碳中和革命的發展范式轉型與整體協同

摘 要 碳中和涉及經濟社會廣泛而深刻的系統性變革，是一場能源生產和消費革命，需要發展范式的根本轉型。碳中和目標具有時間剛性，其阻力和動力均源于能源生產和消費。能源需求的剛性、對高碳化石能源的依賴及高成本退出是碳中和革命的最大障礙。具有同質能源服務屬性的零碳可再生能源市場競爭力的不斷增加，成為碳中和革命的內生動力。能源消費側革命承接和順應能源生產側革命的需要，滿足零碳電力替代化石能源消費終端的需求。在生態文明建設的整體布局下，中國的碳中和轉型必須擺脫工業文明發展范式的零和博弈格局的掣肘，另辟蹊徑，著力于發展范式的創新與變革。生態文明發展范式下的碳中和革命，是人與自然和諧共生整體協同的凈零碳進程，而不是排放依舊、依靠末端治理的資本與工程途徑。生態變革是碳中和發展范式轉型的歷史必然，和諧和有限是生態邏輯的基本表征。

關鍵詞 碳中和 發展范式 生態邏輯 能源革命 零碳 碳匯 可再生能源

作者簡介：潘家華，博士，北京工業大學生態文明研究院院長，中國社會科學院可持續發展研究中心主任。

基金項目：國家自然科學基金重點項目“面向碳中和的中國經濟轉型模式構建研究”（TZ140001）

實現人為碳排放和清除的平衡即碳中和的目標，指標明確單一，可測度、可報告、可核實，2015年首次在《巴黎協定》中得到明確。2018年以后，部分發達國家提出在2050年前后實現碳中和;國家主席習近平于2020年9月向國際社會宣示，中國將在2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和這一極具氣候雄心的目標。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，要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局。我國的生態文明建設是多目標全方位的，覆蓋經濟、政治、社會和文化建設的各方面和全過程，推進社會發展文明形態的整體轉型。在生態文明發展范式轉型進程中，碳中和是一場指向非常明確的能源生產和消費革命，具有簡單明了的目標剛性，可以推進全社會全方位系統性變革，是生態文明建設強有力的抓手，是生態文明轉型進程的剛性測度。碳中和革命的成功，需要人類文明發展范式的根本轉型，修正并逐步摒棄西方工業文明的物質財富線性累積的逐利模式，邁向人與自然和諧發展的新范式。

一、轉型發展進程中碳中和的目標剛性

對于發達國家而言，碳達峰多是一個已經完成的自然過程，但是，碳中和顯然不可能在可以預見的未來自然實現。對于尚未完成工業化和城市化進程的發展中國家而言，如果能源生產和消費的碳中和革命進程滯后，無論碳達峰還是碳中和，都將面臨更為嚴峻的挑戰。盡管科學家早在19世紀就已經明確系統地闡釋了溫室效應的科學認知并在1980年代警示全球變暖的危機，國際社會在1990年將應對氣候變化納入全球政治議程，但并沒有明確考慮碳中和的可能或選項。1992年達成的《聯合國氣候變化框架公約》提出的目標是，“將大氣溫室氣體的濃度穩定在防止氣候系統受到危險的人為干擾的水平上。這一水平應當在足以使生態系統能夠可持續進行的時間范圍內實現”。聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）針對氣候變化開展科學評估，采用的措辭是“減緩”。1997年的《京都議定書》規定，到2010年，附件I國家（完成工業化的國家）的二氧化碳排放水平應在1990年基礎上整體降低5.2%;采用的方式是減限排，即有的國家是絕對量的減少，有的國家絕對量可以增加但增幅受到限制。關于低碳經濟的表述，最早出現在2003年。2009年的《哥本哈根協議》明確了相對于工業革命前溫升幅度不超過2℃的目標，但是沒有明確規定減排的時間表。2015年的《巴黎協定》第一次明確提出“在本世紀下半葉實現溫室氣體源的人為排放與清除之間的平衡”。2018年10月，IPCC審議通過了《全球1.5℃增暖特別報告》，強化了將溫升幅度控制在1.5℃的目標，根據這個目標，全球需要在2050年前后實現凈零排放。隨后，部分歐盟成員國宣布將在2050年或以前實現凈零排放。

