深度 | 中国的净零雄心:“十四五”将是加速能源转型的关键

近日，国际能源署(IEA)对于中国“十四五”期间的能源战略发表了评论和建议。近几十年来，中国已经成为全球经济的中心。由于经济改革，数亿人摆脱了贫困，并见证了前所未有的城市化水平和经济发展。从向富裕的中国消费者销售产品的欧洲奢侈品公司，到为中国基础设施提供原材料的拉美铜矿，中国的现代经济扩张一直是全球增长的主要推动力。

然而，这些成就也同样产生了一些副作用。发展新的城市建筑和基础设施的需要，加上改革前遗留下来的经济结构，意味着对能源密集型重工业的高度依赖。中国占全球钢铁、铜、铝和水泥消费量的一半左右。在提高工业设施能效和采用先进技术方面取得重要进展的同时，中国的增长结构仍然锁定在较高的能源强度上。

由于中国煤炭供应充足，煤炭发电得以加快发展，以满足快速增长的电力需求。例如，在中国的能源结构中，煤炭所占比例是1950年美国的1.5倍。

这种能源密集型增长模式和碳密集型能源供应的结合，造成了巨大的碳足迹。在过去的20年里，中国二氧化碳排放量的增长速度是世界其他地区的6倍，中国占了全球二氧化碳排放量增长的近三分之二。到新冠肺炎爆发时，中国的人均二氧化碳排放量已超过欧盟。

习主席在联合国的讲话

在这种背景下，中国国家主席习近平9月份在联合国大会上发表的中国将努力在2060年实现碳中和的声明，不应被视为能源和环境政策细节上的技术变革。相反，它可能代表了有史以来任何国家在气候问题上做出的最大努力。

实现这一净零排放的目标将是中国现代历史上的一个里程碑。要做到这一点，中国就必须迅速展开几十年雄心勃勃的经济转型努力。零净值必须作为政策制定的指导原则，全面纳入结构性改革、投资政策和创新优先事项。

在过去十年中，扩大可再生能源和提高能源效率的努力为中国今后的发展奠定了坚实的基础。然而，这些努力需要在各方面深化和加速，今后十年将必须成为行动的十年。

中国已经在减少空气污染方面取得了令人瞩目的进展。但实现二氧化碳净零排放远比简单地减少颗粒物或二氧化硫排放困难得多。要实现这一目标，需要在未来40年里对整个经济进行持久的全国性转型，这种结构性变革的雄心堪比上世纪70年代末开始的大规模经济改革。

如果做得好，不仅将创造一个新的低碳能源体系，而且还将创造一个新的经济和社会。中国在2060年实现零碳排放的目标，与国际能源署的可持续发展设想基本一致。该设想描绘的全球过渡符合《巴黎协定》的目标，也符合减少空气污染和增加能源供应的国际目标。

图：2015-2060年中国二氧化碳减排情况

“十四五”规划

这一雄心勃勃的旅程应该从中国政府的第十四个五年计划开始，该计划目前正在规划之中，将塑造2020年20年代的中国经济。考虑到中国能源体系的规模以及到本世纪中叶对低碳能源的需求，迅速加速利用可再生电力和节能技术等现有工具至关重要。这不仅能创造环境效益，还能加强受新冠疫情冲击后的经济复苏。如果这一部署的速度和规模与将全球气温上升控制在2摄氏度的努力相一致，那么中国的二氧化碳排放将不会在2030年达到峰值——其下降幅度将超过印度目前的排放量。

新的五年计划应该以减少温室气体排放为目标，同时保持经济的持续发展。要做到这一点，中国需要努力发展低碳强度的行业，如数字技术和其他高科技产业。中国还必须通过鼓励创新和扩大服务业，推动低碳增长模式的转变。治理现有能源密集型资产排放，控制能源密集型和重化工产业发展，优化产业投资结构。还需要设定条件，继续扩大对清洁能源技术的投资和创新。总的来说，新的五年计划应该成为一个可信的框架，让中国为落实《巴黎协定》作出更大的自主贡献，大大超出中国在2015年提交的原始方案。

