清华大学齐晔教授团队：非化石能源占比提升至25%的科学依据

在12月12日召开的联合国气候雄心峰会上，国家主席习近平宣布：到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。这一重要宣布，为后疫情时期全球应对气候变化提振信心。

把《巴黎协定》中国国家自主贡献（NDC）目标中的非化石能源占一次能源消费比重从20%调整到25%，是这次宣布的重要更新。

如何理解这个调整的科学依据和重大意义？清华大学公共管理学院齐晔教授团队，联合英国伦敦政经学院Nicholas Stern教授、清华大学原常务副校长、中国气候变化专家委员会副主任何健坤教授、以及剑桥大学David King教授，做出详细的模型和分析。

该成果于2020年6月正式发表在Advances in Climate Change Research。

Advances in Climate Change Research

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674927820300265#!

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论文摘要

根据《巴黎协定》，中国承诺到2030年左右使其碳排放量达到峰值，同时将非化石能源在一次能源中的份额提高到20％。政府通过制定和加强国内政策目标以早日达到峰值并更快地降低其目标，以将全球平均气温上升幅度控制在远低于2°C的水平，从而为国际协议提供了支持。我们开发了一种Kaya不等式方法，根据国家2030年能源政策目标的碳排放量来评估中国与能源相关的CO 2达到峰值的时间和减少的速度。我们发现，尽管波动很小，但当前的平稳期基本上代表了峰值排放量，并且鉴于当前的能源消耗和脱碳趋势，到2025年左右应该进入稳定下降的阶段。这些发展将与加强的国家政策目标相一致，即到2030年实现可再生能源发电量的50％。但是，基本政策目标（到2030年将占非化石能源的20％和总能源消耗为6 Gtce）还不足以让中国在2030年左右实现碳排放达峰。国内政策目标设定与国际气候承诺之间的协同作用和相互作用表明，有必要提高《巴黎协定》及其后的国家气候雄心。

研究概述

    本文基于历史数据和专家研究，依据国家制定的能源总量和非化石能源发展目标，确定未来情景，通过将静态的Kaya等式转化为动态的Kaya不等式模型，开发了一种新的方法来评估中国碳减排的峰值时间和速度。

研究结论

控制能源系统的碳强度，或非化石能源的份额，是实现中国碳峰值的关键。为实现2030年碳排放达峰目标，有必要把能源体系中非化石能源占比的2030目标从20%提升到25%，同时，能源消费总量控制需要在55亿吨标准煤以下。近年来非化石能源增长迅速，按目前趋势延续，中国有可能实现25%非化石能源占比目标并实现碳排放2030达峰目标。

研究指出，在制定十四五规划时，中国应考虑提升这一目标的需要，力争进一步提升“十四五”和“十五五”期间的规划目标。下图中横坐标（下）代表2030能源消费重量目标；左侧纵坐标是非化石能源在一次能源中的占比。两个变量的组合构成的曲线代表2030达峰所需的全部可能组合的边界。要实现2030达峰，能源消费和非化石能源占比组合需要落在该达峰可能性曲线之上。其中强化政策（strengthened policy）组合是55亿吨能源消费结合25%非化石能源占比。

论文相关配图

‍‍图1。中国的能源消耗（2006-2030年）。蓝色的历史线代表2006年至2017年的能源消耗，红色，黄色和灰色代表不同情景下的预计年度能源消耗（分布为到2030年5.5 Gtce能耗、2030年6.0 Gtce能耗以及保持2013-2017年趋势的情景）。

图2。中国的碳强度（1980-2030年）。灰色历史线代表1980-2017年的碳强度，红色、黄色、绿色、蓝色和紫色代表不同情景下的年度预测碳强度（各表示 2030年一次能源中非化石能源占比为20％、25％、30％、35％以及保持2013-2017年的当前趋势）。我们可以看到，当前能源转型趋势的预测情况与强化政策情景下的预测相符。

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图3。2030年的政策目标和排放情景。

最上面的x轴表示2018——2030年平均能源消耗的年增长率 ，作为能耗目标的非线性函数；右边的y轴是13年来平均碳强度的减少速度，也作为非化石能源目标份额的非线性函数。峰值可能性曲线 (Peaking Possibility Curve)  说明了到2030年实现排放峰值的政策目标的最低要求。 表示将域划分为上部和下部的曲线。曲线上方和曲线上的每个点都代表了一种政策情景，即到2030年碳排放量达到峰值。曲线下方的所有组合都无法在2030年达到碳排放峰值。

表1、不同政策情景下的峰值年和峰值排放水平（Gt）

图4。不同政策情景下的历史和预计排放轨迹（2005-2030年）（图中黄色三角形代表高峰年，“FYP”代表一个“五年计划”，如FYP14表示“十四五”）。棕线、红线和绿线分别代表基本政策情景、强化政策情景和气候期望情景下的预计年度碳排放量。

考虑到经济和技术可行性，可以通过具有雄心的“五年计划”设定目标来逐步实现脱碳 (Qi and Wu, 2013, Young et al., 2015)。依据过去的成功经验，在制定``十四五''规划时，中国应考虑在总能源消耗中实现60％的电力，到2030年从非化石能源中获取30％的电力，然后为``十五五''规划寻求35％的目标(Mccollum et al., 2016)。从历史上看，中国通过“五年计划”实现的减排其表现与国际气候努力正相关。哥本哈根协议COP15之后的三年中，排放增速减缓了，巴黎COP21时排放量则保持了平稳。CWEA

论文免费阅读和下载链接：

https://doi.org/10.1016/j.accre.2020.05.008

Qi Y, Stern N, He J K, et al. The policy-driven peak and reduction of China’s carbon emissions [J]. Advances in Climate Change Research, 2020

全文链接（免费下载）

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674927820300265#!

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文章来源丨微信公众号“气候变化研究进展”、清华大学公共管理学院

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