中國能源體系2060碳中和報告2022

中國能源體系2060碳中和

目錄

＞序言4

＞前言7

＞邁向Th態(tài)文明7

＞中國目前面臨的能源挑戰(zhàn)8

＞COVID-19新冠疫情的影響9

第一章

＞實現(xiàn)2060中國能源體系凈零排放10

＞第1部分：加速開發(fā)清潔能源技術和燃料11

＞第2部分：支持低碳節(jié)能型選擇18

》第3部分：實施碳移除21

第二章

＞中國2060年能源體系27

＞經濟角度27

＞行業(yè)角度30

第三章

＞邁向碳中和36

＞了解能源轉型的影響37

＞全面、統(tǒng)一、可靠的政策框架46

＞行業(yè)行動聯(lián)盟51

＞城市是變革的孵化器52

＞結語54

＞鳴謝56

＞術語表56

＞尾注57

中國能源體系的龐大規(guī)模使其成為全球實現(xiàn)巴黎COVID-19新冠疫情的影響

協(xié)定氣候變化目標的關鍵因素。根據(jù)國際能源署

COVID-19新冠疫情在世界各地引發(fā)了混亂給人

(IEA)公布的政策遠景，如果中國能夠實現(xiàn)其公

類健康造成了重大損失，而且，各種旨在控制疫

布的2030年和2060年氣候目標那么到本世紀

情之影響的舉措也造成了經濟衰退。

末全球平均氣溫升幅將比基線縮小近0.2℃6。反

過來實現(xiàn)巴黎協(xié)定的目標將有助于中國乃至全球中國有效地遏制了疫情的發(fā)展并控制了疾病的

避免遭受氣候變化帶來的最壞影響。傳播，從而迅速恢復了經濟發(fā)展，此抗疫表現(xiàn)超

過了其他所有主要經濟體。

尤其是在未來十年，中國面臨的挑戰(zhàn)將是在經濟

發(fā)展帶動能源需求增長的同時，減輕自身對煤炭盡管中國GDP增速降至40年來的最低水平，

的依賴。然而，中國目前仍處于工業(yè)化發(fā)展階段，但中國仍然是全球唯一一個在2020年實現(xiàn)經

水泥、鋼鐵和化工等重工業(yè)在經濟產出中占據(jù)了濟增長(2.3%)的主要經濟體7，與全球經濟形成

相當大的比例。了鮮明對比。據(jù)估計，2020年，全球經濟收縮超

過3%8,是戰(zhàn)后以來最大幅度的緊縮。受此影響，

中國的大部分工業(yè)產能相對較新且依賴于煤炭。

2020年全球一次能源需求下降近4%，與能源相

因此，若要實現(xiàn)脫碳目標，同時避免這些工業(yè)資

關的二氧化碳排放量下降近6%9o

產提前停用造成的成本損失，就需要大力投資并

轉向低碳Th產工藝、技術和燃料。隨著中國經濟逐漸恢復到疫情之前的水平，其碳

排放量也開始增長。排放量在2020前三個月平

均每月下降10%之后，在其后每個月，其二氧化

碳排放量平均增長4%o2020年，中國二氧化碳

，0

總排放量比2019年底高出近1%o

中國有效地遏制了疫情

的發(fā)展并控制了疾病的

傳播，從而迅速恢復了

經濟發(fā)展，此抗疫表現(xiàn)