應對氣候變化，不是別人要我們做，而是我們自己要做。2009年，哥本哈根氣候大會召開之前，中國提出了碳強度減排即單位國內生產總值二氧化碳排放量下降的目標，沒有明確絕對量的減排目標。應該說，作為非附件I（發展中國家）締約方，中國的努力具有引領性。中國的生態文明建設強有力地推動了全球溫室氣體減排進程。推進全球生態文明轉型，需要剛性目標導向。轉型發展必須依靠能源生產和消費革命。中國不可能做到也不必要強調與發達國家在碳中和進程的時間節點上達成同步，但是明確碳中和目標的時間剛性，顯然是生態文明轉型發展所需要的剛性測度和有效抓手。2015年，中國政府在《巴黎協定》下提交的國家自主貢獻目標，并沒有包括碳中和目標。2020年9月22日，國家主席習近平在第75屆聯合國大會一般性辯論會議發言中首次向國際社會明確提出，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，隨后習近平主席多次在重大國際場合重申并提振氣候雄心。《巴黎協定》下中國的國家自主貢獻目標（2015年）及提振氣候雄心的目標（2020年）的對比見表1。

同時，我國著手頂層設計，2020年10月，將碳達峰碳中和納入國民經濟和社會發展“十四五”規劃和二○三五年遠景目標，2021年10月出臺綱領性、規范性、指導性的《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，系統全面地提出了實現碳達峰碳中和的時間表、路線圖、施工方案。

轉型發展與碳中和革命，不僅需要明確的目標，而且還要制定階段性、可檢測的目標。碳達峰碳中和不是一朝一夕就能夠實現的目標，不可能一蹴而就。盡管這是一個長期全面的轉型進程，但仍要堅持只爭朝夕的精神，由近及遠，平穩推進。碳中和的階段性目標，不僅是轉型發展的剛性約束，也是美麗中國建設的測度指標，是高質量發展的動能所在。國民經濟和社會發展“十四五”規劃是我國邁向碳中和轉型發展的第一步，實現碳中和目標的關鍵在于進一步夯實基礎。2025年我國單位國內生產總值二氧化碳排放量要比2020年下降18%，非化石能源消費占能源消費總量的比重達到20%左右，森林覆蓋率達到24.1%。2020年，中國根據《巴黎協定》提交的國家自主貢獻目標，時間節點是2030年，提出單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，非化石能源消費占能源消費總量的比重達到25%左右，風光發電裝機總容量超過12億千瓦。2030年前實現二氧化碳排放量達到峰值，顯然不是說峰值出現在2030年，而是要在2030年實現穩中有降。當然，從發達國家碳排放達峰的實際情況看，峰值并不是單一的，受到自然條件變化和經濟波動的影響，二氧化碳排放也會相應出現多峰凸起的現象，但從趨勢上看，應該是波動下降而非波動上升的。中國提出的碳中和時間節點是2060年，與《巴黎協定》所規定的在21世紀后半葉實現人為排放與清除的平衡是一致的，而且還是趨向于提前的。已經完成工業化的附件I國家俄羅斯提出2060年實現碳中和目標，非附件I國家印度提出2070年實現碳中和，相比之下，中國的碳中和目標具有引領性。還有一些國家雖然明確了碳中和的目標，但是沒有制定具體的能源結構指標，中國的目標應該說是具體的、可測度的、可操作的。到2060年，我國非化石能源消費占能源消費總量的比重將達到80%以上，碳中和目標順利實現。也就是說，盡管屆時含碳的化石能源在能源消費結構中并沒有完全歸零，但少許的與化石能源相關的二氧化碳排放，或被吸收固定入碳匯，或在被捕集后加工利用、地質封存，從而實現二氧化碳的凈零排放。

溫室氣體的主體是二氧化碳和甲烷，而化石能源燃燒排放的二氧化碳和煤層氣、油田伴生氣等與化石能源相關的甲烷排放則是降碳的關鍵所在。煤炭、石油、天然氣三類化石能源單位熱值的碳排放強度，煤炭居首，石油次之。實現碳達峰碳中和目標，重中之重顯然是控制化石能源消費，尤其要加快煤炭減量步伐。2019年，世界部分國家和地區的能源結構及其占全球能源消費總量（折合200.3億噸標煤）的比例如表2所示。

經過多年努力與調整，煤炭在中國能源結構中的比重不斷下降，2010年以前長期超過70%，2018年后已降至60%以內，但是仍然居高不下，所占比重超過世界平均水平的一倍，幾乎是歐美的5倍，英國的18倍。英國計劃在2024年、德國計劃在2030年徹底去煤。德國的煤炭消費占比偏高，為17.5%，但是德國的去煤時間已經從曾經計劃的2042年提前到2038年;2021年，德國進一步提振雄心，明確去煤時間為2030年，平均每年減少1.8個百分點。德國不斷加快去煤的進程，即使按此速率，我國去煤也要在2050年之后了。顯然，我國不可能與英國同步去煤。目前，我國的頂層設計是在2025年前嚴控煤炭消費增長，此后逐步減少，實現由“控”到“減”的轉變。我國石油消費總量控制滯后于煤炭，計劃在“十五五”時期進入峰值平臺期。也就是說，在2026年前后，石油消費總量可能略有波動，但增量趨近于零。天然氣是相對低碳的化石能源，在近期目標乃至中期目標中，均未被納入嚴控的范圍，而是著眼于遠期的碳中和剛性。