降低能源强度

低碳能源并不是简单地在整个经济中替代化石燃料。一条可信的脱碳途径必须实现中国经济能源强度的逐步改变，以保持繁荣，同时缓解必要的低碳能源供应部署带来的压力。IEA的《世界能源展望》(World Energy Outlook)对可持续发展的设想与习主席2060年的零碳目标一致，其中指出，尽管中国经济规模增长了近两倍，但到本世纪中叶，中国的最终能源消耗将低于目前水平。要在未来三十年实现这一目标，中国经济的能源强度改善将需要再次加速，几乎达到上世纪80年代和90年代经济结构调整时的水平。

在中国目前的背景下，需要在两个相关的优先事项上取得进展。首先，旨在实现中国经济再平衡、鼓励服务业和高科技行业增长的广泛改革需要继续下去。到本世纪中叶，服务业占国内生产总值的比重达到80%。这可能需要在金融部门采取激励措施，并为服务企业提供更好的融资，特别是那些受到疫情影响的企业。地区政策需要鼓励清洁能源增长，并在传统重工业集中的省份对工人进行再培训。

其次，中国应该对建筑、家电和设备实施严格的能效标准和法规，加大对能效投资的融资力度。这种强有力的节能政策可以支持建筑业的就业，提高中国家电制造商的竞争力。在汽车和电动机方面，中国都有同类标准中最好的，而且中国的能源服务公司非常活跃，尤其是在工业领域。然而，这些努力需要进一步加强，正在发展和部署先进技术的革新，以提高工业和使其现代化。

电力行业的改革

电力行业目前是中国二氧化碳排放的最大单一来源，是应对气候变化努力的决定性领域，同时也是风能和太阳能等可再生能源最快速发展和可扩展的低碳技术的平台。此外，电气化在运输和供暖等许多领域提供了一个很有前途的替代化石燃料的选择。中国的能源转型需要持续的、系统层面的努力，才能从电力转型的机遇中获益。例如，如果一辆电动汽车对燃煤发电的电力收费(目前中国经常出现这种情况)，对气候的影响要比驾驶传统的汽油动力汽车更严重。

首先，清洁能源需要以更快的速度扩大规模。风能和太阳能将不得不承担很多繁重的任务，其使用量将大大超过2018年的峰值。但中国成功的核电站建设计划也可以做出重大贡献。中国对可再生能源有着强烈的投资欲望。但要发挥这种作用，需要明确的长期指导和政策支持，过去两年可再生能源投资疲软背后的监管问题也应该得到解决。鉴于中国在清洁能源技术价值链上的强势地位，这也是经济增长和就业创造的一大驱动力。风能、太阳能和能效行业的就业增长率是传统能源行业的1.5 - 3倍。

随着可再生能源规模的不断增长，电力系统将需要调动灵活性。中国巨大的水力发电能力和新建的燃气轮机将继续在这方面发挥重要作用。在使需求更加灵活和利用日益增长的电动汽车更智能、更灵活的充电方面，还有很大的潜力。

到目前为止，一个具有巨大发展潜力的机会是中国实力强大的大型信息技术公司，它们目前在清洁能源领域不如美国同行活跃。国际经验表明，由碳定价支持的透明和竞争性市场在指导电力部门以及开启新的商业模式和灵活性来源方面是有效的。中国已经开始在电力领域实施市场改革。即使对传统能源体系来说，这些改革也将是有益的，但中国宣布的能源转型雄心大大增加了这些改革的重要性。

中国将不得不对其庞大的燃煤电厂体系做出战略决策。如果中国的燃煤电厂排放的二氧化碳与它们在持续高利用率下的排放量一样多，这种转型将会失败。事实上，在2040年以后——几乎没有碳预算来支持有增无减的煤炭发电。下一个五年计划应该为煤炭产能和煤炭使用量设定一个明确的上限，以符合长期过渡目标。

效率最低、污染最严重的工厂需要关闭。其他部分将用于灵活操作，支持不断增长的可再生能源生产，同时维持电力安全。近期的工厂设计通常能够做到这一点，或者它们的灵活性可以以很小的成本增加。最后但同样重要的是，通过采用碳捕获技术进行改造，一部分煤炭可以变成低碳的支柱。

碳捕获、利用和储能(CCUS)技术非常适合中国的核心优势。CCUS改造是化学工程项目，非常适合中国工业的技能。此外，还必须建立一个二氧化碳储备项目系统，并将已经枯竭的油气设施改造成储能设施。这两项任务自然都符合中国石油巨头的活动。由于地理和地质原因，大量投资将在中国东北地区，该地区面临经济挑战，将受益于更多的资本流入。

