以下為演講實(shí)錄：

尊敬的各位來(lái)賓，大家好！

今天我向各位報(bào)告的主題是《碳中和愿景下的能源轉(zhuǎn)型：機(jī)遇與挑戰(zhàn)》。自去年九月份，中國(guó)第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上首次提出“2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和目標(biāo)”以來(lái)，我國(guó)又先后十余次提及這兩個(gè)目標(biāo)，而且一次比一次更有力度。“碳達(dá)峰、碳中和”是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，涉及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各個(gè)層面，但首當(dāng)其沖的應(yīng)該是一場(chǎng)能源的系統(tǒng)性深度變革。

報(bào)告內(nèi)容主要包含以下四個(gè)方面：一是溫室氣體與氣候變化的關(guān)系；二是全球碳排放概況以及主要國(guó)家的氣候政策；三是報(bào)告的主要內(nèi)容：能源轉(zhuǎn)型與深刻變革之路；四是氣候投融資助推能源轉(zhuǎn)型。

1、溫室氣體與氣候變化

地球每時(shí)每刻都在接受來(lái)自太陽(yáng)的輻射，同時(shí)也以紅外輻射的方式把地球上的熱量散發(fā)到外太空中去。通過(guò)這樣的方式，地球的能量收支維持著動(dòng)態(tài)平衡，微小的能量變化會(huì)引起很大的后果和影響。

太陽(yáng)表面溫度高達(dá)5800K，根據(jù)熱輻射的基本定律普朗克定律，太陽(yáng)主要以可見(jiàn)光與近紅外波段向外輻射能量；地球的表面溫度遠(yuǎn)低于太陽(yáng)，因此地球向外太空輻射的能量主要集中在中紅外及波長(zhǎng)比較長(zhǎng)的紅外波段。

由于大氣中的二氧化碳、水蒸氣、甲烷等溫室氣體對(duì)來(lái)自太陽(yáng)的短波長(zhǎng)可見(jiàn)光或者近紅外波段的輻射是透明的，因此太陽(yáng)光可以直接穿透大氣層到達(dá)地球表面。而這些溫室氣體對(duì)于地球發(fā)出的紅外長(zhǎng)波輻射具有非常高的吸收率，因此由地球向外太空輻射的這部分能量會(huì)被大氣中的溫室氣體所吸收，進(jìn)而造成地球表面的溫度上升。這就是為什么二氧化碳等溫室氣體造成地球表面溫度上升的原因所在。

當(dāng)然我們現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)“碳達(dá)峰、碳中和”必須要走出一個(gè)概念上的誤區(qū)：降低二氧化碳排放既不是消除大氣中所有的二氧化碳，更不是清除我們?nèi)粘Ｉ钪幸愿鞣N其他形式存在的碳元素。事實(shí)上，如果大氣中沒(méi)有任何二氧化碳等溫室氣體，地球的表面溫度應(yīng)該是零下十八度。這個(gè)溫度是不適宜人類(lèi)生存的，地球表面將會(huì)覆蓋一層厚厚冰層。大氣中適量的溫室氣體使得目前地球表面溫度維持在15度左右，正好適宜人類(lèi)的生存。但是在工業(yè)革命以來(lái)短短的一百多年中，化石能源的燃燒導(dǎo)致人類(lèi)向大氣中集中過(guò)度地排放大量的二氧化碳。我們主要清除和降低的主要就是這部分排放。大氣中急劇增高的溫室氣體濃度使得我們地球表面的溫度迅速上升，而且上升的速率在逐漸加快。因此這是我們要降低CO2排放的根本原因所在。

研究表明，太陽(yáng)活動(dòng)變化、地球火山噴發(fā)、大氣中氣溶膠濃度等都是導(dǎo)致氣候變暖的可能因素。從下圖可以看到，從1850年到現(xiàn)在太陽(yáng)的活動(dòng)是非常穩(wěn)定的，對(duì)地球表面溫度的影響幾乎可以忽略不計(jì)。另外，火山噴發(fā)也不是氣候變暖的原因：理論上，火山噴發(fā)的火山灰會(huì)對(duì)太陽(yáng)輻射造成遮擋，會(huì)引起地球表面的溫度下降。與火山灰類(lèi)似，氣溶膠也不是造成氣候變暖的原因?？偠灾?，所有的這些非溫室氣體因素都不足以構(gòu)成地球溫度的上升。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的論證，地球表面的溫度上升確實(shí)是由于人類(lèi)燃燒化石能源，排放二氧化碳等溫室氣體造成的。

下面我們介紹一下溫室氣體。除了二氧化碳，溫室氣體還包括京都議定書(shū)中規(guī)定控制的六種氣體。從單位濃度氣體的溫室效應(yīng)來(lái)說(shuō)，二氧化碳不是最強(qiáng)的。下圖里能看到，甲烷等氣體的溫室效應(yīng)是二氧化碳的幾十倍，甚至有些是上萬(wàn)倍。但是，考慮到大氣中的二氧化碳的成分占比，它對(duì)地球溫升的影響是最大的。工業(yè)革命前（也就是1860年前后）二氧化碳的濃度是280 ppm。而到2003~2004年，這個(gè)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)到了380 ppm，今天的數(shù)據(jù)是415 ppm。短短不到20年的時(shí)間，上升了35 ppm，這個(gè)增長(zhǎng)的趨勢(shì)是在加速的，相應(yīng)的，地球溫度的上升也是加速的態(tài)勢(shì)。另外一種主要的溫室氣體，甲烷在大氣中的濃度則增加了170%！

目前全球平均氣溫已經(jīng)上升了1.2 oC，而某些地區(qū)的氣溫變化幅度可能是平均溫升的好幾倍。溫室氣體對(duì)氣候會(huì)造成一些非常惡劣的后果，像海洋升溫/酸化，冰川融化，海平面上升以及一些極端天氣的形成。因此，人類(lèi)必須降低二氧化碳的排放，遏制這種急速溫度上升的趨勢(shì)。

2、全球碳排放概況及氣候政策梳理

在了解了溫室氣體排放與全球升溫的關(guān)系之后，下面介紹一下全球碳排放的概況以及主要國(guó)家的氣候政策。首先看一下全球碳排放的總量。2019年全球排放二氧化碳364億噸，中國(guó)占全球排放量的28%，是全球最大的碳排放國(guó)。美國(guó)占14.5%。歐盟占8%，其次是印度，俄羅斯、日本等國(guó)家。盡管中國(guó)的排放量比美國(guó)、歐盟加上日本之和還要多，但是從人均來(lái)看，中國(guó)的人均碳排放較歐美發(fā)達(dá)國(guó)家低，僅為美國(guó)的三分之一。另外，與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)碳強(qiáng)度（每單位GDP所排放的二氧化碳量）還是比較高的，是發(fā)達(dá)國(guó)家的兩倍，這意味著我們國(guó)家的碳強(qiáng)度還是有比較大的下降空間。

未來(lái)二氧化碳排放具有極高的不確定性，而各種政策路線及措施將對(duì)二氧化碳排放產(chǎn)生決定性影響。

1)    如果不采取任何措施，本世紀(jì)末全球二氧化碳排放量將達(dá)到上千億噸，約為我們目前排放量的三倍。這將會(huì)造成地球平均溫升達(dá)到4.1~4.8 oC。陸地溫升則將會(huì)是這個(gè)數(shù)值的數(shù)倍。這將會(huì)導(dǎo)致像上海、紐約、倫敦、東京等沿海的全球經(jīng)濟(jì)中心城市被淹沒(méi)。

