中国能源转型展望2023.pdf

2023?执行单位执行单位 资金支持单位资金支持单位 技术支持单位技术支持单位 本报告仅反映中国能源转型展望（CETO）项目组的研究观点，不代表各支持机构的观点或立场。除特别说明外，报告中的数据均来自 CETO 模型数据库及相关的分析结果。“中国将力争中国将力争 2030 年前实现碳达峰、年前实现碳达峰、2060 年前实现碳中和，这需要付出艰苦努年前实现碳中和，这需要付出艰苦努力，但我力，但我们会全力以赴。们会全力以赴。”习近平主席习近平主席 在第在第七十六七十六届联合国大会一般性辩论上的讲话届联合国大会一般性辩论上的讲话 2021 年年 9 月月 21 日日 前 言 1|前前 言言 2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话中指出，巴黎协定代表了全球绿色低碳转型的大方向，是保护地球家园需要采取的最低限度行动，各国必须迈出决定性步伐。同时，习近平主席庄严宣布中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。此后，中国相继发布了重点领域和行业碳达峰实施方案和一系列支撑保障措施，构建起了碳达峰碳中和的“1+N”政策体系。如今，碳达峰碳中和目标已成为中国未来发展的坚实基础，其影响不仅局限于能源和环保等领域，还将引领经济社会各方面发生深层次变革。与此同时，近两年多来的国际形势发展也清楚表明，气候变化不是某个遥远的未来风险，而是此刻摆在全人类面前的严峻现实。气候变化的后果日益严重，极端天气事件频发，已直接威胁到包括中国在内的许多国家的经济社会发展和人民生计。气候变化影响已渗透到人们日常生活的方方面面，也直接影响着能源供应的安全性。可以预见，气候变化对能源安全的影响很可能在未来几年内进一步深化。因此，我们必须采取果断有效的措施，更加积极主动地应对全球气候危机，确保实现巴黎协定所确定的温升控制目标。除了气候危机以外，能源安全问题也再次成为各国共同关注的焦点。获得稳定的能源供应关系到经济社会发展的稳定，关系到民生福祉，是政策制定者优先考虑的重要问题。能源系统的绿色低碳转型与保障能源安全并不相悖，但转型的每个步骤，都必须充分考虑如何同时维护好能源系统的安全性、经济性和环境友好性。中国能源转型展望2023（CETO 2023）在分析中国实现碳达峰碳中和目标、践行巴黎协定的同时，着力阐明了在能源转型整体过程中如何保障能源安全，如何以最优路径和选择获得更好的成本效益等问题。中国能源转型展望 2023 2|报告通过一个参考情景和两个碳中和情景探讨了中国未来能源转型道路。这些情景展示了实现上述目标的不同路径，以及未来能源系统可能采用的不同技术选择。除情景分析外，CETO 2023还开展了关于能源安全、碳定价、控制甲烷排放和具体项目实施经验等专题分析。作为能源研究所（ERI）与丹麦能源署（DEA）之间国际合作的一部分，报告还介绍了丹麦的能源转型经验。CETO 2023是智库研究报告，探索研究实现碳中和的路径，每年会根据上年发展实际情况和对未来技术发展的最新判断更新发布。我衷心希望这份报告能为中国和全球短期内的政策制定提供有益的决策参考，并促进人类迈向一个更可持续、更加繁荣、更加安全的共同未来。在此，我要衷心感谢能源研究所课题组和中方其他参与单位的全体同事在报告研究和编写过程中付出的不懈努力和专业贡献，特别感谢国家发展改革委有关司局（室）、国家能源局有关司对报告修改完善提出的重要意见和建议。同时，要感谢丹麦能源署、哥伦比亚大学全球能源政策中心（CGEP）、Ea能源分析机构（Ea）以及挪威开发合作署（Norad）对本研究的大力支持和宝贵建议，更要感谢我们的长期合作伙伴儿童投资基金会（英国）（CIFF）多年来对能源研究所顺利组织开展中国能源转型展望研究和编写展望报告提供的资助和支持。