碳中和，不僅針對化石能源燃燒排放的二氧化碳，而且還包括甲烷、氧化亞氮和4種含氟的溫室氣體。土地利用變化（尤其是毀林）是二氧化碳排放的主要來源之一，從全球水平來看，相關排放量幾乎相當于化石能源燃燒排放的五分之一，大略占排放總量的10%（表3）。

聯合國氣候談判聚焦于毀林和土地退化而產生的人為排放生物質碳存量，而中國的國家自主貢獻承諾已經包含了森林碳匯，而且數量不斷增加。到2030年代初，我國將在總體上完成工業化城市化進程，能源消費總量大略為60億噸。鑒于發達國家進入后工業化階段能源消費總量穩中趨降的態勢（圖1a），我國在2060年能源消費總量大體為60億噸左右甚至更低。考慮到煤炭全部清零、石油只有少許、天然氣大致留存當前消費量的20%左右的情況，化石能源燃燒排放的二氧化碳大略在15億噸。如此量級的排放量，各種碳匯可以吸收固定約10億噸，需要捕集封存約5億噸。這樣算來，可以順利實現碳中和的目標。

二、碳中和革命的阻力和動力

碳中和革命最大的阻力源于能源生產和消費，而最大的動力同樣源自能源生產和消費。從表3的數據可見，與化石能源和工業相關的二氧化碳排放占溫室氣體排放總量的三分之二，如果考慮源于化石能源的甲烷排放和氧化亞氮排放，則與化石能源相關的溫室氣體排放在總量中的占比超過四分之三。如果進一步考慮土地利用變化和林業、農牧業相關溫室氣體的氣候中性屬性，不納入優先減排核算，則化石能源和工業生產排放的溫室氣體占比超過五分之四，甚至高于90%。所以，如果控制和大幅削減化石能源生產與消費，從源頭上控制碳排放，自然就無限趨近于凈零碳的目標。

但是，能源消費是國民經濟和社會發展的基本動能。2019年，全球化石能源在一次能源消費的占比高達84.3%，要想大略清零，絕不是輕輕松松就能實現的。工業革命以來，化石能源的生產和消費，整體上不斷攀升。部分發達經濟體的能源消費總量達到峰值后處于高位平臺期，呈現下降態勢;但是，發展中經濟體的能源需求增長仍然較為強勁。1965—2019年，部分國家和地區的能源消費如圖1a所示，部分經濟體燃燒化石能源排放二氧化碳的演化進程如圖1b所示。

中國作為尚未完成工業化和城市化的發展中國家，能源消費需求和碳排放也沒有達到峰值從而進入下降通道，邁向碳中和看似時機并不成熟。從理論上講，經濟社會體系的運行需要能源，而不論高碳、低碳抑或零碳。顯而易見，能源需求的剛性、對高碳化石能源的依賴及高成本退出，就成為碳中和革命的最大障礙。可再生能源具有零碳屬性，而且發電成本與化石能源電力相比已經具有競爭性。因此，具有同質能源服務屬性的零碳可再生能源市場競爭力的不斷增加，就成為碳中和革命的內生動力。

但是，風光等可再生能源（包括常規的水電）具有時間上的波動性，在儲能量級和成本不匹配的情況下，可再生能源全面替代煤電、天然氣發電，仍需要較長的時間。2000年，除水電外，我國風光發電裝機容量尚處于起步階段，發電量微乎其微。近年來，除水電外，我國風電、光伏發電的裝機容量和發電量，都處于世界絕對領先的地位。作為世界工廠和發展中的經濟體，我國能源消費總量在2020年已達到49.8億噸標煤，接近世界總量的四分之一。如果按照2030年60億噸標煤的能源消費總量計算，非化石能源占能源消費總量的比例提高1個百分點，就意味著6000萬噸標煤的絕對增量。三峽水電站的裝機容量為2250萬千瓦，一年生產的零碳電力只相當于3000萬噸標煤。我國地域遼闊，在胡煥庸線西北一側，很大比例的國土空間或是戈壁荒漠，或是黃土高坡，或是雪域高原，且不說樹木，就是草也難以生長，因此，我國規劃的森林覆蓋率提高速率，每年不到0.2個百分點。可見，無論零碳能源還是碳匯，碳中和指標的選取和量化不能“攀高峰”，必須務實有序。