超過了其他所有主要經

濟體。亮

9

要在未來四十年內實現(xiàn)中國能源體系的凈零排放，中國經濟必須發(fā)Th根本

性的變革。

中國不僅需要改變能源的Th產方式，還必須改變自20世紀90年代以來，中國的電力體系發(fā)展迅

能源的運輸和消費方式。為此，中國需要開發(fā)新速。過去三十年，電力在最終能源消耗中的占比每

能源，并將其與新技術相結合。此外，中國還需要十年增長約6%，在未來四十年，該占比還需要以

建立新的經濟與商業(yè)模式法適應直接使用能源更高的速度增長——近9%（圖1）。

的行業(yè)（即終端用能）以及運輸和建筑行業(yè)。

根據(jù)本報告的分析，電力在最終能源消費中的占

與美國和歐盟等成熟經濟體不同，由于中國要實比將從目前的23%增長至2060年的60%左右。

現(xiàn)與當今發(fā)達經濟體相當?shù)慕洕l(fā)展水平，中國2060年的最終電力消費總量將達到目前的三倍，

能源體系的轉型需要在能源需求不斷增長的背建筑業(yè)（住宅和商業(yè)建筑）、輕工業(yè)和道路客運等

景下進行”。這也為中國在開發(fā)和采用低碳技術、部門將基本實現(xiàn)電氣化12o

燃料和解決方案方面超越當前發(fā)達經濟體提供

了機會。

第一部分：

加速開發(fā)清潔能源技術和燃料

中國已經站在一些低碳技術商業(yè)化應用的前沿，

例如，太陽能和風能發(fā)電，電動汽車等。

利用低碳能源加大電氣化

由于中國已實現(xiàn)與當今發(fā)達經濟體

本報告勾勒的深入迅速的脫碳路徑需要基于以

相當?shù)慕洕l(fā)展，中國能源體系的

下前提，即經濟體盡可能實現(xiàn)電氣化普及，同時

轉型需要在能源需求不斷增長的背

投資于可再Th能源以及其他低碳和無碳能源（例

如，核能）發(fā)電，以滿足電力需求。景下進行。

11

圖1:中國電氣化率

電力在最終消費總量

中的占比（%）

除了終端用能（工業(yè)、運輸和建筑行業(yè)）電氣化以限期政策所推動。該政策規(guī)定，先期合約裝機須

14

外，電解水制氫需求也將推動電力需求。下一章將于2020年底之前完成并網(wǎng)o

更詳細地探討這一點。自2030之后，氫能需求將

然而，中國目前的電力體系仍然以煤電為主

呈指數(shù)級增長，預計到2060年，該需求將刺激

（圖2）。要實現(xiàn)電力體系脫碳，中國需要大幅

電力需求增長25%，中國電力系統(tǒng)規(guī)模幾乎是目

提升太陽能和風能發(fā)電占比——從目前的10%

前四倍。

增高至2060年的80%0在本遠景中，到2034

在推進電氣化的同時，中國還需要轉向低碳和零年，太陽能和風能將超過煤炭，成為最大的電力

碳能源發(fā)電方式。來源。

中國是全球可再Th能源發(fā)電的領軍者。2015年與核能發(fā)電一樣丁h物質能發(fā)電有著特殊但重要

至2019年，風力發(fā)電裝機（陸上和海上）提高的作用。自2053年起通過結合碳捕集、利用與

T封存（CCUS）技術，Th物質將為能源體系的其余

79GW（60%）;太陽能發(fā)電裝機提高了161GW部分提供了負排放源。2060年，所有化石燃料

（幾近400%）13o發(fā)電都將配置CCUS從而實現(xiàn)碳的永久封存。

2019年至2020年，盡管面臨新冠疫情，但中國要實現(xiàn)上述清潔能源電氣化遠景，中國能源體系

在全球可再Th能源發(fā)電新增裝機中的占比達到需要系統(tǒng)性重大變革。

80%（約75GW）。此結果在很大程度上由一項

圖2:清潔電子滿足電力需求

其他

風能太

陽能

質能

水電

核能天

然氣

煤電

13

這場重大變革中的一項關鍵任務將是擴建高壓第三項重點任務是改善電力市場結構，以便應

輸電線路將可再Th能源豐富的地區(qū)尤其是北部對可再Th能源占比較高的發(fā)電系統(tǒng)的間歇性。