吕文斌吕文斌 中国宏观经济研究院能源研究所 所长 目 录 3|目目 录录 前前 言言.1 中国能源转型展望中国能源转型展望 2023阅读指南阅读指南.11 摘要摘要.13 中国能流图中国能流图.18 第一部分第一部分 能源转型现状能源转型现状.22 1 全球应对气候变化和能源转型面临新形势新挑战全球应对气候变化和能源转型面临新形势新挑战.23 1.1 主要结论.23 1.2 全球气候变化影响日益严重.24 1.3 地缘政治加剧能源供需失衡，能源转型困难挑战增加.27 1.4 碳中和共识进一步增强，能源系统韧性成为新宠.28 2 中国持续推进能源转型为碳达峰碳中和提供有力支撑中国持续推进能源转型为碳达峰碳中和提供有力支撑.32 2.1 主要结论.32 2.2 能源消费保持增长，能源强度稳步下降.33 2.3 清洁能源开发力度加大，开创能源发展新格局.37 2.4 煤炭煤电绿色低碳转型，保安全稳经济惠民生.39 2.5 电力消费增长较快，调节能力储备能力增强.41 2.6 低碳技术创新加速推进，现代能源体系建设提速.42 第二部分第二部分 中国能源系统净零排放路径中国能源系统净零排放路径.46 3 2060 年中国能源转型路径年中国能源转型路径.47 3.1 主要结论.47 3.2 中国能源转型的情景设计.48 3.3 主要情景假设与边界条件.50 3.4 部门能源转型的主要政策.57 3.5 情景分析的主要结论.60 4 终端用能部门能源转型终端用能部门能源转型.84 4.1 主要结论.84 中国能源转型展望 2023 4|4.2 总体趋势.86 4.3 工业部门.88 4.4 交通运输部门.95 4.5 建筑部门.109 5 电力部门转型电力部门转型.115 5.1 主要结论.115 5.2 电力供需结构转型.117 5.3 风电和光伏发展.124 5.4 灵活性资源的调节作用.131 5.5 跨区电力互济与电网格局优化.137 5.6 电力市场改革.139 5.7 碳捕集与封存和负碳技术的必要性.144 6 中国能源转型的社会经济影响评价中国能源转型的社会经济影响评价.147 6.1 主要结论.147 6.2 评价方法.147 6.3 中国能源转型对社会经济发展的影响.153 6.4 地方能源转型案例北京市能源转型的环境影响分析.163 第三部分第三部分 主题分析主题分析.167 7 在经济发展、能源绿色转型过程中保障能源安全在经济发展、能源绿色转型过程中保障能源安全.168 7.1 主要结论.168 7.2 近十年中国推进能源发展的战略思路.169 7.3 2022年中国能源保供的基本形势.173 7.4 中国保障能源供应的政策与成效.179 8 中国碳定价的现状和展望中国碳定价的现状和展望.188 8.1 主要结论.188 8.2 国际碳定价发展现状.189 8.3 逐步发挥碳市场在碳减排中的核心作用.192 8.4 发展有中国特色的隐性碳定价政策.199 8.5 积极参与全球碳定价.203 目 录 5|9 控制甲烷排放控制甲烷排放.207 9.1 主要结论.207 9.2 甲烷作为温室气体的特点.207 9.3 全球甲烷排放.210 9.4 中国甲烷排放.212 9.5 中国控制甲烷排放的政策措施与行动.212 9.6 欧美控制甲烷排放进展.217 9.7 全球甲烷承诺.219 10 中国主要区域能源转型成就和趋势中国主要区域能源转型成就和趋势.221 10.1 主要结论.221 10.2 长江经济带区域.223 10.3 粤港澳大湾区.227 10.4 长江三角洲区域.232 10.5 京津冀地区.238 10.6 黄河流域.243 11 丹麦能源转型政策及最佳实践丹麦能源转型政策及最佳实践.250 11.1 主要结论.250 11.2 丹麦气候工作现状和发展前景.251 11.3 丹麦气候政策和能源转型政策.254 11.4 丹麦能源转型面临的挑战.263 11.5 丹麦能源转型最佳案例研究.265 12 绿色金融助力中国能源转型绿色金融助力中国能源转型.271 12.1 主要结论.271 12.2 全球绿色金融发展状况.272 12.3 中国绿色金融发展现状.276 12.4 中国支持绿色发展和能源转型的绿色金融政策.279 参考文献参考文献.282 中国能源转型展望 2023 6|CETO 2023 课题组课题组 课题组组长课题组组长 王仲颖 国内首席专家国内首席专家 韩文科 课题课题组组副组长副组长 白 泉 赵勇强 国际首席专家国际首席专家 Kaare Sandholt（单国瑞）课题组成员课题组成员 中国宏观经济研究院能源研究所中国宏观经济研究院能源研究所 科研外事处科研外事处 苏 铭 能源效率能源效率研究研究中心中心 谷立静 张建国 符冠云 伊文婧 裴庆冰 田聿申 刘政昊 可再生能源发展可再生能源发展研究研究中心中心 郑雅楠 安 琪 何 则 刘 坚 陶 冶 时璟丽 胡润青 钟财富 能源环境与气候变化研究中心能源环境与气候变化研究中心 杨宏伟 郭敏晓 谭琦璐 