最有效、最直接的碳中和測度指標，第一是零碳的可再生能源在一次能源消費中的比例。原因很簡單：如果100%使用可再生能源，那么森林碳匯與碳捕集、利用和封存就不是碳中和的剛需，而是為碳中和錦上添花。因為這些人為的負碳手段可以減少大氣中的存量二氧化碳。第二是二氧化碳尤其是燃燒化石能源排放二氧化碳的絕對減排量。如果將這些人為排放清零，自然就能走向碳中和。2009年，《哥本哈根協議》明確要求非附件I締約方即發展中國家也要提出減排承諾。我國提出了非化石能源占比從2009年的不到10%增加到2020年的15%的目標，沒有做出絕對量的減排承諾，而是制定了相對量即單位GDP二氧化碳排放量下降的目標。“十三五”時期，中國生態文明建設力度加大，以控煤為主要抓手的能源結構調整成效顯著。煤炭消費的絕對量在2013年出現一個峰值，此后進入下降通道，到2018年有所反彈。盡管如此，在“十三五”時期，煤炭在一次能源消費中所占的比例以每年1.4個百分點的速率不斷下降。2015—2020年我國能源消費結構轉型進程如表4所示。

2020年，我國非化石能源在能源消費總量中的比例已達15.9%，超過我國在《哥本哈根協議》下的承諾目標（15%）。2020年，我國煤電裝機占比已經低于50%，發電量占比略高于60%，非化石能源裝機占比已超過50%，發電量占比超過三分之一。2020年我國各種能源的發電裝機容量、發電量結構與發電利用時間如表5所示。

從表5的數據，可見化石能源退出和零碳可再生能源全面替代的艱難。煤電年發電利用時間可達5000小時，盡管2020年的實際利用時間約4200小時;而風力發電的年利用時間只有2000小時，光伏發電的利用時間只有煤電的30%。

發電利用時間只是一方面。從另一方面看，技術創新與突破使碳中和革命的市場動能越來越強勁。如果以2000年為參照，2020年光伏發電裝機成本下降幅度高達83%（圖2a），而常規煤電裝機成本反而上升，增幅超過40%。如果加入碳捕集裝置，成本比2000年高出76.2%。根據學習曲線預測，到2050年，光伏發電裝機成本下降93.6%，而煤電不僅不會下降，反而會升高38.3%。以各個時間節點的常規煤電裝機成本（記為100）為基準（圖2b），2000年，光伏發電裝機成本是煤電的4倍;2020年，光伏發電成本已降至煤電的40%，風電為煤電的60%;到2050年，光伏發電裝機成本將降至煤電的18.2%，風電低至煤電的40%，即使是海上風電，裝機成本也比煤電低四分之一。關于風光電力的間歇性問題，風能、光能可以通過與具有靈活性的水電、生物質能形成多能互補，也可以通過抽水蓄能、各種化學和物理儲能、源荷儲一體建設，滿足剛性需求。所以可再生能源日益增加的市場競爭力，將成為碳中和最大而且持續增強的動力。

三、碳中和發展范式的生態變革

如果說節能降污是國民經濟社會發展必須要解決的緊迫問題，碳達峰碳中和則是人類共同面臨的可持續性轉型的嚴峻挑戰。聯合國政府間氣候變化專門委員會2021年8月發布的科學評估報告表明：1970—2020年是過去2000年來最暖的50年;1901—2018年全球平均海平面上升0.20米，是過去3000年來最快的100年;2019年全球二氧化碳濃度達410ppm，為200萬年以來最高;2010—2020年全球地表比工業革命前增溫1.09℃，其中1.07℃歸因于人類活動。《巴黎協定》所明確的目標是將全球溫升幅度控制在工業化前的2℃之內，努力實現1.5℃的溫控目標。根據最新的權威科學評估測算，要實現1.5℃的溫控目標，全球碳排放空間只有5000億噸二氧化碳，即便如此，也只有50%的實現概率。2015年，在各國提交的國家自主貢獻目標中鮮有2050年實現碳中和的承諾。2020年，不僅多數發達國家宣示在2050年前后實現碳中和，許多發展中國家也做出了類似的承諾。2021年11月，在格拉斯哥氣候變化大會上，美國表示將在2035年實現無碳電力，印度總理莫迪宣稱將在2030年實現50%的可再生能源電力。中國的可再生能源發電裝機占全球的三分之一，但是2020年風光電力占我國電力消費總量的比重不到10%。如果沒有社會文明形態和發展范式的整體轉型，碳中和很可能只是說說而已的紙面文章。