和西部地區(qū)）與沿海能源需求較高的地區(qū)連通。例如，需要通過給予充分激勵來鼓勵企業(yè)投資

于靈活發(fā)電來源、大規(guī)模儲能以及智能基礎設

十多年來中國一直在投資建設高壓輸電線路。

施和系統(tǒng)，以便應對電力需求波動。

中國制定了雄心勃勃的電網(wǎng)擴建計劃，旨在為更

大規(guī)模的清潔電力供應提供支持。促進區(qū)域與省級電力市場之間的互聯(lián)互通，這

將有助于實現(xiàn)更高效的電網(wǎng)調度和平衡對于管

近年來，中國實施了一系列里程碑項目，其中包

理成本和確保供電穩(wěn)定性也很重要。IEA預計，

括中國國家電網(wǎng)公司于2019年開通的首條綠

2021年至2060年，通過從省級調度和平衡轉

色特高壓輸電線路。該線路為河南省用戶輸送青

向區(qū)域調度和平衡，可減少100GW靈活資源需

海省太陽能發(fā)電電力。另一個里程碑項目是中國

求，第三章將更詳細地探討靈活資源的投資成

首套大型風電網(wǎng)絡，用于匯集內蒙古36個風電

本和系統(tǒng)效益。

場的發(fā)電產出。該電網(wǎng)于2020年建成，將通過

特高壓線路向山東和江蘇這兩個沿海省份輸送最后，在需求側，為擴大電氣化范圍，中國將需要

電力。采用新的技術和Th產工藝盡可能地實現(xiàn)運輸業(yè)、

輕工業(yè)和建筑業(yè)的全面電氣化。為此，中國將需

另一項要務是投資改善配電網(wǎng)。提升配電網(wǎng)絡供

要新建一系列基礎設施——從電動汽車（EV）施

電能力以實時平衡各種類型電力供應與需求利

設施，到新型運輸傳動系統(tǒng)，并需要為鋼鐵等重

用數(shù)字技術及解決方案來構建優(yōu)化、可靠、有彈

工業(yè)研發(fā)新的Th產工藝。

性的電網(wǎng)。

14

實現(xiàn)低碳燃料商業(yè)化：氫，生物質燃料

根據(jù)本報告的分析,2060年，約60%的能源消盡管仍有部分氫使用煤和天然氣Th成，但其規(guī)模

費將實現(xiàn)電氣化。對于剩余的40%較難實現(xiàn)電相對有限，并結合CCUSo

氣化的行業(yè)，將需要推行采用低碳燃料。

要于2060年前實現(xiàn)這一部署規(guī)模意味著，

重型公路運輸、航運和航空等行業(yè)，以及鋼鐵和中國需要在未來20年內，致力于綠氫商業(yè)

化工等重工業(yè)都需要使用便攜的、高能量密度的化。過去十年，太陽能和風能的利用成本一直在

燃料。這些目前依賴于化石燃料的行業(yè)在未來將下降，而且在未來將繼續(xù)下降，這將提高氫能的

不得不轉向新型低碳能源。商業(yè)可行性。與此同時腿著氫能使用需求日益增

長，中國將需要投資建設氫能Th產、配送和儲氫

為滿足這些較難電氣化行業(yè)的能源需求，氫等新

基礎設施。所有以下投資項目需要協(xié)同發(fā)展:商業(yè)

型低碳燃料將發(fā)揮重要作用。

化項目、對制氫廠的初始投資，以及道路貨運、航

根據(jù)本報告的分析，氫的消費量將從目前的極低運和鋼鐵等終端用能行業(yè)的氫能試點項目。

水平增長至2060年的17艾焦耳/年以上。這

鑒于氫能作為低碳能源和全球增長型產業(yè)的重

相當于5.8億噸煤當量，或者最終能源消費總量

要性，中國“十四五”規(guī)劃將氫能產業(yè)列為未來六

的16%

o大產業(yè)之一。中國氫能聯(lián)盟（政府支持下建立的

氫將主要用于重工業(yè)、農業(yè)機械、重型公路運輸、產業(yè)聯(lián)盟）預測，2030年，氫能在中國能源體系

短途航空和航運（圖3），其中85%以上是通過可中的占比將至少達到5%這與本遠景報告中的分

再Th能源和核能電力電解Th成的綠氫。2060年，析一致。

圖3:氫能指數(shù)級增長

其他

航空

貨運（道路）

客運（道路）

建筑

來源：殼牌分析，基于IEA歷史數(shù)據(jù)

