王婷婷
碳排放達峰是實現碳中和的基礎和前提,達峰時間的早晚和峰值的高低,直接影響碳中和實現的時長和難度。研究全球碳達峰、碳中和的進程,以及碳中和的實現路徑,對于按期實現我國的“雙碳”目標具有重要意義。
碳排放達峰的目標包括達峰時間和峰值。一般而言,碳排放峰值指在所討論的時間周期內,一個經濟體溫室氣體(主要是二氧化碳)的最高排放量值。
21世紀以來,全球碳排放量增長迅速。2000-2019年全球二氧化碳排放量由206億噸增至343.6億噸,增長了40%。2020年,受全球新冠肺炎疫情影響,世界各地區碳排放量普遍減少,全球碳排放量下降至322.8億噸,同比下降6.3%。
與此同時,各個國家特別是碳排放大國都在積極推動綠色低碳發展。截至2020年,排名前十五位的碳排放國家中,美國、俄羅斯、日本、巴西、印度尼西亞、德國、加拿大、韓國、英國和法國已經實現碳排放達峰。中國、馬紹爾群島、墨西哥、新加坡等國家承諾在2030年以前實現碳達峰。
經濟合作與發展組織(OECD)統計數據顯示,2020年全球已有54個國家的碳排放實現達峰,而在此之前的1990年為18個、2000年為31個、2010年為50個(見圖1)。40年來,這些碳達峰國家的碳排放量占當時全球碳排放量的比例,分別為21%、18%、36%和40%。預計2030年全球將有58個國家實現碳排放達峰,其碳排放量占全球碳排放量的60%。

圖1 全球已實現碳達峰國家數量變化 個
目前已有127個國家和地區對碳中和目標做出承諾。Energy & Climate Intelligence Unit的凈零排放跟蹤表統計了各個國家進展情況,包括:已實現的2個國家,已立法的6個國家,處于立法中狀態的包括歐盟(作為整體)和其他3個國家。另外,有12個國家(包括歐盟國家)發布了政策宣示文檔。2015年《巴黎協定》設定了本世紀后半葉實現凈零排放的目標。越來越多的國家政府正在將其轉化為國家戰略,提出了無碳未來的愿景。根據ClimateNews網站匯總的信息,主要國家和地區作出了相關承諾(見表1)。