加快“老大难”行业的创新

作为“世界工厂”，仅中国工厂消耗的能源就几乎相当于整个欧盟经济体。这些工业资本中有很多是近期的，可能会持续运作几十年。这些工厂生产的所有商品和材料随后都被出口，中国卡车占全球石油总需求的4%。在全球十大集装箱港口中，有五个位于中国东南沿海，上海和广州之间。工业往往需要高温，化石燃料的替代是困难的。在某些情况下，化石燃料的使用增加了大量过程排放。在长途运输中，考虑到成本和重量，石油成为主要的燃料。

毫无疑问，电气化将扩展到轻型车辆，甚至在一定程度上扩展到供热和工业。氢提供了一个间接扩大电力覆盖范围的机会，而且它可以由越来越丰富的可再生能源来生产，包括在中国西部。氢可以为卡车提供动力，取代钢铁厂中的煤，还可以作为一些初级化学品的原料。虽然基本的科学原理已被很好地理解，但这些技术中的大多数还处于示范或原型阶段。中国在这些领域已经有了重要的研发计划和试点项目，应该继续并加速。中国有必要制定国家氢战略，以指导新兴的氢工业的可持续发展。

除了对电力行业的贡献之外，CCUS对中国工业的重要性可能更大。工业CCUS应用通常具有成本效益，并将使中国的现代工业设施大幅减排。尽管能源系统分析清楚地表明，鉴于中国庞大的工业部门和年轻的设施，迄今为止中国在CCUS方面的潜力最大，但其当前的部署政策需要变得更加雄心勃勃。在全球正在开发的40多个CCUS项目中，只有4个在中国。CCUS的发展高度依赖政策，中国需要建立适当的投资框架。在以可持续发展为导向的经济复苏努力中，对CCUS和氢的投资可以发挥重要作用。

关于确切的技术途径仍有相当大的不确定性:直接电气化能推进到何种程度，以及设施应在何种程度上使用CCUS或转化为氢气。这些不是纯粹的技术问题。中国政府需要反思其对社会和地区的影响，并选择最适合中国国情的道路。

中国的能源转型也有极大的潜力帮助世界其他国家加快步伐。正是中国的大规模制造业将太阳能组件从西欧的奢侈品变成了正在改变非洲能源前景的最廉价的清洁能源。中国有潜力在碳捕获、氢和一系列新的工业过程中重复这一做法。

图：中国化工行业资产的平均年龄和典型寿命

图：中国钢铁和水泥行业资产的平均寿命和典型寿命

发展清洁能源体系的基础设施

中国的能源转型战略将需要考虑到资源和人口分布的地理挑战。人口密集、工业化的东部沿海省份是世界上能源使用密度最高的省份之一。尽管核能和海上风能肯定会有所帮助，但很难想象它们完全依靠低碳能源实现自给自足。尽管如此，中国仍需要制定计划，将大部分清洁能源在西部地区生产，然后以电力或氢气的形式输送到东部城市中心。

正在进行的直流输电计划将发挥重要作用。此外，还需要新的氢和二氧化碳储备系统。电动汽车充电站将必须大力推广，数字化集成并与加固的配电网连接。中国高铁网络取代的石油比世界上所有电动汽车的总和还要多。但中国国内的运输需求增长如此之快，以至于就连庞大的新铁路网到目前为止也只是减缓了国内航空业的增长。在城市内部，公共交通、共享移动服务和偏爱步行和骑自行车的城市设计都将发挥作用。在基础设施方面，走向零碳社会是一项重大任务，应该纳入规划和投资决策。

结论

正如国际能源署最近的分析所强调的，要实现习主席关于2060年零碳排放的声明，需要克服巨大的挑战。考虑到最近的工业化，中国的煤厂、钢铁厂和水泥厂都很年轻。由于工业和建筑业在中国经济中所占比重较高，对难以缓解的行业的依赖程度明显高于世界平均水平。另一方面，中国是低碳能源的最大投资者，拥有强大的技术能力。中国的产业价值链已经支撑了主要的风能、太阳能、核能和电力储能行业。在发展新的基础设施和工业体系方面，中国拥有无与伦比的能力，而且中国一直在扩大其创新能力。尽管障碍是真实存在的，但中国可以调动丰富的资源来解决这些障碍。


 

文章作者：刘珊珊