摘要
中國實現“雙碳”目標面臨著巨大的挑戰(zhàn)，必須探索適用于中國特色的實現路徑。通過調查研究國內外在行政、立法、能源結構調整、綠色經濟轉型、清潔能源開發(fā)利用以及低碳技術創(chuàng)新等方面采取的措施和行動，為中國應對氣候變化、提高適應氣候變化能力建設，服務“雙碳”目標實現提供借鑒。
為了應對全球氣候變化，2015年12月《聯合國氣候變化框架公約》締約方在巴黎氣候變化大會上達成《巴黎協定》?！栋屠鑵f定》旨在約束全球氣溫升高，盡快達到溫室氣體排放的全球峰值，其長期目標是將全球平均氣溫較前工業(yè)化時期上升幅度控制在2°C以內，并努力將溫度上升幅度限制在1.5°C以內。最新的IPCC第六次評估報告顯示，未來幾十年內如果不在全球范圍內進行CO2和其他溫室氣體的大幅減排，全球升溫將在本世紀內超過1.5°C和2°C。其中，人類活動造成的氣候變化已經影響到全球每個區(qū)域的很多天氣和氣候極端事件。自IPCC第五次評估報告（AR5）以來，觀測到的熱浪、強降水、干旱和熱帶氣旋等極端事件，特別是將其歸因于人類影響的證據，均已增強。
2020年9月，中國在第75屆聯合國大會一般性辯論上提出中國CO2排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和，這是中國向世界做出的莊嚴承諾。然而，距離2030年實現碳達峰，僅剩不到10年的時間，而且中國承諾實現從碳達峰到碳中和僅有大約30年時間，遠遠短于發(fā)達國家這一進程所用時間，中國實現“雙碳”目標面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，選擇何種路徑實現碳達峰、力爭碳中和顯得尤為重要。中國不僅需要付出艱苦努力，而且因為時間緊迫、任務艱巨，一定要把準時間表和路線圖，找準主攻方向，避免走彎路、入誤區(qū)。
目前，已有54個國家實現碳達峰。德國、俄羅斯、法國等碳達峰峰值出現在《聯合國氣候變化框架公約》實施之前，屬于自然碳達峰類型；另外一部分碳達峰國家如日本、美國、韓國等，在經濟危機造成了不同程度的經濟增長速度減緩或經濟衰退之后出現碳達峰，屬于外力下的波動性碳達峰類型。因此，中國想要實現碳達峰、力爭碳中和必須走自己的路徑。碳達峰、碳中和作為一個比較宏觀的概念，只是為中國未來的經濟與環(huán)境發(fā)展提供了籠統的理論框架與基本理念，具體如何實施還需要進一步探索。
本文著眼于國內外典型國家和地區(qū)碳達峰碳中和目標的設立和實現路徑，調查研究國內外在行政、立法、能源結構調整、綠色經濟轉型、清潔能源開發(fā)利用以及低碳技術創(chuàng)新等方面采取的措施和行動，為應對氣候變化、提高適應氣候變化能力建設，服務“雙碳”目標實現提供借鑒。
1碳達峰碳中和目標的提出
1.1世界碳達峰碳中和目標的設立
隨著全球氣候變化，科學家對于氣候變化問題的認識不斷深化。1990年聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布了第一份評估報告，對政策制定者和廣大公眾都產生了深遠的影響。隨后，國際社會在聯合國框架下開始關于應對氣候變化國際制度安排的談判，1992年達成《聯合國氣候變化框架公約》，1997年達成《京都議定書》，2015年達成《巴黎協定》，成為各國攜手應對氣候變化的政治和法律基礎。
根據全球各國和地區(qū)CO2排放數據①，全球已經有54個國家的碳排放實現達峰，占全球碳排放總量的40%。2020年，排名前15位的碳排放國家中，美國、加拿大、俄羅斯、日本、韓國、德國、英國和法國已經實現碳排放達峰。新加坡等國家承諾在2030年以前實現達峰。屆時全球將有58個國家實現碳排放達峰，占全球碳排放量的60%。
目前國際上已有126個國家和歐盟以立法、法律提案或政策宣示等方式提出或承諾碳中和目標，其中蘇里南和不丹由于低碳排放和高森林覆蓋度，已率先實現碳中和目標，其余國家大部分計劃在2050年實現碳中和，如法國、英國、歐盟、加拿大、韓國、日本、美國等（表1）。
1.2中國碳達峰碳中目標的提出
