碳達峰、碳中和的五大重點關注領域

■ 文/傅翠曉

碳達峰、碳中和依賴于系統、復雜的技術體系，需要全方位的科技支撐。目前，相關重點領域的很多技術還不成熟，需要加大科研攻關力度，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成為全人類需要面對的重大挑戰之一?？茖W界和各國政府對氣候變化問題正在形成更加明確的共識，即氣候變化會給全球帶來災難性的后果，世界各國應該行動起來減排溫室氣體以減緩氣候變化，到21 世紀中葉實現碳中和是全球應對氣候變化最根本的舉措。2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會上宣布，中國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。在中央財經委員會第九次會議上，習近平總書記進一步強調，實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，要強化科技和制度創新，抓緊部署低碳前沿技術研究，加快推廣應用減污降碳技術。

碳達峰、碳中和面臨的主要挑戰

中國是全球溫室氣體排放的第一大國家。2019年，中國溫室氣體排放總量占全球排放總量的27%以上，這一數值超過了經濟合作與發展組織（OECD）國家的總和。根據世界資源研究所的統計，中國碳排放主要來源于電力、建筑、工業生產、交通運輸、農業等領域，其中：能源電力占比最大，為40%左右；其次是建筑領域，占比超20%；工業生產、交通運輸、農業領域各自占比為5%～10%。

●電力領域

中國能源稟賦總體呈現多煤、貧油、少氣的特點，供電結構目前仍以燃燒煤炭的火力發電為主，導致電力領域碳排放量居高不下。據測算，在碳中和的目標下，2050年中國非化石發電量占總發電量的比例需要超過90%，燃燒煤炭發電比例則要降到5%以下?？梢?，電力領域要實現碳達峰、碳中和目標面臨巨大挑戰。

●建筑領域

建筑領域碳排放的最大來源是建筑使用電力、熱力導致的間接碳排放，目前約占我國碳排放總量的17%。因此，建筑的節能減排是實現建筑領域碳達峰、碳中和的最主要任務。建筑領域碳排放的另一個主要來源是建筑運行過程中的直接碳排放，包括炊事、生活熱水、燃煤采暖等活動造成的碳排放。

●工業生產領域

工業領域近一半的碳排放來自生產水泥、鋼鐵、合成氨、化工等。主要包括3 個方面：一是來自原料生產過程，如作為水泥生產原料的石灰石和合成氨過程中所用的天然氣；二是來自工業生產中高溫加熱的燃料燃燒，如高爐煉鐵所用的燃料；三是來自用于生產中間產品、低溫供熱等的化石燃料。

●交通運輸領域

隨著交通運輸業的快速發展，我國交通領域的碳排放量持續上升，其中公路交通所產生的碳排放占我國交通領域碳排放總量的82%，是交通領域實現碳達峰、碳中和的重點。與公路交通相比，航空、船舶和鐵路交通產生的碳排放量較小，但實現減排面臨較大的技術挑戰。

●農業領域

農業領域的碳排放主要來源于包括生產過程在內的糧食系統，以及包括加工、分銷在內的后農業系統。據測算，食品全行業排放的溫室氣體約占全球排放量的26%。減少農業領域的碳排放可能是實現碳達峰、碳中和的最大挑戰之一。

碳達峰、碳中和五大重點領域的技術研發與應用前景

科技創新是同時實現經濟社會發展和碳達峰、碳中和目標的關鍵，而實現碳達峰、碳中和依賴于系統、復雜的技術體系，需要全方位的科技支撐。目前，相關重點領域的很多技術還不成熟，需要加大科研攻關力度，加快提升科技支撐能力，這也為創新和創業投資提供了重要機遇。碳達峰、碳中和五大重點領域見圖1。

●電力結構的清潔化轉型是實現碳中和的基礎

電氣化是碳中和的核心，電力的綠色轉型則是實現碳中和的基礎。作為中國碳排放最大來源的電力領域，要實現碳達峰、碳中和目標需要加快電力結構的清潔化轉型，發展水力發電、光伏發電、核能發電等可再生能源電力，特別是風光發電未來將成為可再生能源發電的增長主力。據預測，到2040年，全球光伏發電和風力發電在總發電量中的占比將從目前的7%提升至24%。光伏發電和風力發電的全產業鏈創新和降低成本是未來實現新能源發電快速增長的重要驅動力。但是，目前光伏發電和風力發電的供需平衡、電力系統協調等方面仍面臨許多技術問題，需要圍繞以下技術加快推動技術進步，強化科技支撐。具體技術包括海上風能和波浪能、潮流能等海洋能綜合利用，新型高效太陽能電池，太陽能光伏光熱高效綜合利用，綠氫的全產業鏈關鍵技術，傳統能源高效清潔低碳利用，智能電網，先進儲能，綜合能源系統，等等。

圖1 碳達峰、碳中和五大重點關注領域

●建筑脫碳的關鍵是推廣零能耗建筑

在建筑部門實現碳中和的舉措中，首要任務是進行建筑的節能改造。但是，目前相關建筑技術經濟性還需要進一步改善，存量替換還有較大難度，需要通過技術進步提高改造的經濟性是建筑部門存量替代的關鍵。此外，推廣零碳建筑還需要多種能源協調配合，提供系統解決方案。綜合來看，建筑領域脫碳需重點關注的技術包括低碳建筑材料，建筑“氣改電”，智能建造，建筑全過程智慧設計和管控，建筑的光儲直柔集成，建筑智能微網，低碳/零碳建筑智能化集成，等等。

