9月29日，国际能源署（IEA）发布《中国能源体系碳中和路线图》报告，系统探讨了中国能源体系实现碳中和的路径^[1]，指出中国在2030年前实现碳达峰是可行的，有赖于提高能效、发展可再生能源和减少煤炭等三个关键领域的进展。而2060年实现碳中和要求中国能源体系快速而深度转型，特别是在电气化、碳捕集、利用与封存、低碳氢及氢基燃料、可持续生物能源等4个领域大幅加速创新和技术进步。

一、实现碳中和要求中国能源体系快速而深度转型

1、2030年前实现碳达峰将依赖于三个关键领域的进展：提高能效、发展可再生能源和减少煤炭使用。根据承诺目标情景，到2030年中国一次能源需求将增长18%，到2060年将下降26%。低碳能源占比将从当前的15%增至2060年的74%。太阳能将在2045年左右成为最主要的一次能源来源，到2060年占比达到1/4。到2060年煤炭、石油和天然气需求将分别下降80%、60%和45%。

2、中国完全有能力提供实现碳中和目标所需的投资水平。实现碳中和所需的清洁能源转型需要持续大量增加能源相关投资。预计到2030年，年度投资总额将达到6400亿美元；到2060年将达到近9000亿美元，GDP占比将从2016~2020年的平均2.5%下降到只有1.1%。

二、中国每个行业部门都有可行的路径来实现深度减排

1、可再生能源发电为中国的清洁能源转型奠定了基础。在承诺目标情景下，中国电力部门将在2055年前实现净零排放。到2060年，中国发电量将增加130%，在终端能源需求中占比将翻一番达到50%以上。可再生能源发电将占发电总量约80%；煤电份额将从超过60%下降到仅有5%，未加减排的燃煤发电将于2050年淘汰。

2、氢及氢基燃料、生物燃料等低碳燃料不可或缺。目前，低碳燃料仅占中国终端能源需求不到1%，主要是生物燃料。在承诺目标情景下，到2030年低碳燃料占比将超过1%，到2060年增至9%。

3、提高能效和当今市场化技术只能使工业部门部分实现净零排放，电气化是交通和建筑部门去碳化的关键。能效提高和电气化将在短期内推动大部分工业减排，而新兴创新技术尤其是水泥、钢铁和化工行业的氢能和CCUS，将在2030年后发挥主导作用。到2060年，公路运输约60%的减排量来自电气化，电气化、清洁供热和提高能效等措施将使建筑直接碳排放下降95%以上。

四、中国能源转型需要4个跨部门技术领域深度创新

1、电气化技术创新。在承诺目标情景下，到2060年终端用能和低碳燃料生产的电气化将贡献13%的碳减排量，其中，45%来自工业、35%来自交通、12%来自建筑，燃料供应电气化的贡献占比不到10%。

（1）目前大多数对碳中和至关重要的电气化技术都已进入市场，但需进一步创新才能广泛应用，尤其是电池和重工业过程电气化。电动汽车和热泵已经商用；电炉炼钢处于研究和中试阶段；电动飞机处于原型开发阶段；热泵、废钢生产、电动汽车锂离子电池和电炉灶已投入市场；高能量密度电池还处于原型阶段，将贡献近一半的道路运输减排量；重工业中大多数高温电气化技术还处于原型阶段。

（2）发展锂、钴、镍等关键材料供应链以应对未来电气化需求。铜、锂、钴和铂是能源转型的核心，预计到2060年中国铜需求将显著增长，锂离子电池原材料如锂、镍和钴的需求则将分别增长50倍、44倍和22倍。中国拥有一些关键材料的大量储备以及较强的稀土金属开采和钴、锂、镍加工冶炼能力，根据已计划项目，中国很可能在中期保持关键材料供应的全球领先地位，成为全球供应链的中心。

2、CCUS技术创新。CCUS将贡献中国到2060年累计碳减排量的8%，占全球累计捕集量近50%。到2030年的碳捕集量只需小幅增加，就可以实现中国国家自主贡献相关的近期目标。

（1）过去十年中国CCUS的重大进展为加快部署奠定了基础，未来将可能引领全球。中国至少有21个CCUS试点、示范或商业项目在运行，总捕集能力超过200万吨/年。到2060年电力部门将捕集约13亿吨CO₂，占中国总捕集量的一半；重工业碳捕集量将达8.2亿吨（占32%）；约有5.05亿吨碳捕集由配备碳捕集和封存的生物能源（BECCS）贡献，带封存的直接空气碳捕集（DAC）则将捕集1.15亿吨。到2060年，中国在化石燃料发电、化工、水泥以及DAC领域部署的CCUS占全球相应CCUS容量的50%~75%左右。