2)    根據(jù)已有的氣候政策框架或者是各國(guó)自行設(shè)定的目標(biāo)，預(yù)測(cè)的溫度上升將會(huì)是2.5到3.2 oC之間。

3)    巴黎協(xié)定規(guī)定：到本世紀(jì)末實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的碳中和，從而使全球溫升不超過(guò)2oC。什么叫碳中和？碳中和就是指的凈零排放，即人為因素排放的二氧化碳等溫室氣體必須與非自然因素，如植樹(shù)造林、CCUS、新能源替代等技術(shù)所消除的二氧化碳量相等。

4)    2018年國(guó)際組織IPCC又進(jìn)一步在本世紀(jì)2oC溫升的基礎(chǔ)上，提出了1.5oC以內(nèi)的目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，全球必須在2050年前實(shí)現(xiàn)碳中和，也就是凈零排放。

當(dāng)我們?nèi)ピu(píng)價(jià)世界各國(guó)二氧化碳排放和相應(yīng)的氣候政策時(shí)，必須要綜合考慮它們的當(dāng)前排放量和歷史累計(jì)排放量，這就涉及碳排放的公平性問(wèn)題。盡管當(dāng)今世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家二氧化碳的排放進(jìn)入了平臺(tái)，甚至下降期，但從歷史累計(jì)排放量來(lái)看，發(fā)達(dá)國(guó)家仍然占主要部分。中國(guó)雖然現(xiàn)在是最大的二氧化碳排放國(guó)，但是從歷史累積量上看，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)。此外，二氧化碳排放在不同收入人群中也存在公平性問(wèn)題。目前全世界收入最高的10%的人群排放了全世界將近一半的二氧化碳，而收入最低的50%的人群僅占總排放的7%。

“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的提出是否會(huì)影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展？由下圖可以看出，世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家大部分實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與二氧化碳排放的負(fù)相關(guān)。以歐盟、美國(guó)為例，它們的經(jīng)濟(jì)/GDP在增長(zhǎng)，但是它們的二氧化碳總排放量已經(jīng)進(jìn)入平臺(tái)期，甚至開(kāi)始下降。因此，他們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展跟二氧化碳總排放基本脫鉤。

中國(guó)也正處于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與二氧化碳排放脫鉤的節(jié)點(diǎn)上，我們提出2030年前碳達(dá)峰的目標(biāo)，根本目的是讓二氧化碳排放盡早低位達(dá)峰，為后續(xù)的碳中和留出時(shí)間和空間來(lái)。

從右下圖能看到：從2000年到2010年十年，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與二氧化碳排放呈現(xiàn)了很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，也就是經(jīng)濟(jì)在發(fā)展的同時(shí)，二氧化碳排放也在迅猛增加。但從2010年之后，人均GDP與人均二氧化碳排放基本處在脫鉤臨界點(diǎn)。在2010年之后，中國(guó)人均GDP發(fā)展速度非常迅猛，但是人均的二氧化碳排放基本在持平。因此能夠預(yù)見(jiàn)，未來(lái)隨著大量低碳技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將與二氧化碳排放在2030年前開(kāi)始呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。更嚴(yán)格地說(shuō)，就是我們的碳強(qiáng)度下降的速率超過(guò)GDP增長(zhǎng)的速率的時(shí)候，總的二氧化碳排放量將達(dá)到峰值并開(kāi)始逐漸下降。

由于氣候變化是全球人類(lèi)面臨的共同問(wèn)題，世界各國(guó)為了應(yīng)對(duì)氣候問(wèn)題，在聯(lián)合國(guó)框架協(xié)議下成立了政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（IPCC：Intergovernmental Panel on Climate Change）。這個(gè)委員會(huì)由上千名的世界頂尖科學(xué)家組成，包括一些諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。IPCC一共有三個(gè)工作小組，每個(gè)工作小組有不同的任務(wù)。IPCC還設(shè)立了國(guó)家溫室氣體清單任務(wù)小組。

迄今為止，IPCC正式發(fā)表了五次報(bào)告，第六次正在起草中。可以看出以IPCC為代表的國(guó)際組織及世界各國(guó)對(duì)于由于人類(lèi)排放二氧化碳等溫室氣體造成的氣候變暖這一問(wèn)題的認(rèn)識(shí)也在逐步加深。1990年的第一次報(bào)告結(jié)論是，人類(lèi)排放二氧化碳等溫室氣體可能引發(fā)地球變暖。到最近2013~2014年第五次報(bào)告的時(shí)候，幾乎可以肯定地球變暖有大于95%的可能性是由于人為排放造成的，而且這種趨勢(shì)還在加速中。

另外，聯(lián)合國(guó)每年的12月份會(huì)召開(kāi)一次氣候大會(huì)。下圖列出了從1995年到2017年的歷次氣候大會(huì)的時(shí)間和地點(diǎn)。這里面有幾點(diǎn)值得一提：

1)    1997年在日本京都召開(kāi)的氣候大會(huì)制定了《京都議定書(shū)》：規(guī)定了主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的溫室氣體排放量要在1990年的基礎(chǔ)上平均減少5.2%，其中歐盟削減8%，美國(guó)削減7%，日本削減6%。對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家做出了硬性的指標(biāo)上的規(guī)定，對(duì)發(fā)展中國(guó)家沒(méi)有硬性規(guī)定。

2)    2007年在印尼的巴厘島，進(jìn)一步提出了按照雙軌制要求，一方面簽署京都議定書(shū)的發(fā)達(dá)國(guó)家要執(zhí)行其規(guī)定，承諾2012年以后的大幅度量化減排指標(biāo)。另一方面，發(fā)展中國(guó)家和未簽署京都議定書(shū)的發(fā)達(dá)國(guó)家，要在聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約下采取進(jìn)一步應(yīng)對(duì)氣候變化的措施，也希望發(fā)展中國(guó)家加入到氣候變化控制溫室氣體排放的行動(dòng)上來(lái)。

3)    另外比較重要的是巴黎協(xié)定，于2015年在法國(guó)巴黎簽訂，這個(gè)協(xié)議同意結(jié)合可持續(xù)發(fā)展要求和消除貧困的努力，加強(qiáng)對(duì)氣候變化的全球應(yīng)對(duì)，提出了到本世紀(jì)末嚴(yán)格控制在2oC溫度以內(nèi)目標(biāo)，并力爭(zhēng)控制在1.5oC以內(nèi)。

通過(guò)這么多年來(lái)的氣候變化大會(huì)以及各個(gè)國(guó)家采取的一些措施，世界對(duì)凈零排放的認(rèn)識(shí)逐漸在加深，對(duì)必須采取行動(dòng)應(yīng)對(duì)全球氣候變化也逐漸達(dá)成共識(shí)。比如2015年巴黎協(xié)定規(guī)定了人為造成的溫室氣體排放與碳匯之間必須要形成平衡。2017年，瑞典成為世界首個(gè)將凈零排放目標(biāo)寫(xiě)進(jìn)法律的國(guó)家，規(guī)定到2045年實(shí)現(xiàn)碳中和。2018年，IPCC特別報(bào)告指出了必須在本世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)凈零排放，以確保全球升溫低于1.5oC?，F(xiàn)在很多國(guó)家都是以2018年IPCC特別報(bào)告為依據(jù)要求溫升控制在1.5oC以內(nèi)，這就要求本世紀(jì)中葉盡可能達(dá)到凈零排放。2019年，英國(guó)立法確定了2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放。去年，中國(guó)在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上鄭重宣布，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和也就是凈零排放。到目前為止，全球超過(guò)三分之二的經(jīng)濟(jì)體都給出了凈零排放的承諾。