實現碳中和這樣一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，中國面臨的挑戰將比發達國家更為嚴峻，任務更為艱巨。中國僅用發達國家約一半的時間，完成從碳達峰到碳中和的轉型，底氣和原因在于，我們將碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局，創新碳中和的發展范式。在工業文明發展范式下，西方發達國家唯利是圖，以規模擴張、刺激需求實現當下收益最大化，忽略自然，折扣未來。生態文明新發展范式強調發展質量，實現人與自然和諧共生。杜絕大拆大建，減少的是拆除和重建的利益，保留的是存量資產及其效益。提高建筑節能低碳標準，壓縮能耗，必然減少能源生產行業的資金流量和規模，但是能夠提升生活品質，放大資產的社會總效用。建筑物屋頂的光伏、光熱利用將能源的生產和消費融為一體，突破了工業文明供給與需求的矛盾和沖突。在生態文明建設的整體布局下，碳中和轉型不受工業文明發展范式目光短淺的零和博弈格局的掣肘，必然會順風順水。

碳中和也是高質量發展的精確測度指標。去煤減油是釜底抽薪的措施，消除污染源頭，大氣環境質量無需“攻堅”，藍天白云自然重現。2019年，我國進口石油5.36億噸，花費1.78萬億元人民幣，占國內生產總值的1.8%;2020年，我國進口石油5.71億噸，占石油消費總量的73.6%，花費1.3萬億元人民幣，占國內生產總值的1.3%。將如此巨額的花費拱手送給石油輸出國，不僅不產生就業，而且還有巨大的安全風險。試想：如果每年將這些資金的一部分投資于風電、光伏發電和儲能等領域，各產業鏈、各行業的生產、設備運輸、安裝、運行維護等，將產生多少國內就業崗位，形成多么強勁的增長動能？國務院辦公廳2020年11月印發的《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》，明確要求到2025年，純電動乘用車新車平均電耗降至12.0千瓦時/百公里。我國燃油汽車多為歐美日品牌，少有自主品牌;但是在純電動汽車領域，國內品牌異軍突起。工信部的信息表明，我國新能源汽車發展已實現“三個突破”：技術方面，建立了上下游貫通的完整產業體系，突破了電池、電機、電控等關鍵技術，其中，動力電池技術全球領先，單體能量密度比2012年提高2.2倍，成本下降85%左右;產品方面，續航里程大幅提升，很多車型達到500公里以上;市場方面，連續六年產銷量全球第一。2020年，我國民用汽車保有量2.8億輛，即使一半為純電動汽車，其電池儲能容量也完全可以靈活消納巨量的風光電力。這樣的碳中和轉型之路，顯然能夠實現增投資、降成本、促就業、保安全的目標，而且更加環保，創新引領高質量發展。

我國已經全面建成小康社會，但是，總體上還處于社會主義初級階段，仍是發展中國家。2020年，我國人均國內生產總值突破一萬美元，仍然低于世界平均水平，僅為歐美等發達國家人均水平的五分之一左右。第七次全國人口普查表明，按常住人口統計，我國城市化水平為63.9%，與發達國家80%以上的水平相比，尚有較大差距。城鄉差距、貧富差距、區域差距依然存在。我國農村人口或人均月收入低于1500元的中低收入人口，總數在6億左右，超過歐盟的總人口，幾乎是美國人口規模的一倍。要實現21世紀中葉建成社會主義現代化強國的奮斗目標，仍然需要實現能源消費的增長，改善中低收入群體的生活環境，提高他們的生活品質。作為一個發展中的新興經濟體，中國正在努力拼搏的發展目標，是在2050年達到中等發達國家水平，這幾乎滯后于發達資本主義國家100年，而碳中和的目標年，僅僅滯后于發達國家10年。近年來，中國每年燃燒化石能源排放的二氧化碳，已達100億噸，超過了美國和歐盟的總和。將碳中和納入生態文明的整體轉型進程，是構建人類命運共同體、實現人與自然和諧共生的必然途徑和有效路徑。

根據聯合國開發計劃署《2020年人類發展報告：新前沿——人類發展與人類世》，中國在全球189個國家中，排名第85位，距離極高人類發展水平的最后一名尚有20名的差距，屬于中等偏上水平，略高于世界平均水平。但是從地球壓力調整后的人類發展指數（PHDI）看，中國略低于全球平均水平（表6）。這些指數和排名表明，中國的碳中和，不可能也不應該走發達國家的老路，必須另辟蹊徑，即發展范式的創新與變革。