能源经济与发展战略研究中心能源经济与发展战略研究中心 高 虎 田 磊 李 际 杨 晶蒋茂荣 刘 凡 李 海 王嘉懿 能源可持续发展研究中心能源可持续发展研究中心 田智宇 赵 盟 廖虹云 付毕安 王恬子 刘赫川 闫 君 能源系统分析研究中心能源系统分析研究中心 王 娟 国际能源合作研究中心国际能源合作研究中心 刘建国 办公室办公室 侯文森 管理支持管理支持 张思遥 李 楠 樊丽娟 高莲娜 于 霏 王 月 CETO 2023 课题组 7|丹麦能源署（丹麦能源署（DEA）Ulrik Eversbusch,Jens Hein,Xu Jie（许洁）,Wang Xinnan（王心楠）,Matteo DAndrea,Francesco Lovat Arranz,Mourad Boucenna,Konstantinos Athanasiou Ea能源分析（能源分析（Ea）Lars Bregnbk,Phil Swisher,Anant Atul Visaria,Lars Pauli Bornak,Luis Boscn 哥伦比亚大学全球能源政策中心哥伦比亚大学全球能源政策中心（CGEP）David Sandalow,James Glynn,Kevin Tu（涂建军）,Sally Qiu,Yan Sheng（颜盛）,Antoine Halff,Robert L.Kleinberg,Raymond C.Pilcher,Olexandr Balyk 挪威开发合作署（挪威开发合作署（Norad）Geir Yngve Hermansen 课题组对提供研究建议的以下机构致谢：中国可再生能源学会风能专委会、中国光伏行业协会、清华大学、中国人民大学、中华全国工商业联合会新能源商会、北京国宏新能咨询有限公司、中国宏观经济研究院社会发展研究所、路孚特公司。中国能源转型展望 2023 8|缩略语缩略语 ACER 欧洲能源监管合作署 AR5 IPCC第五次评估报告 AR6 IPCC第六次评估报告 BECCS 生物能源碳捕集与封存 BLS 参考情景 CBAM 碳边境调节机制 CCER 中国核证自愿减排量 CCS 碳捕集与封存 CCUS 碳捕集、利用与封存 CDM 清洁发展机制 CETPA 中国能源转型政策评价 CETO 2023 中国能源转型展望报告 2023 CGE 可计算一般均衡模型 CGEP 哥伦比亚大学全球能源政策中心 CH4 甲烷 CIFF 儿童投资基金会（英国）CM 容量机制 CNS1 碳中和情景 1 CNS2 碳中和情景 2 CO2 二氧化碳 COP 联合国气候变化框架公约缔约方大会 CPI 消费者价格指数 CSO22 2022年丹麦气候状况与展望 DAC 直接空气捕集 DCCC 丹麦气候变化委员会 DEA 丹麦能源署 DR 需求侧响应 DRI 技术和氢基直接还原铁 DSO 配电系统运营商 Ea Ea 能源分析 EAF 电弧炉 EDO 电力与热力部署优化模型 EHB 欧洲氢骨干网 缩略语 9|ENTSO-E 欧洲输电系统运营商网络 ERAA 欧洲资源充裕度评估 ERI 中国宏观经济研究院能源研究所 ESG 环境、社会和治理 EV 电动汽车 Fit for 55“减碳 55%”一揽子计划 GDP 国内生产总值 GHG 温室气体 GIP “一带一路”绿色投资原则 GMP 全球甲烷承诺 GWP 全球变暖潜能值 ICPF 国际碳地板价 IEA 国际能源署 IIJA 美国基础设施投资和就业法 IMEO 国际甲烷排放观测站 IMF 国际货币基金组织 IPCC 政府间气候变化专门委员会 IRA 美国通货膨胀削减法案 IRENA 国际可再生能源署 LCOE 平准化度电成本 LNG 液化天然气 LULUCF 土地利用、土地利用变化和林业 MGP 甲烷减排指导原则 MRV 监测、报告和核查 NBS 国家统计局 NDC 国家自主贡献 NGFS 央行与监管机构绿色金融网络 Norad 挪威开发合作署 NREL 美国国家可再生能源实验室 OECD 经济合作与发展组织 OGMP 油气甲烷伙伴关系 PHEV 混合动力汽车 ppbv 十亿分比 PRI 联合国责任投资准则 PtX 电制燃料 REPowerEU 重新赋能欧盟 中国能源转型展望 2023 10|SBN 可持续银行网络 SDM 可持续发展机制 SFDR 可持续金融信息披露条例 tce 吨标准煤 TROPOMI 对流层观测仪 UNFCCC 联合国气候变化框架公约 V2G 电动汽车车网互动 中国能源转型展望 2023阅读指南 11|中国能源转型展望中国能源转型展望 2023阅读指南阅读指南 中国能源转型展望2023（CETO 2023）由摘要和三大部分组成。