近些年來(lái)中國(guó)對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化這一問(wèn)題日益重視，在碳排放規(guī)模、碳排放強(qiáng)度、非化石能源占比、森林碳匯四個(gè)方面的定量指標(biāo)上，中國(guó)每次承諾都比前一次指標(biāo)更高，體現(xiàn)了中國(guó)的負(fù)責(zé)任大國(guó)的擔(dān)當(dāng)和對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化問(wèn)題的重視。

1)    在2015年巴黎協(xié)定上，中國(guó)提出了2030年前后二氧化碳排放量達(dá)峰并盡早達(dá)峰；去年，我國(guó)進(jìn)一步承諾了在2030年前要達(dá)峰，而不是前后，又進(jìn)一步增加了承諾的力度。

2)    另外，在2015年，我們承諾2030年單位GDP二氧化碳排放量也就是碳強(qiáng)度，較2005年下降60%~65%；最近一兩年，我們承諾單位GDP二氧化碳排放量要較2005年下降65%以上。

3)    根據(jù)2015年的承諾，非化石能源占比到2030年要達(dá)到20%，我們現(xiàn)在（2021年）承諾2030年非化石能源占比要達(dá)到25%以上。

4)    2015年承諾，2030年森林積蓄量達(dá)到45億立方米，現(xiàn)在承諾要達(dá)到60億立方米。

5)    在以上四個(gè)指標(biāo)基礎(chǔ)上，我們又新增了2030年風(fēng)電、太陽(yáng)能新能源發(fā)電總裝機(jī)容量要達(dá)到12億千瓦以上，相較以前有大幅度的提升。

下面看一下美國(guó)、歐盟等主要發(fā)達(dá)國(guó)家的一些氣候政策的情況。近幾十年來(lái)，美國(guó)在應(yīng)對(duì)氣候變化方面陸續(xù)推出了包括低碳技術(shù)的研發(fā)等一系列的政策和法規(guī)。但是他們的政策有一定的不連續(xù)性、搖擺性，主要原因是兩黨關(guān)于氣候變化認(rèn)識(shí)和政策制定有很大的差異。

相比美國(guó)的政策，歐盟在應(yīng)對(duì)氣候變化方面是非常積極的，是積極的推動(dòng)者和倡導(dǎo)者。他們陸續(xù)推出了2020、2030、2050年的一些長(zhǎng)期的氣候政策規(guī)劃。歐盟大多數(shù)國(guó)家基本上都實(shí)現(xiàn)了碳達(dá)峰，并且是與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤的自然達(dá)峰。因此，歐盟的氣候政策有其扎實(shí)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)基礎(chǔ)。另外它們也建立了相對(duì)比較成熟的歐盟碳市場(chǎng), 2005年左右在倫敦開(kāi)始交易。

與美國(guó)和歐盟相比，中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化政策具有長(zhǎng)時(shí)間的一致性且逐漸形成了各類(lèi)系統(tǒng)性的政策工具，尤其是在十二五以來(lái)，陸續(xù)推出了一系列的減緩政策、適應(yīng)政策以及其他的一些政策來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化，具體如下表所示。

3、能源轉(zhuǎn)型與深刻變革之路

下面本次報(bào)告的主要內(nèi)容：能源轉(zhuǎn)型的深刻變革。為了實(shí)現(xiàn)盡早低位碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)，我國(guó)主要面臨以下三個(gè)挑戰(zhàn)：

第一，我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)是高碳的體系。我國(guó)能源供給以化石能源為主，占比高達(dá)85%左右。其中，煤炭占總化石能源的58%，燃煤發(fā)電占總發(fā)電量的60%。我國(guó)煤電裝機(jī)高達(dá)10.4億千瓦，占全球煤電總裝機(jī)的50%。這個(gè)比例這兩年又高了一點(diǎn)，大概51%~52%左右。因此，必須通過(guò)新能源替代實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，這將是艱巨的挑戰(zhàn)。

第二，我國(guó)的碳排放總量大且仍在增長(zhǎng)中。目前我國(guó)的碳排放總量大概是每年102億噸，是美國(guó)的兩倍，歐盟的三倍。為了實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，我國(guó)需要對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展做出調(diào)整并付出巨大代價(jià)。

第三，我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的時(shí)間緊。以英國(guó)、歐盟、美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家早在1971年，上世紀(jì)八九十年代和2003年前后分別達(dá)峰。它們從碳達(dá)峰到碳中和有50-80年的過(guò)渡期。與之相比，中國(guó)從30年碳達(dá)峰到60年碳中和僅有30年時(shí)間。中國(guó)尚處在工業(yè)化階段，能源電力需求在今后較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)繼續(xù)攀升，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放之間仍存在較強(qiáng)的耦合關(guān)系。因此，中國(guó)碳中和愿景的實(shí)現(xiàn)必須在經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)的前提下，探索出一條既保障能源電力安全可靠供應(yīng)，又能實(shí)現(xiàn)碳減排的務(wù)實(shí)路徑。這是我們碳達(dá)峰碳中和面臨的非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

盡管我們的能源現(xiàn)狀對(duì)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”提出了不小的挑戰(zhàn)，但中國(guó)做出2030年前碳達(dá)峰，2060年前碳中和的承諾，是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的科學(xué)論證且具有達(dá)成該目標(biāo)的基礎(chǔ)。以江蘇為例，經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量增長(zhǎng)與能源的消耗逐漸呈現(xiàn)脫鉤態(tài)勢(shì)，基本上具備了碳達(dá)峰的基礎(chǔ)。就此推斷，以長(zhǎng)三角和珠三角為代表的沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，碳達(dá)峰會(huì)在2030年前、甚至2025年前實(shí)現(xiàn)。與沿海東部地區(qū)相比，中西部地區(qū)達(dá)峰時(shí)間相對(duì)會(huì)稍晚一些。只有東部地區(qū)率先達(dá)峰為西部地區(qū)留足裕量，才能保證中國(guó)整體上在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。

在碳中和目標(biāo)下，我國(guó)未來(lái)非化石能源占比將從目前的15%提高到2060年的85%以上?；茉磳⒅鸩奖环腔茉慈〈?，最終在能源供給中起到補(bǔ)充作用我國(guó)主要發(fā)展的非化能源包含：風(fēng)能、太陽(yáng)能、核電（5%）、水電、生物質(zhì)等（以上數(shù)據(jù)均指各類(lèi)能源的一次能源消費(fèi)占比）。我國(guó)光伏和風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)?，F(xiàn)居世界第一，且形成了具備巨大優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)鏈，這也為我國(guó)新能源裝備出口奠定了基礎(chǔ)。能源結(jié)構(gòu)的升級(jí)轉(zhuǎn)型必將帶來(lái)大量科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機(jī)。因此在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革。

從碳排放的行業(yè)分布來(lái)看，美國(guó)、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家的二氧化碳排放主要集中在電力生產(chǎn)及交通領(lǐng)域，而中國(guó)60%的碳排放來(lái)自發(fā)電和工業(yè)燃燒。其中，電力、鋼鐵、水泥、冶金、石化與化工、煤化工、交通建筑這八大行業(yè)和領(lǐng)域占了全國(guó)碳排放總量的90%以上。因此，在這些重點(diǎn)行業(yè)實(shí)現(xiàn)減排刻不容緩。