所謂發展范式轉型，具有自身的生態邏輯和歷史必然。生態邏輯的表征，一是和諧，二是有限。萬物各得其和以生，各得其養以成。和才能共生，養方可以存。生和養，皆是有限的，都存在邊界約束。任何生物個體，無需多余之養，不可能無限生長其體量，不可能無限延續其生命。受功利主義倫理價值觀主導的工業文明發展范式，尋求無限增長擴張，渴望財富最大化，借助化石能源所提供的能量，拓展人類的發展空間。在工業革命以來的數百年間，這一拓展看似成功，是可以延續的，但實際上，這種發展模式已經表現出自我否定之態勢。1970年代，工業化城市化成功地使得人們誤認為人口會無限增加，能源需求會無限增長，人類社會只能走向馬爾薩斯平衡。實際上，這些工業文明的線性思維和增長模式，已經或正在為實踐所否定。50年前，人們普遍擔心“人口爆炸”，2010年代以來，許多發達經濟體乃至發展中經濟體（例如中國），全社會普遍擔心人口老齡化、少子化、負增長等問題。根據聯合國人口統計署預測，如果延續當前的低生育率態勢，我國人口可能在21世紀末降低至6億。即使在人口仍快速增長的印度，也將在21世紀中葉前后出現峰值，之后趨穩趨減。發達國家的能源需求和碳排放，早已達到峰值并自然地進入下降通道。歐洲一些先發的資本主義國家例如英國、德國，在1970年代初就已經實現碳排放達峰，進入21世紀，能源消費呈現不斷下降的態勢。能源需求和碳排放并沒有遵循無限增長的工業文明思維定式，并非碳中和的剛性約束所致。這個現象從另一方面說明，發展中國家即使因循發達國家的老路，也必然遵循“和”與“限”的生態規律。

但是，自然轉型進程存在巨大風險。基于傳統農耕文明的馬爾薩斯平衡，是“和”與“限”的結果，但是，經濟和社會的倒退甚至毀滅，顯然是文明的災難。實現碳中和，旨在規避可能的災難性氣候風險，突破工業文明的生產關系和生產方式，延續并改進人與自然的“和”與“限”。在工業文明時代，現代化的“標配”是規模擴張、資本集中，媒體、社會和政府津津樂道各種排名，如世界500強等。而在碳中和時代，這種片面的現代化指標應該被淘汰。石油、煤炭和天然氣的儲藏是點狀分布的，因而其生產高度集中高度壟斷，形成超大規模。但是碳中和時代的可再生能源，無限“風”“光”，無處不在。在工業化大生產體制下，社會尋求的是規模經濟，生產和消費邊界明確，集中生產，規模經營，批發零售。但是在碳中和時代，居民在自家屋頂安裝太陽能光伏發電設備，自己生產電力，自己消費（電力），無須規模經濟，沒有中間環節，生產與消費完美地融合為一體，供求的分界線消失了。以德國為例，光伏設備存在多元的產權結構（表7）。

在德國，大部分光伏設備為私人所有。2020年，德國可再生能源發電設備裝機容量為1.31億千瓦，其中太陽能光伏發電收益頗豐，特別受普通民眾歡迎。德國趨勢研究所的一份調研報告顯示，2019年德國光伏發電總裝機容量為4580萬千瓦。德國可再生能源署 （AEE） 委托開展的調研對光伏設備的產權結構進行了統計分析，結果表明，2019年，32.1%的光伏設備為私人擁有;農場的光伏裝機容量占15.9%，私人和農場的光伏設備約占光伏裝機總量的一半（48%）。該調研報告還顯示，中小型工商企業也特別青睞光伏發電設備，2019年，企業擁有產權的光伏設備占光伏裝機容量的24.8%，而能源供應商所擁有的光伏設備僅占光伏裝機容量的6%。顯然，這樣的產權結構有悖于工業文明規模化、資本化、壟斷聚集的基本理念，是一種全新的發展范式。