第一部分第一部分简要概述了全球气候危机和能源发展形势（第一章），重点阐述了近年来发展趋势，并概述了中国能源体系发展情况和政策现状（第二章）。第二部分第二部分对2060年实现碳中和的中国能源系统转型进行了基于模型的情景分析1，由四个章节构成。第三章总结了能源系统转型整体情况，包括展望提出的三个情景的框架设计及假设。第四章深入探讨了各个终端用能部门的能源消费路径，包括工业、建筑、交通和其他部门。第五章根据电力部门模型模拟结果对电力部门展开详细分析。第六章分析了能源转型的社会经济影响。第三部分第三部分包含了未基于第二部分模型情景分析的六个热点主题章节。第七章描述了中国能源安全政策与形势，第八章分析了中国碳定价的最新进展，第九章阐述了全球和中国控制甲烷排放进展，第十章分析了中国区域能源转型相关趋势与案例，第十一章总结了丹麦的能源和气候政策发展情况，第十二章探讨了绿色金融对能源转型的重要性。1 如无特殊说明，报告第二部分四个章节相关数据（包括基年数据）基于 CETO 数据库及模型测算。中国能源转型展望 2023 12|摘要部分总结了展望报告的分析要点，包括第二部分情景分析的关键发现，可作为全报告的独立摘要阅读。第二部分的四个章节详细阐述了CETO情景分析的综合结论和具体发现，读者可以全面且深入的了解展望情景的设计细节和部门的详细结论。第三部分的每个章节都可以独立阅读，便于读者了解各个主题的具体内容。祝您阅读愉快！我们非常欢迎您对展望提供反馈。请将您的反馈意见发送到以下邮箱：ceto2023cet.energy。摘要 13|摘要摘要 能源能源系统系统的三种情景的三种情景 中国能源转型展望2023（CETO 2023）的分析基于中国在2060年前实现碳中和的基本出发点。与过去的低碳发展相比，实现碳达峰碳中和是一场更加广泛而深刻的经济社会系统性变革。2060年前实现碳中和，既要求大幅提升能源效率、加快发展非化石能源，还要求进一步开发碳汇或负碳排放技术以实现全社会的碳中和。CETO 2023在碳达峰碳中和“1+N”政策体系的基础上，深入分析了包括各个终端用能部门、加工转换部门在内的能源系统转型情景，重点关注实现碳中和目标的路径及其可行性。课题组采用中国终端能源需求分析模型（ERI-LEAP）、中国电力部署优化模型（ERI-EDO）和中国能源转型社会经济影响评价模型（CETPA）分别分析了终端能源消费、电力供应、能源环境与社会影响，将经济发展、碳减排和能源安全等多重目标进行统筹分析。这意味着中国能源转型既要服务于实现碳达峰碳中和目标，又要推动经济高质量发展，满足人民美好生活需要，建设美丽中国，最终实现人与自然和谐共生的中国式现代化。在这个过程中，以新型电力系统为核心，构建清洁低碳、安全韧性、灵活智能、经济高效、普惠共享的新型能源体系，对实现碳达峰碳中和至关重要。CETO 2023在对2060年前中国能源体系发展的分析中，设置了三种不同情景。参考情景（参考情景（BLS）是以当前能源系统发展趋势进行外推的情景，并以实现巴黎协定确定的本世纪将全球平均气温上升控制在2摄氏度之内的愿景进行倒逼。在分析过程中，考虑当前世界范围内发生的政治、经济冲突，也包括重点区域、重点国家提出的新政策，对由此可能对新能源与可再生能源产业发展、全球及中国能源转型的影响进行分析，提出转型力度相对更小的中国能源转型参考情景，用于提供与两个碳中和情景进行定量比较的参考。中国能源转型展望 2023 14|两个碳中和情景有一个共同的前提条件，即世界各国紧密团结、齐心协力共同履行巴黎协定，以更大的力度实现巴黎协定确定的“将全球平均气温上升控制在低于2摄氏度之内，并努力控制在1.5摄氏度之内”的目标。两个碳中和情景都以中国在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和作为倒逼目标，但能源系统实现净零排放的路径选择和时间上存在差异。碳中和情景碳中和情景1（CNS1）的策略是大力发展可再生能源，到2055年，生物质能发电和遗留的煤电、天然气发电机组全面采用碳捕集、利用与封存（CCUS）技术，力争能源系统2055年前后实现净零排放。碳中和情景碳中和情景2（CNS2）的策略是在大力发展可再生能源的基础上，需要进一步扩大风电和光伏发电装机容量，煤电机组发电小时数和发电量下降更快直至自然退役，2055年前，生物质能发电和遗留的天然气发电机组逐步采用CCUS技术，力争能源系统2055年前实现净零排放。