（2）当前中国CCUS的成熟度因技术类型和应用而异，2020~2060年间约45%的累计碳减排量来自于目前处于原型或示范阶段的技术：①CO₂捕集方面，化学吸收和物理分离已经广泛应用，膜分离、化学链循环尚处于原型阶段。②CO₂运输方面，中国目前超过2/3的CCUS项目采用卡车运输。③CO₂利用方面，多用于提高石油采收率（EOR）和化学品制造；CO₂制造化学原料和运输燃料尚处于原型；CO₂固化混凝土和制造矿化建筑材料正大规模应用或示范。④CO₂封存方面，中国尚无专门的商业封存设施，需通过对现有咸水层表征促进从EOR应用过渡到专用封存，以及通过使用海上油气勘探和生产中收集的数据表征封存资源以加速开发海上封存。⑤CO₂去除方面，BECCS比DAC更接近大规模商业化，对中国的减排贡献更大，主要是在2040年之后。

（3）实现碳中和目标需建立广泛的碳运输和封存基础设施网络。短期内，将集中开发靠近大型工业港口和主要产业集群的碳封存资源，具有煤化工、天然气加工和EOR项目的地区可作为陆地封存中心。开发现有工业港口附近的海上封存资源可能是长距离运输CO₂进行陆上封存的首选替代。跨区域高容量CO₂运输干线可能比同区域多条小容量管道更经济。到2060年可能需要超过15000公里的CO₂运输网络。

3、氢能技术创新。在目标情景下，2021~2060年低碳氢能的使用将累计减排近160亿吨CO₂，占总减排量3%以上，主要来源于工业领域，尤其是化工和钢铁（占氢能贡献的50%以上），其余是航运中的氢和氨以及航空中的合成煤油（占20%），以及公路运输（占13%）。到2060年中国氢需求量将增至9000万吨，其中近80%来源于电解制氢。

（1）氢能相关技术中，90%的碳减排贡献来自处于原型和示范阶段的技术。电解制氢、结合CCUS进行天然气重整或煤气化制氢需要大规模部署才能具备成本竞争力。在做出重大贡献的氢能终端应用技术中，只有燃料电池乘用车可以商业化，电解氨和甲醇的生产可能在2020年代后期开始快速部署。航运中使用氢和氨以及在航空中使用合成燃料尚处于早期发展阶段，需大力创新才能在2030年代商业化。

（2）广泛采用氢和氢基燃料作为低排放能源载体，既需要对现有基础设施进行改造，也需要开发新的基础设施。氢气混合到现有天然气网中可以作为在发展氢气专用基础设施的同时建立低碳供应的一种方式，此外还需改造现有的高压输气管道，以及开发新的专用氢气管道应用于产业集群。中国拥有世界第二大加氢站网络，在运加氢站有100多个，到2030年和2060年将分别达到2700座和27000座。

4、生物能源技术创新。到2060年，生物能源在总能源需求中的占比将增加一倍多，达到13%以上，成为中国第三大一次能源。可持续生物能源的使用将贡献碳减排量近7%。大部分生物能源将用于发电和供热，其中相当大一部分结合CCUS成为负排放技术。液体生物燃料的交通应用显著增长。

（1）到2060年生物能源贡献的累计碳减排量中，近90%来自市场化技术。小型供热和烹饪以及垃圾焚烧发电厂已经处于市场接纳或商业化阶段，将为2021~2060年生物能源累计碳减排量贡献90%。玉米乙醇、脂肪酸甲酯生物柴油和加氢处理植物油柴油已经商业化生产。使用木质原料的先进可再生柴油和生物煤油技术、使用费托的生物质气化和酒精制航空煤油技术，仍处于示范阶段甚至原型阶段。可再生柴油在长途运输脱碳方面发挥着最重要的作用，到2055年仅重型卡车就占可再生柴油需求一半以上。中国的生物甲烷生产及向国家天然气管网的注入仍处于起步阶段。生物煤油对于促进航空脱碳具有重要作用，到2060年将占航空燃料需求的40%，并在2021~2060年期间贡献16亿吨的累计碳减排量。生物质生产化工原料尚处于示范阶段，目前全球只有少数生物质制甲醇项目在运营，生物质气化是关键技术。

（2）各种形式扩展生物能源将需要大量额外的基础设施。生物燃料需要许多生物质原料储存设施，尤其是广泛分布的、低密度的作物和林业残留物，还需要用于分类清洁废物和残渣原料的大型设施。生物甲烷需要建造新的分配管线和注入点以混合到天然气中，以及建立基础设施支持BECCS在生物燃料生产和发电的部署。     （岳芳）