四、碳中和革命的整體協同

碳中和轉型，生產側的革命已然風生水起，光彩照人。在可再生能源的電力替代方面，一些國家已經起步，走在前列。以德國為例，其水電資源并不豐富，但是到2020年，以風光為主的可再生能源電力已占電力消費總量的46%。風電和太陽能電力的產出波動較大，保證供需平衡、維護電網平穩運行難度加大。不僅如此，電力生產和負荷還存在空間不匹配的問題。德國的用電大戶主要集中在南部，而大型風電場則位于北部。德國政府在21世紀初推動能源轉型并大力發展可再生能源，陸續關停核電廠和燃煤電廠。由于風電和太陽能電力受制于天氣狀況而波動較大，許多批評者擔心大面積停電的風險。事實上，人們所擔憂的大面積停電情景至今并未發生，2020年，德國電網的系統平均停電時間是聯邦網絡管理局自2006年開始公布停電時間信息以來最短的，德國電網比以往任何時候都更加安全可靠。

德國的成功經驗至少表明，能源生產側的革命有三點經驗可以借鑒。第一，即使在缺少具有靈活性的水電的前提下，德國的可再生能源依然能夠迅速發展，表明這條路徑具有可復制性，潛力巨大。第二，在電力消費占比高達46%的情況下，電力系統的運行仍然安全可靠，尤其是在大規模儲能技術的大規模商用尚未出現突破的情況下，電力系統維持了安全穩定運行。第三，德國已經明確，去煤時間為2030年，距100%的零碳電力尚有很長的路要走，需要探索整體協同化石能源的有序退出，保障電力系統的安全穩定，縮短碳中和的時間進程。當前，中國的風光發電裝機容量已占四分之一，即使是在擁有水電、抽水蓄能等靈活性可再生能源電力、風光電力消費占比不足10%的情況下，電力部門為了保障電力系統穩定安全已經感受到巨大壓力。這表明，中國能源生產側的整體協同難度高于德國，但是德國的經驗仍然值得借鑒。在可再生能源革命的沖擊下，一方面需要協同兼顧我國傳統煤電和以煤電為主體的電網的利益，另一方面也需要啟動并加速化石能源電力行業自身的革命。

能源消費側革命承接和順應能源生產側革命的需要，滿足零碳電力替代化石能源消費終端的需求。例如建筑領域的能源需求大、增長快，是民生的基本保障。2019年，我國建筑碳排放總量約21億噸，占總排放的21%（其中直接碳排放約占總排放的13%），較2000年的6.68億噸增長了約3.14倍，年均增長6.96%。不考慮建材排放，我國北方供暖約排放5.5億噸二氧化碳（排放強度約37千克二氧化碳/平方米），城鎮住宅（除北方采暖）約排放4.4億噸二氧化碳（排放強度約18千克二氧化碳/平方米），公共建筑（除北方采暖）約排放6.5億噸二氧化碳（排放強度約51千克二氧化碳/平方米），農村住宅商品能源碳排放約5.5億噸二氧化碳（排放強度約24千克二氧化碳/平方米）。若考慮建筑相關行業（包括建材生產、運輸和工藝過程）碳排放，那么建筑碳排放占比已超過35%。需求側的革命，需要從兩個方面發力：提高建筑能效和零碳電力替代。維持和提高生活品質需要舒適的居住環境，如果房屋建筑規劃設計執行高標準，能夠保證溫濕適宜而不用額外能源或僅需少許能源，就可以大規模壓縮能源總需求，所需的零碳電力也就比較容易獲得。實際上，建筑領域不僅要求居住環境溫濕適宜，還涉及辦公設施、配套設施等方面的整體協同。例如，如果普及純電動汽車，但充電或換電設施不足，那么交通領域的電力替代，顯然是不可能的。建筑供暖，尤其在北方，可以利用零碳電力通過地源熱泵、氣源熱泵、電熱供暖等實現零碳目標。這就要求拋棄并拆除集中供熱的熱電聯供裝置和管道系統，涉及部門利益，不僅需要初始資金投入，也需要整體協同。在工業文明發展范式下，核能也可能是建筑供暖的有效技術選項，技術經濟上可行。在碳中和發展范式下，建筑本身是近零能耗甚至零碳排放的，建筑屋頂、墻面的光伏電力可以滿足需求，為了供暖而保留高能耗建筑而不將其改造為零碳建筑，實屬不必要。國家發展改革委等四部門關于公共領域綠色低碳的行動方案，明確要求充分利用建筑屋頂、立面、車棚頂面等適宜場地空間，安裝光電轉換效率高的光伏發電設施。鼓勵有條件的公共機構建設連接光伏發電、儲能設備和充放電設施的微網系統，實現高效消納利用。推廣光伏發電與建筑一體化應用。到2025年公共機構新建建筑可安裝光伏屋頂面積力爭實現光伏覆蓋率達到50%。因地制宜推廣利用太陽能、地熱能、生物質能等能源和熱泵技術，滿足建筑采暖和生活熱水需求，到2025年實現新增熱泵供熱（制冷）面積1000萬平方米。同時，要求新增及更新用于機要通信和相對固定路線的執法執勤、通勤等車輛時，原則上配備新能源汽車。加強公共機構新能源汽車充電保障，內部停車場要配建與使用規模相適應、運行需求相匹配的充（換）電設施設備或預留建設安裝空間，鼓勵內部充（換）電設施設備向社會公眾開放。