情景分析的主要发现情景分析的主要发现 情景分析可以归纳出以下主要发现：全球能源和气候形势迫切需要加速推进全球能源转型。两种碳中和情景（CNS1和CNS2）都表明，能源系统绿色低碳转型发展能够保障中能源系统绿色低碳转型发展能够保障中国在国在2060年前实现碳中和年前实现碳中和。在碳中和情景1（CNS1）下，能源系统在2055年前后实现净零排放，而在碳中和情景2（CNS2）下，能源系统在2055年前实现净零排放。与此同时，到2060年，中国经济规模增长到2021年水平的四倍以上，2060年一次能源消费总量则仅为2021年水平的60%左右。摘要 15|BLS情景是一种参考情景，由于全球政治经济局势的动荡和变化加剧，能源转型的困难挑战和不确定性有所增加。BLS情景下，化石燃料消费量2030年后有所降低，但化石燃料消费量无法在2060年降至很低水平。这意味着需要更强有力的、全球携手努力的政策，推动能源系统加快转型。能源效率的大幅提升是实现碳中和的前提和基础，实现终端用能高能源效率的大幅提升是实现碳中和的前提和基础，实现终端用能高比例电气化是能源绿色低碳转型发展的必要条件。比例电气化是能源绿色低碳转型发展的必要条件。终端用能部门和能源供给部门全面提升能源效率，可以降低能源消费总量，实现经济发展和能源需求脱钩，这意味着中国的能源效率需要持续提高。终端用能行业的高比例电气化和电制氢规模化发展是拉动用电量更快提升的主因。在工业、交通和建筑领域推行电气化，有助于降低终端用能部门的化石燃料消费。电力部门从火力发电向风能和太阳能发电转变，可以降低能源供给部门的能源加工转换损失。CNS2情景下，到2060年，中国经济规模将增长四倍左右，但终端能源消费量会下降到2021年的64%，一次能源消费量下降到2021年的56%；终端部门电气化率达到66%。全社会用电量达到20.2万亿千瓦时。可再生能源可再生能源跨越式发展助力新型电力系统加快建成，风电和光伏大跨越式发展助力新型电力系统加快建成，风电和光伏大规模发展。规模发展。在能源系统实现净零排放的路径中，无论是CNS1还是CNS2情景，到2060年，可再生能源在一次能源供给中的占比都将超过74%。电力系统全面实现清洁转型，以风电和光伏为主的可再生能源成为主体电源，装机规模化增加，成为便宜、充足的低碳能源，2060年可再生能源占总发电量的94%以上。剩余部分由核能承担。这意味着在煤电转型的前提下，能源结构的深度脱碳和全面转向非化石能源是实现能源系统净零排放的必要条件。煤电煤电将经历将经历从基荷电源向灵活性调节电源的转型。从基荷电源向灵活性调节电源的转型。CNS1和CNS2情景都表明，寿命期内煤电机组在一定的技术支撑下，年运行小时数逐步减少，将有效降低能源系统转型成本，是处理好发展与安全、实现中国能源系统净零排放的有力措施。在电力系统中，煤电将经历一个角色转变的过程，2040年前煤电灵活性改造全面完成。2040年后，随着现役机中国能源转型展望 2023 16|组接近运行寿命，煤电机组陆续退役，煤电的运行小时数降至1000小时以下。2050年后，两个CNS情景的煤电发电量均趋于极低水平，电力系统不再依赖煤电作为供电主力，但部分退役机组退而不拆，开展必要的运维保养，保持备用状态，发挥应急备用作用。核电作为一种重要的核电作为一种重要的低碳基荷电源，发挥积极稳定的作用。低碳基荷电源，发挥积极稳定的作用。在所有情景中，预计核电装机容量将稳步增长，到2040年左右达到1.2亿千瓦，分布在我国沿海地区，承担基荷作用，运行小时数较高。天然气需求增长放缓，在能源消费中的地位逐步调整。天然气需求增长放缓，在能源消费中的地位逐步调整。情景分析显示，可再生能源的快速发展使中国避免了油气高增速高比例发展的阶段。在电力部门，风电和太阳能发电成本迅速降低，天然气价格相对昂贵，同时燃煤发电机组在近中期转向用于电力系统调峰，综合制约了天然气发电需求增长，天然气主要用于终端用能部门。此外，生物质气在发电、工业、交通等领域的发展应用，可以替代部分天然气的潜在需求。三个情景下，2060年天然气在一次能源需求总量中的比重下降至不到7%。建立新型电力系统需系统统筹、多元平衡，同时构建高度智能化的建立新型电力系统需系统统筹、多元平衡，同时构建高度智能化的电网新形态，电网新形态，新型储能、需求侧响应和智慧能源系统是保障电力系统安新型储能、需求侧响应和智慧能源系统是保障电力系统安全的关键所在。