●工業領域深度脫碳需要原材料替代和生產方式變革

目前，工業領域主要通過優化生產工藝流程實現節能減排，深度脫碳還需要進一步實現燃料替代、生產方式的變革以及新材料的替代。例如，現階段鋼鐵行業碳排放強度的下降主要來自廢鋼生產和能源效率的提高。但是，隨著技術進步，煉鋼效率和再利用接近技術極限，進一步脫碳需要從根本上改變生產方式，實現新的技術突破，如可利用氫氣或生物能代替煤炭作為高爐煉鋼的還原劑，并且將生產供能過程電氣化。水泥生產的脫碳首先需要實現燃料的零碳排放，如利用綠氫、生物質燃料等替代傳統化石燃料。綜合來看，工業領域的碳達峰、碳中和需重點關注的技術包括富氫氣體冶煉，鋼渣高值化循環利用，工業廢料、生物質精煉合成化學品，可再生能源化學，非化石基材料，基于合成生物學的綠色產業化制造，工業無機固廢回收與循環利用，等等。

●交通領域脫碳的重點是電氣化和新能源

隨著電動汽車技術的發展，成本持續下降，公路交通的電氣化成為目前交通領域最為成熟的減碳方式。隨著充電樁基礎設施建設的推進、電池技術的不斷進步帶來續航里程的延伸和充電效率的加快，電動乘用車的使用場景將不斷擴大，公路交通領域逐漸實現電氣化和脫碳。與公路和航空、船運相比，鐵路運輸總體上更有效率、更低碳且更容易實現電氣化。然而，目前交通領域的脫碳面臨商業化量產的電動化技術仍不成熟的問題。而且，現階段，氫能、生物質燃料、液態氨等新型零碳燃料應用于交通領域還不具備經濟性，實現碳中和的最佳路徑尚需進一步探索?；谏鲜霰尘?，交通領域的脫碳應重點關注的技術包括高性能電動汽車、氫燃料電池汽車，重型車輛電動化，大運量軌道交通，綠色船舶，交通自適應能源系統，無人駕駛，智能交通系統，交通基礎設施低碳建設和運維，既有交通樞紐設施節能減排改造，太陽能公路，等等。

●農業領域減排需要加快新技術替代

當前，中國農業的減排至少還面臨人均蛋白質供應將繼續上升、化肥替代技術尚不成熟、人造肉口感和價格瓶頸等問題，需要在技術支撐上進一步加大力度。從蛋白質生產來看，據測算，平均每生產100 克蛋白質，牛肉將帶來50千克溫室氣體排放，而豌豆只產生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碳排放的舉措之一。此外，在農業生產中采用一些高技術含量的工藝和技術，在提高單產的同時減少肥料和農藥使用，也是農業減碳的主要方式?？傮w來看，農業領域減排需重點關注的技術主要包括農業生物質制備高品質汽柴油和高值化學品，新型高效農業生物質土壤固碳技術，控氨降碳高值資源化利用，垃圾智能深度分類和高效精細利用，生活污水資源化利用，智能化農業機械，等等。

實現碳達峰、碳中和需要多主體互動合作

碳達峰、碳中和的實現涉及多個部門、多方主體，需要政府、企業、投資機構等不同主體間的合作和良性互動，各主體都在碳達峰、碳中和的實現過程中發揮著不可或缺的作用。

政府是碳中和行動的主導者，需做好頂層設計和推動落實。首先，政府應根據碳中和目標，科學制定階段性目標，在設定好碳排放總量的基礎上，使配額逐年遞減，并督促各部門、各行業加快制訂較為明確的節能減排計劃。其次，政府需要完善相關政策和機制，如優化碳定價機制，包括碳交易、碳稅和可再生能源激勵政策等。再次，政府要從以下幾方面發力：要著力推動電力市場改革，構建多層次的綠色低碳電力市場；要厘順電價關系，形成市場化定價機制；要優化跨區域協調運營方式，打破電力市場的區域約束；要建立和完善綠色電力交易體系。最后，政府應規劃和引導戰略性低碳產業的有序發展，包括制定產業規劃、引導投資等。

企業是落實碳中和行動的主體，要著力推動核心業務減碳。企業要管理和降低自身的碳排放，在了解自身排放情況的基礎上，盡快制訂節能減排戰略和計劃，尤其是核心業務的減排計劃，設定短期和中長期相結合的目標，同時配套制訂相關行動計劃，制訂節能減排的具體舉措和投入保障，著力引入新技術和新工藝等，開展低碳、零碳活動。

金融機構是碳中和行動的重要支撐者，需要大力推動綠色金融體系的發展。碳達峰、碳中和的目標將帶來巨大的綠色低碳投資需求，各金融機構應圍繞落實碳達峰、碳中和目標，完善綠色金融體系建設，推動產品創新。同時，要建立以股權投資為主體，股票市場和投貸聯動為支撐的金融服務體系，以支持碳中和所要求的大量綠色低碳科技項目及成果轉化。