1)    鋼鐵行業(yè)是僅次于電力行業(yè)的第二大排放行業(yè)。2020年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量達(dá)到了10.53億噸，占全球總產(chǎn)量的56.5%。鋼鐵行業(yè)排放了18億噸二氧化碳，約占全國(guó)碳排放總量的15%。企業(yè)數(shù)量多、產(chǎn)業(yè)集中度低、技術(shù)水平差異大是造成排放量較大的主要原因。此外，中國(guó)的煉鋼行業(yè)依賴于排放量較大的高爐-轉(zhuǎn)爐技術(shù)，而排放量較小的電爐技術(shù)占比低于20%。，而美國(guó)電爐技術(shù)占比達(dá)到60%以上。為了解決煉鋼煉鐵的高排放問(wèn)題，鋼鐵行業(yè)內(nèi)部提出了2025年前鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰，2030年鋼鐵行業(yè)碳排放量較峰值降低30%以上的降碳目標(biāo)。在產(chǎn)能過(guò)剩的背景下，鋼鐵行業(yè)通過(guò)行業(yè)資源整合、技術(shù)革新、廢鋼回收等數(shù)措并舉，應(yīng)當(dāng)能夠較為順利地完成以上目標(biāo)。

2)    中國(guó)也是全球第一大水泥制造國(guó)。2019年全球水泥產(chǎn)能是37億噸，中國(guó)約占了其中的60%，而水泥行業(yè)碳排放量占全國(guó)碳排放量的9%。在碳中和的目標(biāo)框架下，水泥行業(yè)必須在2050年實(shí)現(xiàn)70%的減排量。水泥主要用于樓房、橋梁、公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)?？紤]到我國(guó)東西部發(fā)展的差異，未來(lái)中西部地區(qū)的建設(shè)仍離不開(kāi)水泥。因此，推進(jìn)水泥行業(yè)的區(qū)域性、階梯式達(dá)峰可以使我國(guó)水泥行業(yè)的碳排放量曲線更加平滑，峰值總量保持在相對(duì)低位。

3)    2019年全球建筑行業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳排放是100億噸，差不多相當(dāng)于中國(guó)一年的總排放量。中國(guó)建筑排放量占全世界建筑排放量的20%。相比于歐盟的近零能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)在建筑節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)的推廣及執(zhí)行上仍存在進(jìn)步空間。中國(guó)近年來(lái)頒布了建筑節(jié)能的一系列措施，其中包括2019年頒布的《近零能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了超低能耗建筑、近零能耗建筑、以及零能耗建筑的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)近零能耗/零能耗建筑的運(yùn)行一方面將依賴于建筑本身的被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)，另一方面則將依托主動(dòng)式高性能能源與可再生能源系統(tǒng)的結(jié)合。

基于對(duì)我國(guó)能源現(xiàn)狀及碳排放行業(yè)分布的分析，可以發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰，碳中和”的核心還是化石能源的替代問(wèn)題，因此必須推進(jìn)能源系統(tǒng)性的變革轉(zhuǎn)型。下圖是清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究所繪制的在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和愿景下，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型路徑?？梢钥吹剑M管2060年能源消耗相較于2020年并不會(huì)有明顯增加，但是能源結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生如前所述的重大轉(zhuǎn)型。能源結(jié)構(gòu)變革將主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，煤炭、石油、天然氣的使用量將在2030年前后陸續(xù)達(dá)峰，之后持續(xù)下降；第二，以太陽(yáng)能、風(fēng)能為主的新能源將逐步壯大，最終占比將超過(guò)85%。

從能源生產(chǎn)側(cè)分析，我國(guó)煤炭、石油、天然氣使用量的達(dá)峰時(shí)間將分別在2025、2030及2035年前后。為了減少后續(xù)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的壓力，我國(guó)將對(duì)各類(lèi)化石能源的達(dá)峰量進(jìn)行控制，并且促進(jìn)盡早盡快達(dá)峰。相應(yīng)的，清潔能源占比將不斷提升：逐步從目前的15.3%，分別在2040和2060年達(dá)到50%和85%以上。能源結(jié)構(gòu)改革不僅能夠促進(jìn)我國(guó)高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)“碳中和、碳達(dá)峰”的目標(biāo)，也對(duì)我國(guó)維持整體能源安全戰(zhàn)略具有重大意義。以石油為例，目前我國(guó)石油的供給高度依賴進(jìn)口（>70%），且主要用于交通領(lǐng)域。如果以清潔能源驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē)取代目前的燃油車(chē)，我們將極大降低石油的對(duì)外依存度。

從能源消費(fèi)側(cè)看，電能將成為未來(lái)能源消費(fèi)的主要形式。以風(fēng)能、太陽(yáng)能為代表的新能源最終主要以電能方式進(jìn)行呈現(xiàn)。此外，新能源與信息技術(shù)的結(jié)合將極大促進(jìn)未來(lái)能源生產(chǎn)消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化：從集中生產(chǎn)到分布供給、從統(tǒng)一調(diào)配到就地消納。如前所述，盡管我國(guó)能源的總消耗量并不會(huì)有明顯增加，但電能的消費(fèi)將從目前的30%增長(zhǎng)到2060年的70%，并主要由風(fēng)能、太陽(yáng)能供給?？紤]到風(fēng)能和太陽(yáng)能的間歇性問(wèn)題，核電作為一種穩(wěn)定的非化石電力，其占比將從目前的5%增加到2060年的10~15%左右。綜上所述，未來(lái)能源消費(fèi)端變化的趨勢(shì)就是能源再電氣化的過(guò)程。

我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的變革轉(zhuǎn)型必須依托先進(jìn)的能源技術(shù)。我國(guó)主要發(fā)展的非化能源包括水電、核電、生物質(zhì)能、太陽(yáng)能和風(fēng)能?？紤]我國(guó)水電總裝機(jī)容量的限制及可能引起的生態(tài)問(wèn)題，未來(lái)水電發(fā)展的空間不會(huì)很大；如前所述，核電在能源供給中的占比將翻幾倍；生物質(zhì)能也將在發(fā)電和鄉(xiāng)村供暖等方面占有一席之地；而太陽(yáng)能和風(fēng)電必然成為未來(lái)新能源發(fā)展的主要推手。由于太陽(yáng)能和風(fēng)能均具備間歇性的特征，新能源的迅猛發(fā)展會(huì)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用提出相應(yīng)的要求。此外，未來(lái)能源的消費(fèi)模式轉(zhuǎn)向以電力為中心的多能互補(bǔ)的分布式智慧能源系統(tǒng)，結(jié)合以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的人工智能信息技術(shù)，形成能源互聯(lián)網(wǎng)的模式。綜合考慮以上能源結(jié)構(gòu)的變化特征，我國(guó)已在新能源、儲(chǔ)能和能源互聯(lián)網(wǎng)三大領(lǐng)域進(jìn)行戰(zhàn)略布局和研發(fā)攻關(guān)。

3.1 先進(jìn)能源技術(shù)

【太陽(yáng)能】

太陽(yáng)每天照射到地球的能量相當(dāng)于四千多億噸的標(biāo)準(zhǔn)煤，約為全球20年的能源消耗總量。太陽(yáng)能可以通過(guò)光熱和光伏進(jìn)行利用。其中，中低溫光熱被用于熱水供給；而高溫光熱利用主要是用來(lái)集中式太陽(yáng)能熱發(fā)電；光伏則主要是通過(guò)光生電子進(jìn)行發(fā)電。

