論文概要
針對2℃情景下我國剩余碳排放空間遠低于目前發(fā)展模式下的預期碳排放總量，且化石能源消費占比高、單位能耗高、碳排放強度大的問題，圍繞實現(xiàn)碳中和目標，從節(jié)能提效碳減排、發(fā)展可再生能源和新能源碳替代、二氧化碳捕集、封存和利用（CCS/CCUS）的碳移除、發(fā)展零碳和負碳能源技術(shù)等方面，分析了我國碳中和的實現(xiàn)路徑；認為節(jié)能減排是實現(xiàn)碳中和的優(yōu)先手段，提高終端消費電氣化水平是實現(xiàn)碳中和的重要環(huán)節(jié)，發(fā)展風能、太陽能、地熱能以及核能等是實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵支撐，負碳技術(shù)是實現(xiàn)碳中和的兜底手段。同時從科技創(chuàng)新支撐碳中和目標的層面，提出一批需要攻克的重大關(guān)鍵共性技術(shù)和需要提前布局的顛覆性技術(shù)，并提出相應(yīng)保障措施和體制機制建議。
作者簡介
李全生（1965-），男，漢族，河南孟津人，教授級高級工程師。國家能源集團科技部主任、“煤炭開采水資源保護與利用”國家重點實驗室副主任，博士，博士生導師，長期從事煤炭綠色開采技術(shù)研發(fā)和能源發(fā)展戰(zhàn)略研究，國家重點研發(fā)計劃項目負責人。2015年入選國家百千萬人才工程；2016年享受政府特殊津貼，2016年獲全國優(yōu)秀科技工作者。E-mail：80635966@qq.com
主要內(nèi)容
工業(yè)革命以來，人類化石能源大規(guī)模開發(fā)利用是大氣中溫室氣體濃度不斷上升的主要原因，煤炭、石油、天然氣等化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2，分別占全球CO2和溫室氣體排放量的約85%和76%。我國化石能源活動的碳排放占全部碳排放的85%左右，能源系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型是碳達峰和碳中和的關(guān)鍵，抓住了能源低碳轉(zhuǎn)型，就抓住了碳達峰碳中和的牛鼻子。
首先認為，要實現(xiàn)我國碳達峰碳中和的目標時間非常緊迫。自2021年開始，高碳情景下，可供我國排放的CO2約3400億t；低碳情景下，可供我國排放的CO2僅有1150億t。2020年我國能源活動碳排放大約為112億t，按照此推算，未來10～30年我國將用完碳排放配額。
隨后，對我國實現(xiàn)碳中和目標面臨的主要問題進行了深入分析。我國2020年煤炭在能源消費中的占比仍占56.8%，化石能源消費絕對量遠高于其他經(jīng)濟體，這也是我國碳排放量大的主要原因；同時我國單位GDP能耗高、碳排放強度大也是我國區(qū)別于其他國家的特點，2019年我國單位GDP碳排放量為6.9tCO2/萬美元，是全球平均的1.8倍、美國的3倍、德國的3.8倍。
在我國碳中和實現(xiàn)路徑探討上，重點闡述了4個方面的問題。
第一，節(jié)能提效是實現(xiàn)碳中和的優(yōu)先手段，節(jié)能是國家綠色低碳的“第一能源”，我國節(jié)能潛力巨大， 如果我國能源利用效率可以達到2019年世界平均水平，則可節(jié)約15.8億t標準煤，可減少碳排放約39億t；
第二，提高終端消費電氣化水平是實現(xiàn)碳中和的核心環(huán)節(jié)，“十三五”期間，我國電氣化水平取得顯著提升，推動電能占終端能源消費比重大幅提升，2020年達到27%左右，已達到發(fā)達國家水平。但是不同行業(yè)電氣化水平差距較大， 應(yīng)從需求側(cè)發(fā)力大力實施電能替代，加強能源系統(tǒng)與信息技術(shù)深度融合；
第三，大力發(fā)展風能和太陽能，在供給側(cè)提供足夠的清潔電力支撐，2020年風能、太陽能在電力消費中的占比達到9.3%，照此速度，2030年風能和太陽能發(fā)電量預計達到1.5萬億kW·h；
第四，負碳技術(shù)是實現(xiàn)碳中和的兜底手段，主要包括自然生態(tài)碳匯和碳捕及封存與利用技術(shù)（CCUS），下一步要加強森林經(jīng)營管理、大力發(fā)展CCS/CCUS 技術(shù)。
在促成碳中和目標實現(xiàn)方面，認為科技創(chuàng)新是關(guān)鍵。首先要攻克一批重大共性關(guān)鍵技術(shù)：做好化石能源的清潔高效利用、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、加強CCS/CCUS技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用、重視氫能技術(shù)研發(fā)及其利用；其次是提前布局一批顛覆性技術(shù)（干熱巖發(fā)電和可控核聚變）。
最后，提出相應(yīng)的體制機制建議及其相應(yīng)保障措施。認為應(yīng)該建立碳排放管理體系和碳減排監(jiān)督制度，加快建設(shè)碳市場，設(shè)置科技創(chuàng)新重大專項，開啟綠色金融等。
主要圖表
表1我國剩余碳排放空間
圖3 主要國家單位GDP能耗和碳排放（2019）
圖4 風能和太陽能發(fā)電裝機情況（2015-2020）
圖5 風能和太陽能發(fā)電量情況（2015-2020）
來源：中國煤炭雜志