全的关键所在。新能源可再生能源大力发展下，电网形态不断优化，形成“西电东送、东电西济，北电南送、南北互供”的电网新形态。新型储能、需求侧响应和智慧能源系统更加有效的整合大规模、间歇性、波动性的可再生能源，满足未来电力用户的需求，特别是在电力峰值负荷时发挥关键作用。电化学储能、电动汽车车网互动（V2G）、压缩空气储能等新型储能技术将作为抽水蓄能电站、水库调峰电站的重要补充，未来可以逐步替代燃煤机组的调峰功能。CNS2情景下，2021-2035年新型储能技术的年均增长率为26%，发展规模倍增式增长。2030-2060年期间，V2G将大规模普及，年均增长率可以达到14%左右。2060年，抽水蓄能、新型储能和需求侧响应成为电力系统的主力调节资源，电动汽车储能对电力系统的稳定运行发挥重要作用，绿氢在支持工业转型的同时，也通过制氢平衡电力系统负荷。碳捕集与封存（碳捕集与封存（CCS）是实现碳中和的重要选项和“最后手段”。）是实现碳中和的重要选项和“最后手段”。摘要 17|CCS技术将主要用于削除难以深度脱碳部门的碳排放，作为燃煤发电和燃气发电机组降低碳排放的技术支撑。与生物质发电结合在一起的生物能源碳捕集与封存（BECCS）技术，可以为实现电力系统净零排放提供新的解决方案。过度依赖过度依赖CCS技术实现碳中和存在巨大风险。技术实现碳中和存在巨大风险。情景分析显示，CCS技术自身存在一定技术局限性，过度依赖CCS技术带来的潜在问题和风险值得警惕。首先，CCS技术实现碳捕集、压缩、运输和封存过程，需要消耗大量电力和热力，必将降低燃煤燃气发电厂的效率，带来更多额外碳排放，加大CCS系统的工作负荷。其次，即使是加装了CCS技术的燃煤或燃气电厂，也很难实现100%的二氧化碳捕集。因此，实现碳中和必须还要依靠其他碳移除技术（如价格更高昂的直接空气捕获技术，简称DAC技术）或者森林碳汇，这意味着无法实现能源系统的净零碳排放。第三，CCS技术对地质条件要求很高，一百年或更长时间后储存的二氧化碳是否会泄露，也需要更多实验、更长时间来验证，对当地地下环境和地表环境是否带来新的影响，也需要进一步检验。绿氢发挥零碳原料和零碳燃料的双重作用。绿氢发挥零碳原料和零碳燃料的双重作用。绿氢的开发和利用，对难以深度脱碳的部门（如钢铁行业、石化行业）具有重要意义。氢可作为还原剂，替代炼铁过程中所需的焦炭，也作为原料，替代合成氨生产过程中的煤炭。氢能还能在交通运输领域替代汽油、柴油等石油产品。此外，氢可用于生产其他电制燃料（PtX），在航空和航运中发挥替代燃料作用。在各种情景下，氢的需求量将持续增长，与制氢相关的电力消费量也持续增加。能源绿色低碳转型是实现能源绿色低碳转型是实现中中国社会经济可持续发展的国社会经济可持续发展的必然选择必然选择。实现碳达峰碳中和目标是一场广泛而深刻的系统性变革，能源转型在其中发挥重要作用。随着清洁能源技术的倍增式、跨越式发展，不仅促进绿色产业壮大发展，还将创造更多的绿色就业机会，并显著提高大气污染物的源头减排效果。能源转型在提供能源安全高效保障的同时，与产业升级相互促进，推动经济高质量发展，贡献于实现多元化可持续发展目标。中国能源转型展望 2023 18|中国能流图中国能流图 图图 1 2021 年中国能流图年中国能流图 中国能流图 19|图图 2 2035 年中国能流图年中国能流图 CNS2 情景情景 中国能源转型展望 2023 20|图图 3 2050 年中国能流图年中国能流图 CNS2 情景情景 中国能流图 21|图图 4 2060 年中国能流图年中国能流图 CNS2 情景情景 中国能源转型展望 2023 22|第一部分第一部分 能源能源转型现状转型现状 第一章：全球应对气候变化和第一章：全球应对气候变化和 能源转型面临新形势新挑战能源转型面临新形势新挑战 全球应对气候变化和能源转型面临新形势新挑战 23|1 全球应对气候变化和能源转型面临新形势新挑战全球应对气候变化和能源转型面临新形势新挑战 当今世界，新冠肺炎疫情影响尚未完全消退，地缘政治冲突、国家间的不当竞争和对垒，以及日新月异的科技革命带来的冲击，正在加速百年未有之大变局的演进。当前，全球气候变化对人类经济社会发展的影响日益严重，热浪、干旱、缺水、严寒等极端天气现象频发，造成居住环境和生态系统受损，粮食安全受到威胁。