作為太陽(yáng)能最重要的利用方式，光伏技術(shù)在過(guò)去20年里迅猛發(fā)展。這也帶來(lái)了光伏發(fā)電成本的快速降低，目前光伏發(fā)電已經(jīng)可以基本實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。根據(jù)光伏板陣列的規(guī)模，光伏發(fā)電可進(jìn)一步被分為分布式發(fā)電和集中式電站兩種。在屋頂、農(nóng)村、商業(yè)區(qū)等場(chǎng)景下布置光伏板進(jìn)行發(fā)電屬于分布式，而集中式的光伏電站通常需要占用較大土地面積，形成具有一定規(guī)模的光伏板陣列。目前，集中式光伏電站約占我國(guó)光伏總裝容量的69%。截至2020年，我國(guó)光伏裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到了2.5億千瓦；新裝機(jī)容量和累計(jì)裝機(jī)容量均遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家。我國(guó)光伏裝機(jī)容量比美國(guó)和歐盟之和還多?？梢哉f(shuō)，光伏發(fā)電是我們做出“碳中和”承諾的一項(xiàng)技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)支撐。

未來(lái)在碳中和目標(biāo)的牽引下，我國(guó)太陽(yáng)能占能源總量的比例將由2.7%左右增長(zhǎng)到25%以上。由于光伏發(fā)電涉及許多上下游產(chǎn)業(yè)鏈，因此光伏發(fā)電的迅猛發(fā)展將打開(kāi)一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間并提供大量就業(yè)。在過(guò)去十年中，光伏成本下降了82%。雖然今年由于大宗產(chǎn)品原材料的漲價(jià)等特定原因，價(jià)格又有所回升，但是隨著光伏發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步以及光伏產(chǎn)業(yè)指數(shù)級(jí)的發(fā)展，光伏發(fā)電成本仍有進(jìn)一步下降空間。

從上圖中可以發(fā)現(xiàn)，除了在薄膜電池等個(gè)別領(lǐng)域，我國(guó)在世界光伏全產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮了絕對(duì)的主導(dǎo)作用。我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)在制造能力、產(chǎn)業(yè)鏈配套完善程度、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平、光伏制造成本、市場(chǎng)規(guī)模等方面都是全球領(lǐng)先的，但在引領(lǐng)基礎(chǔ)研究能力方面仍有進(jìn)步的空間。伴隨著新型太陽(yáng)能技術(shù)的推廣和應(yīng)用，我國(guó)仍需在技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)認(rèn)證能力等方面繼續(xù)加強(qiáng)。而提升光伏發(fā)電利用水平則是我們進(jìn)一步提高太陽(yáng)能消費(fèi)占比的關(guān)鍵所在。這涉及到如何緩解可再生能源對(duì)電網(wǎng)的沖擊、電網(wǎng)彈性及儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用等一系列的問(wèn)題。

【風(fēng)能】

2020年，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到了2.8億千瓦，占全球風(fēng)電總裝機(jī)容量的38%。其中，陸上風(fēng)電裝機(jī)總量全球第一，海上風(fēng)電裝機(jī)全球第二，僅次于英國(guó)。

風(fēng)力發(fā)電是多種技術(shù)集成的體現(xiàn)，包括材料研發(fā)、葉片設(shè)計(jì)、輪轂/軸承/發(fā)電機(jī)制造等。未來(lái)風(fēng)力發(fā)電的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)將帶動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的迅猛發(fā)展。與光伏發(fā)電類(lèi)似，中國(guó)風(fēng)電企業(yè)占領(lǐng)了全球風(fēng)電行業(yè)的半壁江山并形成了完整的且具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)鏈。這也成了我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的另一項(xiàng)保障。受到空間限制，我國(guó)陸地風(fēng)電的發(fā)展逐漸趨緩?？紤]到我國(guó)擁有長(zhǎng)達(dá)1.8萬(wàn)公里的海岸線，未來(lái)我國(guó)將在海上風(fēng)電進(jìn)行重點(diǎn)布局。

2020年，我國(guó)光伏和風(fēng)力發(fā)電的總裝機(jī)容量為5.3億千瓦。預(yù)計(jì)到2030年，兩項(xiàng)技術(shù)的發(fā)電裝機(jī)容量要翻一番達(dá)到12億千瓦，一些樂(lè)觀的預(yù)測(cè)認(rèn)為該數(shù)值將達(dá)到15~16億千瓦。為了確保實(shí)現(xiàn)2060碳中和的目標(biāo)，我國(guó)至少需要在2050年左右將風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)容量提高至50億千瓦。因此，可以預(yù)見(jiàn)風(fēng)能和太陽(yáng)能兩大行業(yè)將在未來(lái)30年內(nèi)進(jìn)入快速發(fā)展階段。

然而，以風(fēng)能、太陽(yáng)能為代表的新能源技術(shù)始終面臨著能源生產(chǎn)波動(dòng)性、間歇性和不確定性的問(wèn)題。單純發(fā)展新能源技術(shù)必然帶來(lái)對(duì)電網(wǎng)的巨大沖擊和大規(guī)模棄風(fēng)棄光問(wèn)題。而儲(chǔ)能技術(shù)則能將間歇、波動(dòng)的新能源進(jìn)行儲(chǔ)存和再釋放。新能源+儲(chǔ)能的模式可以有效緩解上述的問(wèn)題。因此，我國(guó)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)和行業(yè)發(fā)展也給予高度重視。國(guó)家發(fā)改委、能源局等相繼起草了促進(jìn)儲(chǔ)能發(fā)展文件和指導(dǎo)意見(jiàn)。按照國(guó)家規(guī)劃，我國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)（不包括抽水蓄能）規(guī)模將從現(xiàn)在的3~4GW增長(zhǎng)到2025年的30GW以上，并成為全球最大的儲(chǔ)能市場(chǎng)。2050年，全球的儲(chǔ)能規(guī)模將會(huì)達(dá)到1600GW/5500GWh；中國(guó)的累計(jì)裝機(jī)容量也將超過(guò)200GW/700GWh（儲(chǔ)能一般是以3.5個(gè)小時(shí)為計(jì)量單位，200GW的儲(chǔ)能功率對(duì)應(yīng)于 700GWh的儲(chǔ)能容量）。伴隨著新能源發(fā)電的迅猛增長(zhǎng)，儲(chǔ)能行業(yè)也將同時(shí)飛躍發(fā)展。新能源+儲(chǔ)能這種組合模式必將成為未來(lái)能源系統(tǒng)的重要組成部分。

【儲(chǔ)能】

儲(chǔ)能對(duì)大家而言并不陌生，手機(jī)、平板電腦以及筆記本電腦中都包含以鋰電為主的儲(chǔ)能電池。近幾十年來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)因素是電動(dòng)汽車(chē)、手機(jī)和電腦的規(guī)?；瘧?yīng)用。未來(lái)，對(duì)穩(wěn)定持續(xù)可靠的新能源電力的需求將成為大規(guī)模儲(chǔ)能發(fā)展重要驅(qū)動(dòng)因素。目前，大規(guī)模儲(chǔ)能基本上依賴抽水蓄能，輔之以電化學(xué)儲(chǔ)能。隨著新能源、風(fēng)能、太陽(yáng)能的迅猛發(fā)展，電化學(xué)儲(chǔ)能也會(huì)有非常大的發(fā)展。

儲(chǔ)能技術(shù)通常包括狹義儲(chǔ)能和廣義儲(chǔ)能：狹義儲(chǔ)能是通過(guò)可逆過(guò)程實(shí)現(xiàn)能量的充放，具體包括機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能等方式；廣義儲(chǔ)能還包括將可再生能源轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)行儲(chǔ)存，具體包括氫能（電解水制氫）、合成燃料（二氧化碳逆向轉(zhuǎn)化生成燃料）、生物質(zhì)能等方式。儲(chǔ)能技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)通常包括額定功率、額定容量、響應(yīng)時(shí)間、充放效率和穩(wěn)定性等。不同的儲(chǔ)能技術(shù)在這些指標(biāo)的差異使得它們具備了各自不同的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