表1 主要國家和地區凈零排放目標日期及承諾
考慮到全球溫室氣體排放量的73%源于能源消耗,其中38%來自能源供給部門,35%來自建筑、交運、工業等能源消費部門,因此,部分國家研究制定了碳中和背景下的產業政策,支持減排目標。
根據國際能源署(IEA)測算,1990-2019年,傳統化石能源(煤、石油、天然氣)在全球能源供給中占比近八成,清潔能源占比很小。從能源供給端著手,推動能源供給側的全面脫碳是實現碳中和目標的關鍵。因此,各國主要采取兩方面措施:一是降低煤電供應。二是發展清潔能源,開發儲能技術,提高能源利用率。
建筑的綠色改造,前期成本高、投資回報期長,但長遠效益可觀,有利于實現碳中和目標。根據歐洲建筑性能研究所研究,對建筑進行綠色翻新、節能改造,能創造更多工作崗位,提高生產效率,增加千億歐元的潛在收益;對醫院進行節能改造,還能減少患者平均住院時間,每年可為醫療衛生行業節約幾百億歐元。
各國建筑行業實現碳中和的主要途徑是打造綠色建筑,即在建筑生命周期內,最大限度地節約資源,保護環境,提高空間使用質量,促進人與自然和諧共生。主要做法:一是出臺綠色建筑評價體系,推廣綠色能效標識。二是改造老舊建筑,新建綠色建筑。
隨著中產階層人口增多,汽車保有量翻番,將成為最大的能源消費領域。各國政府及產業界日益關注并積極推動整個交運行業向低碳方向發展。各國交運行業實現碳中和的主要措施是,推廣新能源汽車等碳中性交通工具及相關基礎設施,發展交通運輸系統數字化。
工業領域中的冶金、化工、鋼鐵、煙草等均是高耗能、高排放部門。2019年,OECD國家的工業部門二氧化碳排放量占其排放總量的29%。各國工業部門實現碳中和主要做法有兩種:一是發展生物能源與碳捕獲和儲存技術(BECCS)。二是發展循環經濟,提升材料利用率。
路徑五:減輕農業生產碳排放,加強植樹造林
農業生產是重要的碳排放源,占全球人為總排放的19%。發展低碳經濟離不開低碳農業。各國農業碳中和的主要途徑是增強二氧化碳等溫室氣體的吸收能力,即加強自然碳匯,如恢復植被等。但目前絕大部分國家在農業、廢物處理領域的低碳化技術均處于發展初期,成本較高,有效性也尚待驗證。
2005年,我國就在“十一五”規劃綱要中提出要節能減排。2020年9月,在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上,我國向全世界承諾,力爭于2030年前碳排放達到峰值,2030年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%~65%,2060年前實現碳中和。隨后,中國領導人先后7次在重大國際場合就“中國力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值、2060年前實現碳中和”發表了系列重要講話。
在碳中和產業鏈中,中端主要表現為提升節能減排水平,包括產業結構轉型、提升能源利用效率、加強低碳技術研發及完善低碳發展機制等,代表性行業包括鋼鐵、化工、建材、造紙、有色、交運行業等。
1.鋼鐵:領先企業積極發布碳中和行動計劃
為實現碳達峰碳中和的目標,鋼鐵行業碳達峰行動方案和路線圖已基本明確。正在編制的《鋼鐵行業碳達峰及降碳行動方案》目前已形成修改完善稿,初步確定行業達峰目標和重點任務。在2030年“碳達峰”和2060年“碳中和”的目標約束下,中國寶武、河鋼、包鋼、鞍鋼4家鋼企發布碳中和行動計劃。
2.建筑:水泥能耗近年下降,但碳排放量控制仍需加強
中國建筑行業規模位居世界第一,現有城鎮總建筑存量約650億平方米,這些建筑在使用過程中排放了約21億噸二氧化碳,約占中國碳排放總量的20%,也占全球建筑總排放量的20%。這部分碳排放被稱為“運營碳排放”。
建筑行業中的水泥工業是非金屬礦物制品中最為主要的能源消耗和碳排放的來源之一。2015-2020年,在我國政府和行業的集體努力下,我國水泥制造業生產每噸水泥的能源消費量從0.112噸標準煤下降到0.108噸標準煤,但噸水泥碳排放量從0.463噸上升到0.517噸。因此我國水泥行業仍需繼續加強節能減排。
3.交運:電氣化轉型
近年來,我國鐵路運輸逐漸往電氣化轉型。2013-2020年,我國電氣化鐵路營業里程數和電氣化率呈逐年增長趨勢。2020年,我國電氣化里程10.7萬公里,比2019年增長0.7萬公里;鐵路電化率達72.8%,較2019年增長0.9個百分點。公路交通運輸電氣化方面,新能源汽車是典型代表。2014年,我國開始出現私人購買新能源汽車,由此也開啟我國新能源汽車元年。2015年全國進入新能源汽車產業高速增長年,在2015年11月,我國新能源汽車產銷量占比首次突破1%,我國也在這一年成為全球最大的新能源汽車市場。根據中國汽車工業協會最新公布的數據顯示,2020年我國新能源汽車市場滲透率(全國新能源汽車銷量占全國汽車總銷量)比例達5.4%,較2019年有所攀升。

2019年,我國碳排放量達101.7億噸,占全球碳排放量的比重為27.92%,其后分別是美國、印度、俄羅斯,占比分別為14.5%、7.18%和4.61%。從單位GDP碳排放量來看,2019年世界發達經濟體的單位GDP碳排放量普遍在0.1千克/美元~0.3千克/美元左右。被譽為“金磚五國”的五大發展中國家的碳排放量大多在1千克/美元左右。我國2019年的單位GDP碳排放量為0.712千克/美元,相比于印度、俄羅斯和南非等國較好,但仍遠高于發達經濟體的單位GDP碳排放量(見圖2)。

圖2 1950-2019年世界主要國家碳排放量占世界比重 %
相比美國和歐洲等發達地區和國家,我國碳達峰、碳中和的實現節點較晚,這與我國工業化起步較晚有較大關系。我國仍需進一步努力,爭取在保持經濟增長的情況下,盡早實現碳達峰、碳中和,推動經濟實現綠色可持續發展。預計未來,隨著我國節能減排政策的進一步完善,我國碳排放情況將進一步改善。