同时，新冠肺炎疫情、乌克兰危机和其他地缘政治局势变化，也给全球能源转型带来了新的不确定性和新的挑战，全球能源供需格局和版图出现了新的变迁，能源供应越来越多中心和碎片化，供应链越来越政治化，能源安全成本和非技术成本似乎在增加，许多国家和地区的经济和民生普遍遭受到了能源供应紧缺和价格高涨的压力。作为解决气候变化挑战和全球可持续发展的基本支撑，深度减排和深度能源转型变得日趋重要。然而，减排和转型越是紧迫，越是向深度发展，我们面临的短期困难和长期挑战就越多、越艰巨。当前，采取更加坚定的行动以应对气候变化的全球共识并未改变，对能源安全和能源价格的担忧也并未动摇全球能源转型的信心，相反，可能进一步推动全球范围内的能源绿色低碳转型。本章将简要介绍全球应对气候变化和能源转型面临的新形势新挑战，并为随后详细讨论中国绿色能源转型提供背景。1.1 主要结论主要结论 全球气候变化对人类经济社会发展的影响日益严重，极端天气现象频发，粮食安全受到威胁。地缘政治加剧能源供需失衡，许多国家和地区遭受能源供应紧缺和价格高涨的压力，能源转型困难挑战增加。为了应对气候变化和促进全球可持续发展，深度减排和深度能源转型变得日趋重要，碳中和共识进一步增强。中国能源转型展望 2023 24|1.2 全球气候变化影响日益严重全球气候变化影响日益严重 一个多世纪以来，化石燃料燃烧以及不平等、不可持续的能源和土地使用方式导致全球温升比工业化前水平高出1.1。这不仅造成了更频繁和更强烈的极端天气事件，也给世界每个地区的自然和人类带来了越来越危险的影响。近年来，全球气候变化影响日益明显，极端天气现象频繁发生。世界气象组织在其2022年全球气候状况报告中指出，2015年至2022年期间是有记录以来最热的八年。2022年的全球平均温度比1850年至1900年的世界平均温度（“工业化前平均温度”）高出约1.15。根据该报告，2022年全球地表和海洋温度上升加剧了极端天气和气候异常现象。2022年9月，飓风“伊恩”在美国造成至少149人死亡，导致的经济损失超过500亿美元，根据美国追踪全国停电情况的PowerOutage.us报告，飓风“伊恩”过境五天后，佛罗里达州仍有超过49万用户断电。在东非，连续四个雨季降雨量都低于平均水平这是近40年来持续时间最长的状况。在干旱和其他冲击影响下，东非地区估计有1840-1930万人面临粮食不安全风险。在巴基斯坦，7月和8月降雨量创下新的历史记录并导致大面积洪水；造成约1700人死亡、790万人流离失所，3300万人受到影响。2022年，北半球大部分地区异常干旱炎热。英国气温首次超过40，7月19日英国科宁斯比温度达40.3，比之前全国记录高出1.6。欧洲炎热天气一直延伸到瑞典北部，7月21日，莫利拉（Mlilla）的气温高达37.2，是该国自1947年以来的最高气温。欧洲的干旱状况在8月份最为严重，包括莱茵河、卢瓦尔河和多瑙河在内的河流流量降至极低水平。2022年夏季，中国长江中下游地区遭遇数十年不遇的严重干旱和持续高温天气，造成数亿人口聚集的长江中下游地区严重缺水，给生态用水、民用水和供电造成极大压力。今年夏季以来，中国以及周边一些国家又出现了多地高温，少数地区干旱缺水现象严重。干旱引起的缺水问题与水灾害、水环境问题一样，加重了国家和区域水网的负担，也加重了水和能源之间的矛盾。高温干旱引起的用电需求增加、水电发电减少，全球应对气候变化和能源转型面临新形势新挑战 25|需要通过各种保供措施保障供电或者把限电、缺电控制到最低程度，其中包括增加以风光为主的可再生能源发电。全球气候变化对人类生产和生活影响正变得越来越大。世界气象组织呼吁所有国家加快应对气候变化步伐，保护我们共同的地球家园。全球二氧化碳排放量仍在增长全球二氧化碳排放量仍在增长 全球二氧化碳排放量仍在持续增长，但增速已有所放缓。根据国际能源署（IEA）的数据，全球与能源相关的二氧化碳排放量在2022年上升了0.9%或3.21亿吨，达到了超过368亿吨的历史新高。经历了新冠肺炎疫情等引发的能源消费和排放异常波动后，2022年比2021年的反弹超过6%，平均增长速度已有所减缓。尽管世界上大多数国家都提出了碳中和目标，但从全球二氧化碳排放的现实情况来看，距离将全球温升控制在2甚至1.5的努力目标仍然存在相当大的差距。根据IPCC第六次评估报告，基于各国提交的国家自主贡献（NDCs），到本世纪末全球温升预计将达到2.8。要想实现1.5的温升控制目标，全球温室气体排放量需要在2025年前达到峰值，并在2030年比峰值水平上下降约43，其后在2050年实现二氧化碳净零排放。