未來(lái)各種儲(chǔ)能方式都會(huì)有不同程度的發(fā)展，但其中最為重要的方式仍應(yīng)當(dāng)是電化學(xué)儲(chǔ)能。導(dǎo)致這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)的原因有二：風(fēng)能、太陽(yáng)能的利用方式是以發(fā)電的形式轉(zhuǎn)變成電能；未來(lái)人類(lèi)能源的終端利用形式，主要是以電能為主。這就決定了未來(lái)的儲(chǔ)能也將是以儲(chǔ)電為核心。

電化學(xué)儲(chǔ)能主要包括鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池以及鉛酸、鈉流電池等。鋰離子電池應(yīng)用較為廣泛，主要包括手機(jī)、筆記本電腦電池和電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池。鋰離子電池?fù)碛泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，包括高能量密度、快速相應(yīng)、高循環(huán)次數(shù)等。鋰離子電池也有其缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在熱失控導(dǎo)致的電池堆著火等問(wèn)題。伴隨著電池?zé)峁芾砑夹g(shù)的進(jìn)步，該問(wèn)題也得到一定程度的緩解。目前我國(guó)鋰元素的供給70%以上依賴進(jìn)口，因此發(fā)展鈉離子電池等替代技術(shù)也成為我國(guó)解決該卡脖子問(wèn)題的主要途徑。

相比鋰元素，鈉元素豐富的儲(chǔ)量及其化學(xué)特性使得鈉離子電池具有低成本、無(wú)過(guò)放電、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。但由于鈉元素的分子量高于鋰元素，因此鈉離子電池的能量密度也相應(yīng)低于鋰離子電池。

由于電解質(zhì)可與正負(fù)極分開(kāi)，液流電池具有容量大、循環(huán)次數(shù)高、且可用于新能源大規(guī)模儲(chǔ)存的優(yōu)點(diǎn)。但液流電池的能量密度低于鋰電池，且成本偏高?，F(xiàn)在鋰電的制造成本在每千瓦時(shí)1000~2000元之間，液流電池則在每千瓦時(shí)2000元以上。伴隨大規(guī)模生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，液流電池價(jià)格會(huì)有較大的下降空間。

未來(lái)儲(chǔ)能行業(yè)，尤其是電化學(xué)儲(chǔ)能的發(fā)展空間非常巨大！以鋰電為例，雖然是小小的一塊電池，但是涉及的產(chǎn)業(yè)非常多，包括正負(fù)極材料、電解質(zhì)、分散劑、薄膜等。鋰電的大量需求已經(jīng)帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。截至2019年底，我國(guó)新增電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)0.64GW，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1.71GW。2020年，電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)超過(guò)2GW。到十四五末，電化學(xué)儲(chǔ)能電站規(guī)模將達(dá)到20GW以上。另外，伴隨著各種儲(chǔ)能技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用，其成本也得到了明顯的下降。以鋰電池為例，能量密度比五年前提高了近一倍，循環(huán)壽命增長(zhǎng)了一倍以上，應(yīng)用成本更是降低了70%以上。

除了電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，儲(chǔ)熱技術(shù)也具有非常廣闊的應(yīng)用前景。儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用溫度范圍非常廣泛（-160度~1000度）。儲(chǔ)熱技術(shù)可分為顯熱、潛熱和熱化學(xué)儲(chǔ)熱三種類(lèi)型。三者蓄熱密度是逐漸升高的，但技術(shù)成熟度是依次遞減。其中顯熱儲(chǔ)熱已經(jīng)在工業(yè)應(yīng)用，如前文提到的以熔融鹽為儲(chǔ)熱介質(zhì)的太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)。中低溫潛熱儲(chǔ)熱在取暖等場(chǎng)景下已經(jīng)得到應(yīng)用，而中高溫的潛熱儲(chǔ)熱還沒(méi)有大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用。相較于前兩種儲(chǔ)熱技術(shù)，熱化學(xué)儲(chǔ)熱更加復(fù)雜，現(xiàn)在還處在實(shí)驗(yàn)室研究階段。

下圖是儲(chǔ)熱的一些裝置，包括區(qū)域供暖、移動(dòng)式供熱車(chē)、分布式太陽(yáng)能供熱，供熱/熱電聯(lián)供系統(tǒng)及熱庫(kù)、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)等方面。這些儲(chǔ)熱過(guò)程均在一兩百度以下。

【氫能】

氫能既是一種重要的廣義儲(chǔ)能的方式，也是一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的二次能源。如果以單位質(zhì)量來(lái)計(jì)算，氫氣的熱值在所有燃料中是最高的。氫氣的熱值是石油的三倍，煤炭的四倍。由于氫氣燃燒的產(chǎn)物只有水，因此直接通過(guò)燃燒氫氣獲取能量也是一種實(shí)現(xiàn)能源供給零碳化的有效途徑。

根據(jù)制備氫氣能量來(lái)源不同，氫氣可以細(xì)分為灰氫、藍(lán)氫和灰氫。灰氫是通過(guò)化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣；綠氫是利用可再生風(fēng)能/太陽(yáng)能電解水制氫；藍(lán)氫則是通過(guò)化石能源燃燒和碳捕集技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了氫氣制備的零碳化。未來(lái)氫氣制備的終極路徑是通過(guò)可再生能源電解水制取氫氣，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生能源的大規(guī)模儲(chǔ)存和利用。

下圖是全球與中國(guó)制氫路線對(duì)比圖，中國(guó)以煤制氫為主，天然氣制氫為輔；全球還是以天然氣制氫為主?，F(xiàn)階段，電解水制氫只占到氫氣制備總量的4%左右。

在高壓下，氫氣分子會(huì)穿過(guò)金屬器壁，進(jìn)而造成氫氣的泄露，因此對(duì)氫氣的儲(chǔ)存提出了很高的要求。目前氫氣儲(chǔ)存的方式主要分為氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和固體儲(chǔ)氫。其中，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，低溫液態(tài)儲(chǔ)氫在航天領(lǐng)域得到了應(yīng)用。而有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)均處在示范階段。下圖列出上述儲(chǔ)氫方式優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比和需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

氫氣可大規(guī)模的存儲(chǔ)和運(yùn)輸，這是區(qū)別于電池儲(chǔ)能的重要特性。氫氣的存儲(chǔ)性能和運(yùn)輸效率是氫能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的瓶頸問(wèn)題。下表對(duì)幾種儲(chǔ)運(yùn)方式（包括氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、固體儲(chǔ)運(yùn)以及有機(jī)液體儲(chǔ)運(yùn)）的壓力、載氫量、體積儲(chǔ)氫密度、質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度、成本、能耗等指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比。

談到氫能必然離不開(kāi)燃料電池。燃料電池是將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置。該技術(shù)具有是無(wú)污染，無(wú)噪聲，高效率的優(yōu)點(diǎn)，但是高昂的技術(shù)成本仍是限制其大規(guī)模應(yīng)用的主要原因。未來(lái)氫能的規(guī)?；瘧?yīng)用，主要需解決兩方面的問(wèn)題：一是燃料電池電堆制造的成本問(wèn)題；二是完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，如加氫站、輸氫管道、儲(chǔ)氫單元等。下圖是燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈全景圖，包含了雙極板、密封件、氣體擴(kuò)散層，催化劑等方面。可以看到，燃料電池的制造和應(yīng)用也涉及大量上中下游的產(chǎn)業(yè)集群。