15

圖4:生物燃料將在最難減排行業(yè)發(fā)揮特殊關犍作用

詡燃料（第二代先

進燃料）

生物燃料（第T弋）

來源:殼牌分析.基于IEA歷史數(shù)據(jù)

對于一些需要使用高能量密度液體燃料的需要在等級劃分和優(yōu)先排序中排在較高地位，以

行業(yè)，例如，長途航空和化工行業(yè)，先進的Th滿足航空和化工等最難減排行業(yè)的特定需求。

物燃料非常重要。在中短期內，這些Th物燃料

從這個十年開始，通過出臺相關政策來鼓勵Th產

是為數(shù)不多的可替代液態(tài)化石燃料的低碳

先進Th物燃料，并推動Th產成本的下降，使這些

燃料之一。

燃料獲得商業(yè)可行性并在航空等行業(yè)中得到使

根據(jù)本報告的分析Th物燃料的使用量將從目前用。目前中國的Th物燃料主要是使用傳統(tǒng)淀粉基

相對溫和的水平增長至2040年的近5艾焦耳原料Th產的乙醇并用于工業(yè)和公路運輸。此前，

/年（圖4）。然而，Th物燃料需求在2045年達也就是2017年9月，中國設定了一個目標，即從

到峰值后，將出現(xiàn)下降，其原因有兩個：一是電2020年起，實現(xiàn)全國車用E10乙醇汽油全覆蓋。

氣化范圍的擴大，導致公路客運對將Th物燃料但由于擔心食品供應鏈可能因此遭受不利影響，

與液態(tài)化石燃料摻混使用的需求減少；二是重這一目標已被推后。

型公路和鐵路運輸中氫使用量的增長。

這意味著中國可借此機會，將Th物燃料政策的重

到2060年，Th物燃料需求將緩降至3艾焦耳點重新放在第二代先進Th物燃料的推廣方面。這

/年以下這些需求將越來越多地由先進Th物燃些燃料對食品供應鏈的影響較小，而且更有利于

料來滿足，從而最大限度地減少對糧食Th產以環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

及對廣泛自然環(huán)境的影響。與此同時,Th物燃料

17

政府需要激勵Th產黃包括貧瘠土地上的Th產者）比中國低近40%,而英國單位GDP能源強度幾

轉向可持續(xù)Th物燃料同時通過推動實施相關政乎只有中國的一半。

策，在最難減排的行業(yè)建立Th物燃料市場，并優(yōu)

根據(jù)本報告的前瞻性分析未來四十年能源效率

先滿足其能源需求。航空業(yè)就是一個例子，與公

將繼續(xù)穩(wěn)步提升。據(jù)估計,2020年至2060年，

路運輸相比，航空業(yè)需要更高等級的Th物燃料。

中國單位GDP能源強度將下降50%以上。經濟

為支持航空業(yè)對可持續(xù)航空燃料的能源需求，有

增長將繼續(xù)與能源消費脫鉤，在此期間,GDP增

必要通過出臺相關政策來推動先進Th物燃料的

長將繼續(xù)超過能源需求增長（圖5）。

商業(yè)化，并推動其成本的下降。

低碳電氣化普及趨勢將在很大程度上推動總體

第2部分：能源效率的提升。

支持低碳節(jié)能選擇在交通運輸行業(yè)，電動發(fā)動機的效率為90%,即

隨著低碳技術、燃料及產品進入市場，消費者和能夠將90%的輸入能量轉化為動能來驅動車輛

企業(yè)從中作出的選擇將有助于加強和推動更多前進，相比之下，內燃機會將60%至80%的輸入

的變革。強勁的需求是創(chuàng)新的強大動力。能量轉化為熱能。因此，電動發(fā)動機將日益取代

內燃機。

充分發(fā)揮能源效率潛力

在工業(yè)領域，可通過優(yōu)化工業(yè)過程（包括輕工業(yè)

過去二十年，中國在能源效率方面取得了顯著進電氣化）來提升能源效率。

步，但是仍擁有繼續(xù)改進的潛力。自2000年以

在住宅及商業(yè)建筑行業(yè)，需要通過升級和隔離現(xiàn)

來，中國一次能源總需求增長了近三倍，而GDP

有庫存，同時實施和執(zhí)行更嚴格的新建筑施工標

增長了五倍以上。這使得過去20年，其GDP能

準，大幅提升能源效率。

源強度下降了45%以上。

然而，中國仍有很大的改善空間，尤其是與歐洲

經濟體相比。2018年，德國單位GDP能源強度

隨著低碳技術、燃料及產

品進入市場，消費者和企

業(yè)作出的選擇將有助于加

強和推動更多的變革。?