早在2005年，在我國“十一五”規(guī)劃綱要中就提出了要節(jié)能減排③。2015年，習近平總書記在聯合國氣候變化巴黎大會演說④中指出中國將把生態(tài)文明建設作為“十三五”規(guī)劃重要內容，落實創(chuàng)新、協調、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，通過科技創(chuàng)新和體制機制創(chuàng)新，實施優(yōu)化產業(yè)結構、構建低碳能源體系、發(fā)展綠色建筑和低碳交通、建立全國碳排放交易市場等一系列政策措施，形成人和自然和諧發(fā)展現代化建設新格局。
2020年9月22日，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上向世界宣布了中國的碳達峰目標與碳中和愿景⑤（表2）：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，CO2排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和?！?/span>
2國際碳達峰碳中和路徑
目前，世界各發(fā)達國家均從自身實際國情出發(fā)，制定了針對性的碳達峰碳中和路徑?？偟膩碚f，各個國家的碳達峰碳中和路徑均表現為綜合性方案，包括政策/法律法規(guī)的制定、節(jié)能減排、清潔能源的開發(fā)和利用等，涵蓋了社會和經濟發(fā)展的各個方面。從橫向上看，各個國家的碳達峰碳中和路徑具有各自的特點，如：以綜合性路徑為主要特征的美國“清潔能源革命和環(huán)境正義”、以節(jié)能減排為亮點的歐盟《歐洲綠色協議》和英國“綠色工業(yè)革命10項計劃”、以清潔能源開發(fā)利用為特點的日本《2050碳中和綠色增長戰(zhàn)略》。
2.1綜合性路徑——美國“清潔能源革命和環(huán)境正義”
2019年，美國現任總統拜登在競選時提出一項1.7萬億美元的能源和環(huán)境的綜合性政策計劃“清潔能源革命和環(huán)境正義”，確保美國實現100%的清潔能源經濟，并在2050年之前達到凈零碳排放⑥。美國的“清潔能源革命和環(huán)境正義”主要包括四個方面，即行政命令/立法、減少排放、加強清潔能源的利用以及低碳技術研發(fā)（表3），并針對短期和長期提供不同的解決方案。
短期解決方案：1）使用聯邦政府的采購系統（每年花費5000億美元）來實現100%的清潔能源和零排放車輛；2）制定嚴格的新燃油經濟性標準，確保100%新銷售的輕型/中型車輛實現電動化。
中長期解決方案：1）未來十年內對能源、氣候的研究與創(chuàng)新，以及清潔能源的基礎設施建設進行4000億美元的投資，并專門設立專注于氣候的跨機構高級研究機構ARPA-C；2）加快電動車的推廣，在2030年底之前部署超過50萬個新的公共充電網點，同時恢復全額電動汽車稅收抵免；3）制定有針對性的計劃，目標到2030年將海上風能增加一倍。
2.2節(jié)能減排——歐盟《歐洲綠色協議》和英國“綠色工業(yè)革命10項計劃”
節(jié)能減排是實現碳達峰碳中和最直接、最經濟的手段之一。2019年歐盟委員會公布的《歐洲綠色協議》（表4）①在八大領域提出了一系列轉型政策與措施，旨在將歐盟轉變?yōu)橐粋€公平、繁榮的社會，以及富有競爭力的資源節(jié)約型現代化經濟體，到2050年歐盟溫室氣體達到凈零排放并且實現經濟增長與資源消耗脫鉤。其中，在節(jié)能減排方面采取了主要的措施以期實現碳達峰和碳中和，涵蓋產業(yè)清潔循環(huán)經濟模式發(fā)展、高能效建筑、可持續(xù)智慧交通。
在產業(yè)“可循環(huán)”發(fā)展方面，提出《循環(huán)經濟行動計劃》著重關注紡織、建筑、電子和塑料等資源密集型行業(yè)；積極擁抱數字技術，最大程度地發(fā)揮應對氣候變化和保護環(huán)境的積極影響。在建筑節(jié)能方面提出一項新的裝修倡議，確保翻新和新建建筑的能效達標，積極推進公共和私人建筑的翻新工作，并對成員國的建筑長期翻新政策進行評估。在可持續(xù)智慧交通方面，通過一項《可持續(xù)智能交通戰(zhàn)略》，推動交通部門的脫碳進程；發(fā)展新型多式聯運，發(fā)揮交通運輸效能，降低能耗、減少排放；建議為內燃機車制定更嚴格的空氣污染物排放標準。