氫氣制備的過(guò)程可以與可再生能源的消納相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生電力的大規(guī)模儲(chǔ)存。在電化學(xué)儲(chǔ)能沒(méi)有大規(guī)模推廣之前，以可再生電力制備氫氣將成為解決棄風(fēng)棄光問(wèn)題的有效途徑。未來(lái)制氫路徑必然會(huì)從當(dāng)下的非綠/淺綠逐步發(fā)展到最終的深綠階段。能源結(jié)構(gòu)的變革也必然會(huì)帶來(lái)氫氣制備路徑的變革。預(yù)計(jì)2050年氫能在中國(guó)能源體系中占比大約在10%左右，氫氣的需求量接近6000萬(wàn)噸。因此，太陽(yáng)能、風(fēng)能電解水制取氫氣將擁有非常大的發(fā)展空間。

除了將可再生電力用于制備氫氣外，二氧化碳逆向合成燃料也成為廣義儲(chǔ)能的一種重要方式。2017年，斯坦福大學(xué)的教授Jaramillo在Science上發(fā)表了一篇論文，介紹了以氮?dú)?、二氧化碳，水等空氣組分為原料，通過(guò)電催化還原過(guò)程將太陽(yáng)能、風(fēng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進(jìn)行儲(chǔ)存，從而實(shí)現(xiàn)清潔能源的可控轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)。2018年，白春禮等四位院士在Joule也發(fā)表了一篇論文。該論文展望以二氧化碳為原料，將間歇性的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為可再生液體合成燃料的前景和規(guī)劃，即“液態(tài)陽(yáng)光”。這項(xiàng)通過(guò)可再生燃料對(duì)風(fēng)電/光電進(jìn)行儲(chǔ)存的技術(shù)路徑具有很大的發(fā)展前景。歐盟已經(jīng)宣布2050年前全面使用基于可再生能源的合成燃料?；剂舷蚨趸嫉膯蜗蜣D(zhuǎn)化過(guò)程導(dǎo)致了碳元素在地球各個(gè)圈層內(nèi)的分布失衡。通過(guò)二氧化碳的逆向轉(zhuǎn)化過(guò)程，包括光催化轉(zhuǎn)化、生物化學(xué)轉(zhuǎn)化、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化、電催化轉(zhuǎn)化等，不僅可以實(shí)現(xiàn)能源的儲(chǔ)存，更可以達(dá)到固碳的目的，最終實(shí)現(xiàn)碳中性的循環(huán)過(guò)程。

下圖兩個(gè)案例是用二氧化碳分別制備甲醇和乙烯。這兩個(gè)過(guò)程均可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)碳捕捉和可再生電力的存儲(chǔ)。當(dāng)然，二氧化碳合成燃料也面臨著一些技術(shù)挑戰(zhàn)：對(duì)小分子產(chǎn)物的選擇性比較差；電催化二氧化碳還原的能量轉(zhuǎn)化效率低；如何有效分離液相產(chǎn)物，以及氣液固三相環(huán)境里各種離子的傳輸和隨之而來(lái)的熱管理問(wèn)題，也是器件方面的挑戰(zhàn)。因此，電催化二氧化碳還原制備合成燃料需要物理化學(xué)、能源材料、工程熱物理等多個(gè)學(xué)科的交叉融合、協(xié)同創(chuàng)新。

【二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）】

碳中和目標(biāo)的達(dá)成不僅依賴于對(duì)非化能源的大規(guī)模使用，也取決于對(duì)化石能源燃燒產(chǎn)生二氧化碳排放的有效管理。如何對(duì)10~15%化石能源使用造成的二氧化碳排放進(jìn)行中和將是我們所需要解決的重要問(wèn)題。CCUS是目前認(rèn)為可以快速中和二氧化碳排放的有效途徑。然而，二氧化碳封存對(duì)生態(tài)環(huán)境的長(zhǎng)遠(yuǎn)影響仍待進(jìn)一步的評(píng)估。

CCUS是二氧化碳捕集與封存，主要涉及捕集技術(shù)、資源化利用以及地質(zhì)封存。

1)    捕集技術(shù)作為CCUS中的核心技術(shù)，包括燃燒后捕集、燃燒前捕集、燃燒中捕集。其中，燃燒中捕集也被成為富養(yǎng)燃燒。

2)    二氧化碳的資源化利用主要包含了化工利用和生物利用兩大類(lèi)。

3)    二氧化碳封存主要將液化的二氧化碳儲(chǔ)存于廢棄煤層或油氣田、咸水層、深海海底等。在實(shí)現(xiàn)二氧化碳封存的同時(shí)，將高壓液態(tài)或超臨界CO2注入油井或是天然氣氣田能夠提高油氣的采收率。

如下圖所示，我國(guó)對(duì)CCUS技術(shù)進(jìn)行了一些推廣，開(kāi)展了若干個(gè)具備百萬(wàn)級(jí)的碳捕集能力的示范性項(xiàng)目。政府企業(yè)關(guān)于CCUS技術(shù)發(fā)表了許多論文，也開(kāi)發(fā)了很多的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)專利。但是CCUS高昂的技術(shù)成本限制了該技術(shù)的大規(guī)模普及。與美國(guó)的廣泛覆蓋進(jìn)行對(duì)比，我國(guó)CCUS項(xiàng)目主要集中對(duì)電廠排放的二氧化碳進(jìn)行捕集，產(chǎn)生的效益非常有限。高昂的技術(shù)成本和融資成本也意味著CCUS技術(shù)的落地推廣還需要政府進(jìn)一步的政策資金支持。

【能源互聯(lián)網(wǎng)】

在未來(lái)，以新能源為主體的能源結(jié)構(gòu)和信息技術(shù)深度融合，將形成一種以智慧能源系統(tǒng)/能源互聯(lián)網(wǎng)為代表的能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。以電力為主，多種能源形式互補(bǔ)和基于大數(shù)據(jù)的人工智能是能源互聯(lián)網(wǎng)的基本特征。此外，能源互聯(lián)網(wǎng)還具有可再生、分布式、互聯(lián)性、智能化、開(kāi)放性和商業(yè)化等基本特點(diǎn)。

從構(gòu)架上來(lái)說(shuō)，能源互聯(lián)網(wǎng)一般分為三個(gè)層次，從底層到頂層依次分為物理層、信息層和商業(yè)模式層；涉及的關(guān)鍵技術(shù)包含了新能源發(fā)電技術(shù)、輸電技術(shù)、配電技術(shù)以及用電技術(shù)，還有中間的儲(chǔ)能技術(shù)、信息技術(shù)。

以電力為主體，水網(wǎng)、光網(wǎng)、氣網(wǎng)等多能互補(bǔ)的分布式能源系統(tǒng)將是未來(lái)能源供給模式的發(fā)展趨勢(shì)。分布式能源系統(tǒng)充分利用風(fēng)光能電解水制氫，同時(shí)結(jié)合生物質(zhì)能源及城市生活垃圾發(fā)電技術(shù)，可以根據(jù)用戶側(cè)需求對(duì)各種形式能源的供給進(jìn)行智能化調(diào)度、管理和再循環(huán)，最終實(shí)現(xiàn)綠色能源的轉(zhuǎn)換和高效利用。

微能源網(wǎng)也是智慧能源體系的重要組成部分。與分布式能源系統(tǒng)相比，微能源網(wǎng)通過(guò)大數(shù)據(jù)、人工智能、信息技術(shù)將產(chǎn)能側(cè)和用能側(cè)有機(jī)連接在一起?？梢灶A(yù)見(jiàn)，微能源網(wǎng)是未來(lái)人類(lèi)社會(huì)利用能源的一種主要方式。去中心化和能源就地生產(chǎn)和消納的特征使得微能源網(wǎng)與現(xiàn)在的能源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有著非常大的區(qū)別。