能源終端需求革命的成敗，也取決于技術創新與突破。例如長流程煉鋼需要焦煤，難以用電力替代;在航空運輸方面，如果氫能技術商業化進程滯后，那么燃油被電池所替代的時間將出現較大的不確定性。所以，我們所謀劃的碳中和革命，不是全然的零碳，而是凈零碳：針對少許不可或缺、不可避免的碳排放，可以采用自然的碳匯方式，或通過人為的工程捕集、利用和地質封存。2021年國際能源署發布的全球能源行業凈零碳路線圖表明，僅能源部門，2050年就需要捕集76億噸二氧化碳。2020—2050年全球碳捕集、利用與封存的布局規模如表8所示。

近年來，我國生態保護成就斐然，森林覆蓋率不斷提高，森林質量不斷改善，吸收固定的碳匯也在不斷增加。根據國家林業與草原局全國森林普查數據，全國森林面積22044.62萬公頃，森林蓄積175.6億立方米，全國森林植被總生物量188.02億噸，總碳儲量91.86億噸。全國森林每年固碳4.34億噸。各種測算表明，年度碳匯規模可望達到10億噸二氧化碳。

更需要注意的是，生態文明發展范式下的碳中和革命，是人與自然和諧共生的整體協同，而不是排放依舊、依靠末端治理的協同。我們需要CCS和CCUS技術，但這絕不是化石能源排放照舊的技術選項。中國現有CCUS技術種類齊全，包括深部咸水層封存、二氧化碳驅油、二氧化碳驅煤層氣等。截至2019年，中國共開展了9個捕集示范項目、12個地質利用與封存項目。所有CCUS項目的累積封存量為200萬噸二氧化碳。低濃度的二氧化碳捕集成本為300～900元/噸，罐車運輸成本為0.9～1.4元/（噸·公里）。當原油價格處在70美元/桶的水平，才有可能平衡CCUS的驅油封存成本。這些技術參數表明：一方面，CCS或CCUS技術缺乏經濟競爭力;另一方面，如此巨大的二氧化碳捕集量，需要多少地質空間才能夠封存，現有技術能否確保封存的二氧化碳不會逃逸回到大氣之中？利用二氧化碳，理論上似乎是可行的，但是，每年若捕集數十億噸的二氧化碳，且不說如此規模的利用成本，全球也沒有足夠的市場容量空間。根據表8的數據，IEA統計發現2020年全球的捕集規模只有4000萬噸二氧化碳，到2030年可達到17.7億噸，2050年估測約76億噸。碳捕集規模的擴張需要巨額投資，而且尚未包括運輸、封存、監測等投入，屆時社會有足夠的承擔意愿和能力嗎？

生態系統碳匯是基于自然的解決手段，潛力應該得到充分發揮和釋放。但是，我們也要看到，碳匯在碳中和革命中的作用是輔助性的、補充性的，不可能起到決定性作用。碳匯吸收和人為排放之間存在數量級的差異，原則上是不可能改變的。第一，糧食安全和水安全的要求決定了生態系統碳匯不能與糧食生產爭地爭水。第二，生態系統碳匯是氣候中性碳，光合作用吸收固定的二氧化碳，最終通過自然碳循環又回到大氣中，形成一種自然平衡。2010年前后，《京都議定書》規定的清潔發展機制項目在我國西南開展了一些碳匯工作，但規模都較為有限，核算年限較短，一般為20～30年，每年每公頃的碳匯量大約為10噸二氧化碳。

在實現碳中和目標的整體協同進程中，森林最主要的功能體現在生物質能方面，碳匯功能相對來說是次要的。傳統農耕文明的能源多為生物質能。生物質能可以儲存，具有使用靈活性，能源形式多樣，可以表現為固態、液態（如生物柴油）、氣態（如沼氣），還可以提供生物質電力。此外，森林的生物多樣性保護、水土保持、凈化空氣、減少噪聲等生態服務功能，也比簡單的碳匯功能更有價值。從這一意義而言，將碳匯納入碳市場交易，不僅有助于中和人為排放的碳，更有利于促進生態系統整體協同的多重功能。

（張坤、潘琪在資料等方面提供了幫助。謹此致謝。）

〔責任編輯：沈 丹〕