18

圖5:中國能源需求持續(xù)與經濟增長脫鉤

350

300

250

國民生產總值

（GDP）

200

一次能源總量

（TPE）

150

一次能源總量

/國民生產總值

100?

50

0

20202030204020502060

來源：殼牌分析.基于IEA歷史數(shù)據(jù)

在城市環(huán)境中，經濟活動相對集中，因此，利用■碳價格在這十年的逐步上漲，將促使運輸業(yè)、

數(shù)字技術輔助運輸、住房、辦公、能源、垃圾、水建筑業(yè)和工業(yè)等部門做出更多努力來提升能

及其他城市服務的集成式智能基礎設施，可大源效率和排放效率。而且，碳價格的上漲已開

幅提升能源效率。始推動資源（尤其是資本）在整個經濟體中面

向低碳技術和基礎設施的重新配置。歐洲的

逐步提高碳價格事實證明，碳定價尤其對于推動煤的退出是

有效的。

為確保中國于2060年前實現(xiàn)凈零排放，提高

，6

碳價格（無論通過市場還是監(jiān)管手段）是至關在初始階段，在全面的清潔能源政策框架下實

重要的。施碳定價將發(fā)揮最有效的作用。該框架鼓勵創(chuàng)

新，并包括一系列幫助企業(yè)將清潔技術、燃料

根據(jù)本報告的分析在2030年之前的十年內

和產品推向市場的政策，與此同時，該框架通

,碳價格（包括顯性碳稅/價格和隱性監(jiān)

過基礎設施規(guī)劃，支持這些清潔技術、燃料和

管成本）將緩慢上漲至300元人民幣/噸

產品的部署和大規(guī)模使用。

CO2。在隨后的幾十年，其將加速上漲，最終于

2060年達至I」碳價格于2030年之后才加速上漲這將為創(chuàng)