尽管在2030年以前全球难以实现深度减排目标，但各国仍需要加快能源转型步伐，采取更有力的措施，把应对气候变化作为共同的努力方向，并切实采取行动。图图 1-1 1900-2022 年全球能源燃烧和工业过程排放的二氧化碳年全球能源燃烧和工业过程排放的二氧化碳 图片来源：国际能源署 中国能源转型展望 2023 26|专栏专栏 1-1 IPCC 第六次评估报告第三工作组报告第六次评估报告第三工作组报告发布发布 2022年4月4日，政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布了第六次评估报告（AR6）第三工作组报告气候变化2022：减缓气候变化。该报告较为全面地归纳和总结了第五次评估报告（AR5）发布以来国际科学界在减缓气候变化领域取得的新进展，阐述了全球温室气体排放状况、将全球变暖限制在不同水平下的减排路径、气候变化减缓和适应行动与可持续发展之间的协同等内容，揭示了为实现不同温升控制水平全行业实施温室气体深度减排，特别是能源系统减排的重要性和迫切性。同时，强调在可持续发展、公平和消除贫困的背景下开展气候变化减缓行动更容易被接受、更持久和更有效。报告指出，限制全球变暖需要能源部门进行重大转型。这将涉及大幅减少化石燃料的使用、普及电气化、提高能源效率以及使用替代燃料（如氢能）。“几乎在所有的气候条件下，都能看到零能耗或零碳建筑的案例。这十年中的行动对于把握建筑领域的减排潜力至关重要。”IPCC第三工作组联合主席Jim Skea说。减少工业部门的排放，需要提高材料使用效率、产品循环再利用以及最大程度地减少浪费。对于钢铁、建筑材料和化学品等基础原材料，低碳排放、零碳排放的生产过程正处于试点到接近商业的阶段。能源部门碳排放约占全球排放量的四分之一，实现净零排放难度较大，需要新的生产工艺、低排放和零排放的电力、氢能，必要时还需要进行碳捕集与封存。农业、林业和其他土地利用可以做到大规模的减排，以及大规模移除并储存二氧化碳。然而，土地不能补偿其他部门的延迟减排。应对方案有益于保护生物多样性，帮助我们适应气候变化、维持生计并保障粮食、水和木材供应。全球应对气候变化和能源转型面临新形势新挑战 27|1.3 地缘政治加剧能源供需失衡，能源转型困难挑战增加地缘政治加剧能源供需失衡，能源转型困难挑战增加 在过去两年中，新冠肺炎疫情对全球发展带来前所未有的冲击，加上乌克兰危机、发达国家超级宽松货币政策等影响，世界能源市场动荡加剧。而疫情后各国经济恢复又不平衡，能源供应链分割、投资不到位，对后疫情时代能源供应造成影响。两年来，欧洲的石油和天然气供应短缺日益加剧，许多欧洲国家不得不将增加煤炭和启用煤电作为应急保障措施和战略储备。除了欧洲以外，能源市场供需的波动和能源价格的高涨，已经影响到不少国家的经济和民生，也对东亚地区的能源价格和能源稳定供应带来了许多不利的影响。图图 1-2 2020-2022 年期间美国、欧洲和亚洲的天然气价格变化年期间美国、欧洲和亚洲的天然气价格变化 数据来源：路孚特 能源市场波动加剧，是多重因素叠加的综合结果。从短期因素看，受新冠肺炎疫情影响，且疫情后各国经济恢复又不平衡，同时乌克兰危机悬而未决，导致全球经济增长前景充满变数，能源需求复苏面临较大不确定性。从中期因素看，前几年在低碳转型、投融资成本上升等因素的影响下，2016-2020年全球油气上游投资仅3920亿美元，比2010-2015年下降37%，油气开采等上游领域投资意愿不足导致近几年化石能源供应能力支撑不足问题凸显。从长期因素看，需全球退出化石能源使用，发展碳中和能源系统。在多种因素影响日趋复杂的局面下，如果不能稳妥应对各种复杂因素的频繁冲击，必将对全球能源转型带来不利影响。中国能源转型展望 2023 28|世界能源市场动荡加剧，对各国能源安全都有影响。石油、天然气、煤炭等化石燃料价格均在2022年创下历史新高，燃料价格的高企导致居民、工商业等能源消费方承担越来越高的用能支出，尤其是天然气价格的激增，直接导致各国用能成本快速增加。在欧洲主要表现为：对天然气的需求减少、对液化天然气的需求明显增加、煤炭消费量上升、开发建设新的油气项目和基础设施的意愿提高。2022年欧盟天然气需求整体下降了13%，其中五分之一是由于供应减少，而非效率提升或燃料转换。欧洲对液化天然气的需求在2022年前8个月内急剧增加，使液化天然气净进口量增长了三分之二。为应对电力短缺，欧洲提高了煤电和可再生能源发电量。在中国主要表