區(qū)域間微能源網(wǎng)的互聯(lián)，也就是多區(qū)域微網(wǎng)系統(tǒng)間的冷、熱、電負(fù)荷互相連接耦合的過(guò)程，不僅可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)間的橫向多能互補(bǔ)，也能實(shí)現(xiàn)縱向源網(wǎng)荷儲(chǔ)進(jìn)一步的協(xié)調(diào)。多區(qū)域間微能源網(wǎng)的互聯(lián)優(yōu)化可以有效提高能源綜合使用率。對(duì)處于微能源網(wǎng)中的個(gè)人而言，他可以首先連接到區(qū)域的分布式供能系統(tǒng)，再進(jìn)一步連接到城鎮(zhèn)的樞紐能源系統(tǒng)中。通過(guò)這樣能源網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，可以有效實(shí)現(xiàn)每個(gè)人既是能源生產(chǎn)者，也是能源消費(fèi)者的終極目標(biāo)和理念。這對(duì)構(gòu)建一個(gè)高效、穩(wěn)定、安全的能源網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。

我國(guó)對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)/智慧能源系統(tǒng)也進(jìn)行了許多示范推廣，包括崇明的能源互聯(lián)網(wǎng)、蘇州工業(yè)園區(qū)、以及臨港能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目等。

4、氣候投融資助推能源轉(zhuǎn)型

能源的深度變革需要大量的資金投入，光靠技術(shù)但是沒(méi)有資金支持是不行的。有預(yù)測(cè)表示，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，需要在新能源發(fā)電、先進(jìn)儲(chǔ)能、綠色零碳建筑等領(lǐng)域新增投資超過(guò)139萬(wàn)億元。這么大的資金需求，不可能完全靠政府來(lái)提供，因此如何通過(guò)政策、制度和機(jī)制設(shè)計(jì)，積極發(fā)揮氣候投融資的資源配置功能，充分調(diào)動(dòng)公共和社會(huì)資本就尤為重要。

據(jù)投資機(jī)構(gòu)高盛預(yù)測(cè)，我國(guó)的碳中和路徑意味著到2060年，將累計(jì)產(chǎn)生16萬(wàn)億美元的清潔技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施投資機(jī)會(huì)，與此同時(shí)，還將在能源領(lǐng)域帶動(dòng)新增四千多萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。

我國(guó)提出碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)以來(lái)，形成了巨大的資金需求。氣候投融資的發(fā)展實(shí)際上就是服務(wù)于能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化過(guò)程中的資金需求，主要解決資金從哪里來(lái)、用到哪里去的問(wèn)題。氣候投融資的資金來(lái)源可以大致從公共部門(mén)資金和社會(huì)資金來(lái)看。我們國(guó)內(nèi)的氣候資金目前主要來(lái)源是政府的投入，當(dāng)然，還有一些來(lái)自于銀行、企業(yè)和慈善事業(yè)的資金。但是目前來(lái)看，規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。國(guó)家有關(guān)部委也在積極完善頂層設(shè)計(jì)，引導(dǎo)和撬動(dòng)更多社會(huì)資金進(jìn)入應(yīng)對(duì)氣候變化領(lǐng)域。即將在上海開(kāi)啟的全國(guó)碳市場(chǎng)就是一個(gè)重要的氣候投融資渠道，健康運(yùn)行的碳市場(chǎng)能推動(dòng)金融系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)氣候變化領(lǐng)域做出系統(tǒng)性的反應(yīng)。

全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)已經(jīng)在上海開(kāi)啟，首先納入全國(guó)碳市場(chǎng)的是發(fā)電行業(yè)，根據(jù)企業(yè)2013-2019年的碳排放量，確定了任意一年碳排放達(dá)到2.6萬(wàn)噸二氧化碳當(dāng)量及以上的企業(yè)進(jìn)入全國(guó)碳市場(chǎng)。首批納入的是電力行業(yè)的2225家企業(yè)，碳排放總量約40億噸，占全國(guó)碳排放量的40%。碳交易簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是政府根據(jù)企業(yè)的情況以及政策目標(biāo)，確定每個(gè)企業(yè)所允許的排放量，并且以配額的形式免費(fèi)或者通過(guò)拍賣(mài)把配額發(fā)放給企業(yè)。企業(yè)根據(jù)自身的情況，決定是否減排，以及根據(jù)配額的盈余可以去市場(chǎng)上交易。舉個(gè)例子，政府給企業(yè)一年10萬(wàn)噸的碳配額，企業(yè)如果采用清潔能源技術(shù)降低排放，最后全年排放量只有5萬(wàn)噸，那么節(jié)約下來(lái)的另外5萬(wàn)噸配額就可以拿到碳市場(chǎng)上去賣(mài)，通過(guò)交易出售給那些排放量超出了所給配額的企業(yè)；如果政府本來(lái)給了10萬(wàn)噸，但企業(yè)排放了15萬(wàn)噸，就需要從市場(chǎng)上去購(gòu)買(mǎi)另外的5萬(wàn)噸。通過(guò)這種方式鼓勵(lì)那些減排成本低的企業(yè)采用新技術(shù)，降低二氧化碳的排放。而對(duì)那些超額排放的企業(yè)，必須到碳交易市場(chǎng)去購(gòu)買(mǎi)配額以完成履約。通過(guò)市場(chǎng)交易的手段去鼓勵(lì)企業(yè)采取新措施、新技術(shù)，降低二氧化碳排放，這就是碳交易。

另外有些國(guó)家，如歐盟的英國(guó)、瑞典等也采取了碳稅的形式。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是針對(duì)石油等化石能源進(jìn)行征稅，使得石油等的價(jià)格上升，競(jìng)爭(zhēng)力下降，降低對(duì)化石能源的消耗。

以上兩種方式各有利弊，下表對(duì)碳稅和碳交易的情況進(jìn)行了比較。當(dāng)然，碳市場(chǎng)首先是一種減排工具，它的根本目的和出發(fā)點(diǎn)是為了降低二氧化碳的排放，區(qū)別于普通的金融市場(chǎng)，不是一種純粹的金融手段去投機(jī)，因此風(fēng)險(xiǎn)控制更加重要。

除了碳市場(chǎng)以外，我們國(guó)家還有很多綠色金融的發(fā)展。許多銀行、金融機(jī)構(gòu)都有綠色金融或者氣候投融資信貸部等。最近碳中和在金融領(lǐng)域也是非常熱的話題，一百多萬(wàn)億的資金需求同時(shí)也蘊(yùn)藏了很多的機(jī)遇。

總結(jié)一下，碳達(dá)峰、碳中和：能源轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。政策引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)布局和方向，未來(lái)將會(huì)形成以新能源+儲(chǔ)能+基于大數(shù)據(jù)的人工智能信息技術(shù)相結(jié)合的，一種智慧能源與能源互聯(lián)網(wǎng)的用能模式，這是未來(lái)總體上的一種變化趨勢(shì)。氣候投融資為從高碳化石能源向綠色低碳能源轉(zhuǎn)型提供資金保障。政策是引導(dǎo)、技術(shù)是關(guān)鍵、資金是保障，核心還是技術(shù)。  

這種轉(zhuǎn)型比我們想象來(lái)得還要迅猛快速，“未來(lái)已來(lái)，唯變不變，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存”。以上就是我的主要報(bào)告。謝謝大家！