主要參數

圖4 2050 年碳中和情景下電力消費分解圖

圖5 2050 年碳中和情景下交通部門能耗分解圖

3.3 城鄉:碳中和著力點不同

北歐城鄉之間碳排放情況也存在較大差異，城市區域建筑和交通的人均能源需求較鄉村地區低30%。在芬蘭，城市區域單位能耗的二氧化碳排放量比鄉村高25%，這是因為生物質在鄉村地區供應更充分，而城市區域的能耗多來自煤炭聯產系統。在挪威和瑞典，城市單位能耗的二氧化碳排放量較鄉村地區低25%。在丹麥和冰島，城鄉能源結構的二氧化碳排放強度一致，其中城市能源供應系統低碳化改造的重點在于供熱系統，現階段城市地區約50%的供熱用能來源于生物質能，剩下一半由煤、泥煤、天然氣和廢棄物提供。

4 中國制定碳達峰行動和碳中和戰略的對策建議

歐洲完成工業化較早的國家約有60 年的時間完成從碳達峰到碳中和的過渡，在碳排放治理領域已積累了較多經驗。而我們從碳達峰到碳中和只有約30 年的時間，挑戰極大。北歐作為歐盟碳減排的排頭兵，在低碳發展轉型方面有諸多良策值得我們借鑒。綜上所述，為合理制定碳達峰行動方案以及碳中和發展路徑，本研究提出以下相關建議:堅持以碳達峰和碳中和為目標引領，盡快健全和完善有中國特色的氣候治理體系；加快氣候立法，構筑實現碳達峰目標和碳中和愿景的法律基礎；抓住關鍵領域，加緊出臺重點行業碳達峰專項方案；科學研判形勢，秉承因地制宜原則編制達峰行動方案，鼓勵有條件地區率先達峰；創新資金機制，充分發揮氣候投融資作用。

4.1 堅持以碳達峰和碳中和為目標引領，盡快健全和完善有中國特色的氣候治理體系

政治氣候的綠色演變是推動北歐低碳轉型發展的重要力量。我們要充分發揮中國特色社會主義制度的優越性，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，深入貫徹習近平生態文明思想，堅定不移貫徹創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念，深刻領會習近平總書記關于碳達峰以及碳中和的宣示精神，統一思想，凝聚共識，建立跨部門的長效領導機制，以有效控制二氧化碳排放為核心，統籌推進碳達峰、碳中和與經濟社會發展，突出綠色執政的理念，引領國際氣候治理新秩序，推動構建人類命運共同體。

4.2 加快氣候立法，構筑實現碳達峰目標和碳中和愿景的法律基礎

立法是實現碳達峰和碳中和的基石。如瑞典和丹麥均通過立法確立碳中和目標，引領低碳發展轉型。為破解氣候變化領域立法困局，我國需制定應對氣候變化相關法律法規，明確中央與地方共同應對氣候變化的工作安排，全面提升國家應對氣候變化治理體系和能力現代化，為實現碳達峰以及碳中和目標提供制度保障。針對北歐國家碳排放歷史數據分析發現，大多數國家存在明顯的曲折變化，這可能與其國內氣候變化專門的法律約束不足有一定關聯。

4.3 抓住關鍵領域，加緊出臺重點行業碳達峰專項方案

電力、工業、交通和建筑等行業部門是控制碳排放的關鍵和難點所在，綠色轉型難度與方向各異，同時各部門低碳發展聯系緊密，這就要求我們必須堅持系統、科學地謀劃部門聯動的專項行動。瑞典為實現工業部門的低碳轉型，制定了工業躍升計劃，并在技術、資金資助方面設立較全面的政策工具包，為各類企業提供升級空間。我們可針對不同行業或關聯行業，分時期在提高能源效率、增加可再生能源利用率、提高原材料循環利用率和技術突破等不同方面謀劃若干專項行動，集中力量，擊破難點。以北方供暖為例，可結合提高能效與增加可再生能源利用，串聯起工業部門與建筑部門的低碳轉型，應用短期、跨季節儲能技術可實現對工業余熱的靈活調度，再結合北方地區較豐富的太陽能、風能資源，北方地區將有極大潛力在供熱領域早日實現碳中和。在制定行業專項行動時，為保障產業鏈安全，需客觀面對能源密集型產業(如鋼鐵、石化、化工行業)低碳轉型難度大的現狀，需要為這些行業創造出時間、政策和技術的自由度，并結合全國產業統籌布局，分區域差異化施政。

4.4 科學研判形勢，秉承因地制宜原則編制碳達峰行動方案，鼓勵有條件地區率先達峰

北歐國家、城鄉和首都區不同的碳中和發展思路再一次表明差異化的低碳轉型之路是尊重客觀事實的科學抉擇。我國需統籌謀劃全國碳達峰以及碳中和行動，明晰各地碳排放的貢獻、責任和潛力。結合各省區市碳排放歷史趨勢、自然資源稟賦與經濟社會發展戰略定位，“一省一策”給出轉型指導路線，具體化能源生產、消費和碳排放等相關指標，并引導各省區市在城市層面制定差異化發展路線。同時，亟須建立一套科學、合理的碳達峰評價機制，識別已達峰區域，并為未達峰區域制定碳達峰行動方案提供重要參考。對于已達峰、經濟較發達區域，探索試點碳中和實踐機制，從氣候治理機制、政策與技術等角度提出可借鑒、可復制的碳中和模式。

4.5 創新資金機制，充分發揮氣候投融資作用

從歐盟以及北歐各國的長期低碳發展戰略中可以發現，資本的積極參與將是實現綠色低碳轉型的重要環節。中央和地方需加大對碳達峰和碳中和的資金支持力度，設立長期投資計劃，各省區市在現有政策和配套資金基礎上，結合相關專項行動，制定區域差異化的政策激勵機制，為綠色低碳轉型投融資營造健康政策環境。此外，可借鑒歐盟綠色新政中推出的《公正過渡機制》和《可持續歐洲投資計劃》的相關做法，一方面為綠色低碳轉型提供資金資助，另一方面通過設計長期有效的投融資制度，極大降低政策導向變動的不確定性，積極撬動社會資本參與低碳轉型的投資。