英國的綠色工業(yè)革命10項計劃②，在節(jié)能減排方面也采取了重要的措施，在其十項計劃中，節(jié)能減排占據了四項，包括電動汽車，公共交通、騎行和步行，Jet Zero（噴氣飛機零排放）理事會和綠色航運，住宅和公共建筑，旨在推動英國在2050年之前消除其導致氣候變化的因素（圖1）。其中，在電動汽車領域，將投資逾28億英鎊（約合37億美元）。根據嚴格的零排放標準，英國將從2030年開始停止售賣新的汽油和柴油汽車及貨車，比早期的計劃提前了10年，并于2035年開始停止售賣混合動力汽車，這一舉措將有助于英國工業(yè)向可持續(xù)、綠色的未來轉變。
2.3清潔能源革命——日本《2050碳中和綠色增長戰(zhàn)略》
世界能源格局正呈清潔化、低碳化，綠色低碳是未來發(fā)展方向，能源電力碳中和也是開展碳中和工作、實現碳中和目標的必由之路。清潔能源的開發(fā)利用在各個國家實現碳達峰碳中和的技術層面上的主要方向之一。美國將加強環(huán)保建設和可再生能源（風電、光伏、水電等）的開發(fā)，目標是到2030年將海上風能增加一倍；英國政府承諾到2030年將海上風電裝機容量提高4倍至40GW，在風力最強的海域生產1GW的創(chuàng)新浮式海上風電。
2020年日本經濟產業(yè)省發(fā)布了《綠色增長戰(zhàn)略》（表5），確定了日本到2050年實現碳中和目標。2021年更新了《2050碳中和綠色增長戰(zhàn)略》①。戰(zhàn)略指出，需大力加快能源和工業(yè)部門的結構轉型，通過調整預算、稅收優(yōu)惠、建立金融體系、進行監(jiān)管改革、制定標準以及參與國際合作等措施，推動企業(yè)進行大膽投資和創(chuàng)新研發(fā)，實現產業(yè)結構和經濟社會轉型。
新版戰(zhàn)略主要將舊版中的海上風電產業(yè)擴展為海上風電、太陽能、地熱產業(yè)；將氨燃料產業(yè)和氫能產業(yè)合并；并新增了新一代熱能產業(yè)。其中，在海上風電方面，一方面擴大容量，2030年安裝10GW海上風電機組，到2040年達到30～45GW；另一方面消減成本，將海上風電成本削減至8～9日元/（kW·h）；此外，提升風電設備零部件國產化率至60%，打造完善的具備全球競爭力的本土產業(yè)鏈。
地熱和新一代熱能產業(yè)是日本清潔能源開發(fā)利用中的亮點。地熱方面，2030年實施調查井的鉆井試驗，在世界上率先開展下一代地熱發(fā)電技術示范。新一代熱能產業(yè)，至2050年將摻混90%合成甲烷的氣體燃料通入供熱設施，實現供熱氣體燃料的完全脫碳。
3中國碳達峰碳中和路徑
3.1中國碳達峰碳中和路徑選擇
2020年9月，中國在第75屆聯合國大會一般性辯論上提出CO2排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和，并于2020年氣候雄心峰會上宣布：2030年單位GDP碳排放強度比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重達到25%，森林蓄積量比2005年增加60×108m3，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12×108kW以上。但是目前中國能源強度依然是世界平均水平的1.3倍，距離2030年實現碳達峰僅剩不到10年的時間。因此，選擇何種路徑實現碳達峰、力爭碳中和顯得尤為重要。
首先，減少化石能源占比、提高能源使用率能夠最小化碳減排造成的環(huán)境損失，從而擺脫“碳鎖定”，這是盡早實現碳中和的關鍵。在經濟高速增長轉向高質量發(fā)展的新時代，中國已經走上了“碳鎖定—碳脫鉤—碳達峰—碳中和”的低碳發(fā)展快車道；作為碳排放的核心源頭，能源結構優(yōu)化、能源轉型與能源價格改革位居實現“雙碳”目標的關鍵地位。碳達峰、碳中和的實現可以從提高CO2所引起的產出效率來相對降低CO2的排放量。全球碳生產率的提升主要來源于技術進步，按照國家碳生產率的增長情況進一步分類發(fā)現，經濟發(fā)展水平與研發(fā)效率越高的國家能夠表現出更強的碳生產率，能源強度與外貿依賴度越高則碳生產率增長效應越弱。
其次，實現“雙碳”目標，必須優(yōu)化能源結構?！笆奈濉逼陂g，能源行業(yè)要走高質量發(fā)展的方向，要以較低的能源彈性系數（小于0.4%）滿足能源消費2%的增速，需主要依靠“非化石能源＋天然氣”。另一方面，風能、太陽能等可再生能源將成為“十四五”期間能源增量主體，煤炭消耗不再增長，率先實現“煤達峰”，甚至“煤過峰”?？稍偕茉磳⒆兊门e足輕重，從“補充能源”逐步發(fā)展為“主流能源”。