1300元人民幣/噸CO2（圖6）。新的蓬勃發(fā)展和新型低碳解決方案的開發(fā)留

出時間。

碳價格上漲是為低碳能源領創(chuàng)造公平競爭環(huán)境

的關鍵杠桿。預計在這場能源轉型進程中，其作

用將發(fā)Th變化：

19

基于此，消費者和企業(yè)將有更廣泛的低碳解決放交易系統(tǒng)它覆蓋了中國碳排放總量的40%

方案可選擇。左右。

■一旦這些低碳解決方案接近商業(yè)可行，并且支預計在下一個發(fā)展階段，這套全國排放交易系

持大規(guī)模采用這些解決方案的基礎設施已建統(tǒng)的范圍將擴大，以包括其他行業(yè)，例如，鋼鐵

立，碳價格將發(fā)揮重要作用：促使企業(yè)和消費和化工等排放密集型行業(yè)。此外，該系統(tǒng)還可能

者從化石燃料轉向低碳能源，并促使其更多地包括更多的金融實體，以便提供市場流動性等

選擇低碳產品和服務。效益。

■從長遠來看在某些行業(yè)，如電力行業(yè)和公路客預計這套全國排放交易系統(tǒng)的功能也將不斷

運行業(yè)清潔能源的成本有可能達到與化石燃演變。例如從目前基于排放強度的排放上限轉

料相競爭的水平。然而，航空等其他行業(yè)則可變?yōu)榻^對排放上限，以及從目前的免費配額分

能需要持續(xù)保持較高的碳價格以彌補傳統(tǒng)能配轉變?yōu)楦嗷谂馁u的分配。

源與清潔技術及燃料之間的差距。

系統(tǒng)性地開發(fā)和實施這套全國排放交易系統(tǒng)，

中國通過八個區(qū)域性排放交易系統(tǒng)（ETS）來實將是推動中國沿著一條具有成本效益的碳中和

施碳定價試點。在這些經驗的基礎上中國建立路徑前進的關鍵，因為它將提供所需的明確且

了一套全國排放交易系統(tǒng)。經過區(qū)域試點之后，一致的價格信號幫助能源體系于2060年前實

這套全國排放交易系統(tǒng)于2021年7月投入運現(xiàn)凈零排放。在這十年確定一個有意義的碳價

作。目前，其中的交易實體主要來自電力行業(yè)，格來推動減煤等舉措，對該系統(tǒng)長期保持穩(wěn)健

涵蓋40億噸碳排放。作為全球規(guī)模最大的排性和可信度至關重要。

圖6:中國碳價格從現(xiàn)在到2060將持續(xù)增長

元人民幣/噸CO2

1,400

1,200

1,000

800

600

400

200

0

20202030204020502060

來源：殼牌分析，基于IEA歷史數(shù)據(jù)

20

利用CCUS技術來改造這些

現(xiàn)有的燃煤電廠以及化工廠、

水泥廠和鋼鐵廠等工業(yè)設施，

可提供一種減排方式，而不必

提前棄用這些資產。加

第3部分：實施碳移除在向凈零排放的轉型進程中，利用所捕集的二氧

化碳來提高石油采收率或Th產合成燃料和化學

品可發(fā)揮重要作用。這樣做可能有助于在短期內

擴大CCUS規(guī)模

取代化石燃料，并提供額外的收入來源，以支持

在全球氣候變化亟待媛解的壓力下，中國必須碳捕集的商業(yè)化。然而，捕獲的二氧化碳最終需

在四十年這段相對較短期限內實現(xiàn)凈零排放。要限制在永久或接近永久地質封存的用途上。

轉向清潔能源和節(jié)能技術是不夠的，中國還需

要積極實施碳移除。在碳封存方面，中國擁有顯著的地質潛力:估計地

下封存量為2.4萬億噸僅次于美國"。中國目前

這使得碳捕集、利用與封存（）成為中國解

CCUS有40多個CCUS試點項目，總封存量達300萬

決方案的重要組成部分。中國不得不面對過去十噸，其中許多項目是與提高石油采收率相關的

年建成的大量尚有多年經濟壽命的煤電設施和小型開發(fā)項目。在未來四十年這些項目的規(guī)模需

重工業(yè)設施。要大幅擴展。

利用技術來改造這些現(xiàn)有的燃煤電廠以

CCUS2060年，在凈零排放能源體系中，每年將需要捕

及化工廠水泥廠和鋼鐵廠等工業(yè)設施，可提供一

集并永久封存13萬億噸二氧化碳（圖7）。這意味

種減排方式，而不必提前棄用這些資產。

著未來四十年CCUS的封存量需要提高400倍

以上。盡管這在技術上具有可行性——因為中國

有多種方法可應用CCUS。其中包括：正在開發(fā)

的許多技術即將或者已經實現(xiàn)商業(yè)化，但

的直接從空氣中捕集二氧化碳的新技術;捕集工CCUS

其主要挑戰(zhàn)在于，如何創(chuàng)造條件來支持利益相關

業(yè)過程中產Th的排放捕集工業(yè)和電力行業(yè)使用

方投資建設大規(guī)模CCUS設施（尤其是作為工業(yè)

能源的過程中產Th的排放以及捕集使用煤炭和

脫碳解決方案的CCUS設施）。

天然氣制氫的過程中產Th的相關排放。

21

產業(yè)集群和港口在擴大CCUS規(guī)模方面的作用

在中國加快發(fā)展CCUS的進程中產業(yè)工業(yè)高度集中的省份可能是合適的

集群和港口將發(fā)揮重要作用。規(guī)模擴展試點地區(qū)。

將是未來的大型項目與以前的試點項

港口也可為CCUS的早期開發(fā)提供

目及小型獨立項目之間的一項關鍵區(qū)

機會，因為：它們靠近潛在的海上封

別。在此背景下，通過排放源集群和基