清华大学陈文颖团队：碳中和愿景下的中国能源转型之路 | Engineering
近几十年来，由温室气体排放增加引起的气候变化问题日益突出，世界各国正在合作应对这一全球挑战。《巴黎协定》要求各国将全球平均气温升幅限制在低于工业化前水平2 ℃以内，并努力限制在1.5 ℃以内。此外，各国还承诺尽快实现全球温室气体排放达峰，并在21世纪下半叶实现温室气体人为排放和移除之间的平衡。目前，130多个国家已经宣布了他们的净零排放或者碳中和目标。因为大部分的二氧化碳排放来自于能源系统，所以能源系统脱碳路径很大程度上决定了中国的脱碳路径。中国目前是世界上最大的碳排放国和能源消费国，实现碳中和的能源转型路径备受世界的关注。
清华大学陈文颖研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年7期刊发表了题目为《碳中和愿景下的中国能源转型之路》的研究性文章，指出为了实现碳中和，中国能源系统需要经历深刻的转型。文章利用能源-环境-经济模型China TIMES，设计了4个面向碳中和的能源转型情景，对因实现碳达峰时间不同和2050年碳排放量不同引起的转型路径差异进行了比较。文章结果显示，中国的二氧化碳排放量将在2025—2030年达到103亿~104亿吨的峰值。2050年，中国能源消费总量的60%、发电量的90%将由可再生能源提供，终端电气化率提升至接近60%。能源转型将带来持续的空气质量改善，2050年局地空气污染物排放较2020年减少85%，而提前达峰能够产生更多的近期收益。提前达峰要求在未来10年大量部署可再生能源，并在2025年后加速淘汰煤炭，这加大了近期的减排压力；然而这些措施能尽早获得更好的空气质量，减少二氧化碳累计排放，为其他部门的转型争取更多时间。文章指出，中国2050年的减排压力会在近期对可再生能源的发展、能源服务需求变化和福利损失产生影响。
文章通过多情景比较发现，提前达峰能够给中国更多的时间来安排煤电厂的有序退役和可再生能源的平稳部署。虽然提前达峰在短期内可能会有更大的转型压力，但从长远来看，这是最具有成本效益的选择。同时，提前达峰带来的累计排放量减少，也将缩小21世纪下半叶对于负排放的大量需求。尽管4个情景2050年局地空气污染物的排放差异不大，但是提前实现碳达峰将导致未来15年的空气质量得到明显改善。2050年更低的排放值会增加整体的减排压力，这将导致可再生能源和负排放技术的进一步扩张。需求部门在能源转型中也将通过减少能源需求、使用高成本技术等策略来应对更为严格的排放约束。因此，文章提出了以下政策建议：
（1）中国应当迅速采取行动，争取实现二氧化碳以较低水平提前达峰。
（2）中国需要在电力部门快速推广可再生能源取代化石能源，同时由于可再生能源的高渗透率给电力系统的供需匹配带来挑战，中国应当重视储能设施的配套发展。
（3）中国应当合理安排现有燃煤电厂的退役，并且建立碳捕集与封存试点，完善生物质资源发展的全产业链，为后期大规模发展的生物质能-碳捕集与封存做好准备。
（4）国家应倡导绿色低碳、可持续的生产生活方式，加快电力、氢能在终端需求部门的渗透。提高效率、燃料转换和需求削减在终端部门同样重要。
文章为面向碳中和的中国能源转型指明了方向，剖析了每个部门可能的脱碳路径、减排策略和潜在挑战。文章表明，中国目前采取的行动对于成功实施低碳转型至关重要，所有部门都有机会和潜力来加速转型。在未来，对能源转型的协同效应和潜在权衡给予更多的考虑，将能使研究成果更具有政策指导意义和参考价值。
以上内容来自：Shu Zhang, Wenying Chen. China’s Energy Transition Pathway in a Carbon Neutral Vision [J]. Engineering, 2022, 14(7): 64-76.
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原文链接：http://www.engineering.org.cn/en/10.1016/j.eng.2021.09.004
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