最后，碳中和目標倒逼碳達峰水平和排放路徑，對我國低碳/脫碳科技創(chuàng)新提出了新要求。碳中和目標的實現要求2030年前達峰的峰值不超130億t，電力和工業(yè)部門必須率先達峰。要確保2060年前碳中和目標的實現，應在2030年前實現能源活動CO2達峰且峰值水平控制在105億t以內。根據已有研究測算，2035年能源活動碳排放需要控制在70億～90億t。若“十四五”碳強度下降18%，則“十五五”和“十六五”期間的碳強度下降幅度需高達25%～35%。碳中和目標要求中國在2035年后實現深度減排，需要提前做好低碳/脫碳新技術儲備。
柴麒敏等基于國家自主貢獻評估模型，對既有政策、國家適當減緩行動和國家自主貢獻三類情景下十五類政策和行動進行了分類研究，發(fā)現中國在“十三五”時期所采取的政策措施力度，僅能保障實現到2030年單位GDP碳排放相比于2005年下降60%～65%的目標，但CO2排放總量仍將保持緩速上升，能否實現峰值目標仍存在不確定性，且非化石能源占一次能源消費的比重也僅能達到18%左右，并不足以完全支撐自主貢獻目標的實現，實現的路徑應從當前“強度主導型”的政策體系過渡到“峰值引領型”的碳排放總量管理制度體系。實現國家自主貢獻目標的主要領域有：1）轉變經濟增長模式和經濟結構調整；2）工業(yè)技術升級和能效提高；3）低碳建筑；4）低碳交通；5）優(yōu)化能源結構（圖2）。
3.2中國碳達峰碳中和方案與啟示
2020年12月16—18日，習總書記在中央經濟工作會議上發(fā)表重要講話，首次將“碳達峰、碳中和”列入重點任務。會議要求做好碳達峰、碳中和工作。我國CO2排放力爭2030年前達到峰值，力爭2060年前實現碳中和。要抓緊制定2030年前碳排放達峰行動方案，支持有條件的地方率先達峰。要加快調整優(yōu)化產業(yè)結構、能源結構，推動煤炭消費盡早達峰，大力發(fā)展新能源，加快建設全國用能權、碳排放權交易市場，完善能源消費雙控制度。要繼續(xù)打好污染防治攻堅戰(zhàn)，實現減污降碳協同效應。要開展大規(guī)模國土綠化行動，提升生態(tài)系統碳匯能力。
“十四五”是碳達峰的關鍵期、窗口期。2021年3月11日十三屆全國人大四次會議表決通過了關于《國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》①的決議，為中國碳達峰的實現指明了方向?！笆奈濉逼陂g，國土空間開發(fā)保護格局得到優(yōu)化，生產生活方式綠色轉型成效顯著，能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高，單位國內生產總值能源消耗和CO2排放分別降低13.5%、18%，主要污染物排放總量持續(xù)減少，森林覆蓋率提高到24.1%，生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善，生態(tài)安全屏障更加牢固，城鄉(xiāng)人居環(huán)境明顯改善。
在“雙碳”目標指引下，中國各?。▍^(qū)、市）根據實際情況，研究確定各自達峰方案、達峰重點和實施路徑，實現差別化和包容式低碳轉型（表6）。以舉辦2008年奧運會為契機，北京形成了“人文北京、科技北京、綠色北京”的發(fā)展戰(zhàn)略，并于2012年達到了碳排放峰值年②；上海市發(fā)布了《上海市國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標綱要》③④，制定全市碳排放達峰行動方案，確保在2025年前實現碳排放達峰，相比于全國提前5年；江蘇省印發(fā)的《江蘇省生態(tài)環(huán)境廳2021年推動碳達峰碳中和工作計劃》⑤提出，構建“1＋1＋6＋9＋13＋3”碳達峰行動體系，力爭提前達峰；浙江省發(fā)布了國內首個省級碳達峰碳中和行動方案《浙江省碳達峰碳中和科技創(chuàng)新行動方案》⑥，依據“4＋6＋1”總體思路，提出了具體的技術路線圖和行動計劃。
與國際上各發(fā)達國家類似，節(jié)能提效減排和清潔能源的開發(fā)利用是各?。▍^(qū)、市）碳達峰方案的重中之重。節(jié)能提效減排方面，北京將在未來逐步實現終端能源“電氣化”和電力供應“脫碳化”，持續(xù)推進機動車“油換電”，到2050年，城市交通實現近零排放，建筑領域基本實現近零排放。上海實施能源消費總量和強度雙控，著力推動電力、鋼鐵、化工等重點領域和重點用能單位節(jié)能降碳，推行能效對標達標行動，推動主要耗能產品和主要行業(yè)能效水平達到國際和國內先進水平；同時不斷提升建筑能效等級，推廣綠色建筑設計標準。江蘇開展碳排放與環(huán)評管理的統籌融合試點，將碳評納入環(huán)評，嚴控新上高能耗、高污染項目，協同推進減碳與大氣污染防治；推進13個設區(qū)市城區(qū)基本建成“無散煤區(qū)”。浙江致力于低碳技術創(chuàng)新與研究，推進零碳電力技術創(chuàng)新、零碳非電能源技術發(fā)展、零碳流程重塑等。在清潔能源的開發(fā)利用方面，上海將優(yōu)化調整能源消費結構，煤炭消費總量占一次能源消費比重下降到30%左右，天然氣占一次能源消費比重提高到17%左右；分行業(yè)、分領域實施光伏專項工程，穩(wěn)步推進海上風電開發(fā)，到2025年本地可再生能源占全社會用電量比重提高到8%左右。江蘇和浙江也將大力發(fā)展非化石能源，積極開發(fā)分布式太陽能發(fā)電和分散式風電。
結合上述國內外碳達峰、碳中和路徑和方案，氣象行業(yè)在服務國家、地方“雙碳”目標的實現，發(fā)揮防災減災第一道防線方面能夠發(fā)揮重要的作用。1）構建精細化的“碳”監(jiān)測網絡，開展溯源研究。通過觀測站點、碳衛(wèi)星、氣球、飛機以及地面機動車等多種監(jiān)測手段，編織“天—地—空”多維度高密度觀測網絡，開展CO2精細化監(jiān)測，并開展溯源研究；2）強化大氣環(huán)境監(jiān)測與研究，推動減污降碳協同增效。溫室氣體與大氣污染物具有同根同源、同時排放的特點，強化大氣環(huán)境監(jiān)測與研究，能夠有效助力能源清潔低碳轉型、推進清潔生產和能源資源節(jié)約高效利用，實現減污降碳協同增效；3）開展科技創(chuàng)新，提供清潔能源開發(fā)利用的一體化解決方案。創(chuàng)新區(qū)域氣候模式乃至城市尺度模式，實現氣候尺度的網格化監(jiān)測，提高天氣—延伸期—氣候尺度精準預測水平，為風能、太陽能、天然氣等清潔能源的資源評估、選址、建設、調度等全環(huán)節(jié)提供一體化解決方案；4）加強氣候災害風險管理。即使人類在控制溫升方面不斷做出努力，但未來氣候系統變化造成的影響和風險仍將進一步加劇。隨著各類提效減排措施采取和重大工程的建設，高溫、干旱、內澇、海平面上升、臺風等極端天氣氣候事件造成的影響也隨之增大。因而，盡管長期地、根本地解決應對氣候變化的問題要靠減緩，但加強氣候變化災害風險管理，提升適應氣候變化能力仍然是必不可少的并且是解決眼前問題的措施。
4結語
2030碳達峰目標和2060碳中和愿景是中國向世界做出的莊嚴承諾。中國實現“雙碳”目標面臨著巨大的挑戰(zhàn)，必須探索適用于中國特色的實現路徑。其中，轉變經濟增長模式和經濟結構調整、工業(yè)技術升級和能效提高、低碳建筑、低碳交通等實現節(jié)能提效減排，以及加強清潔能源開發(fā)利用，優(yōu)化能源結構是實現國家自主貢獻目標的主要領域。目前，多個?。▍^(qū)、市）正在加緊編制碳排放達峰行動相關方案和路線圖，各地在經濟模式、碳排放總量、結構、行動進展和趨勢上均存在差異，需要因地制宜，發(fā)揮各自資源環(huán)境優(yōu)勢，研究確定各自達峰方案、達峰重點和實施路徑，實現差別化和包容式低碳轉型。與“雙碳”息息相關的氣象行業(yè)在“碳”監(jiān)測溯源、減污降碳協同增效、清潔能源的開發(fā)利用以及災害風險管理方面能夠發(fā)揮重要的作用，充分發(fā)揮防災減災第一道防線，服務國家、地方“雙碳”目標的實現。
原文信息
題目：碳達峰和碳中和行動方案——國內外“雙碳”實現路徑的典型案例與啟示
作者：楊涵洧 陳奇 孫蘭東 吳蔚 劉蘇瀟
期刊：《氣象科技進展》23年2期
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