中国能源体系2060碳中和报告.pdf

20152025203520452055206520202030204020502060聚焦能源转型 国家和地区 2060 碳中和201520052025202020102030220352045205520652040205020602070目录序言 4前言 7迈向生态文明 7中国目前面临的能源挑战 8COVID-19 新冠疫情的影响 9第一章实现 2060 中国能源体系净零排放 10第 1 部分：加速开发清洁能源技术和燃料 11第 2 部分：支持低碳节能型选择 18第 3 部分：实施碳移除 21第二章中国 2060 年能源体系 27经济角度 27行业角度 30第三章迈向碳中和 36了解能源转型的影响 37全面、统一、可靠的政策框架 46行业行动联盟 51城市是变革的孵化器 52结语 54鸣谢 56术语表 56尾注 573序言黄志昌（壳牌集团执行副总裁、壳牌中国集团主席）气候变化是现代人类社会面临的最大挑战。在应对这一挑战的过程中，中国发挥着不可或缺的关键作用。您正在打开的是壳牌能源远景之 中国能源体系2060 碳中和报告，这也可以说是一份邀请函，我们借此诚挚地邀请您共同展望中国能源体系的未来。这份报告勾画了一幅可能的路线图，帮助中国在2060年前实现能源生产与使用过程中二氧化碳的净零排放。作为世界上最大的能源消费国和碳排放国，同时又是最大的可再生能源生产国，以及电动汽车制造与使用量全球遥遥领先的国家，中国既是全球气候挑战的一部分，也是其解决方案的重要组成部分。2020 年，习近平主席宣布，中国将力争于2030 年前达到碳排放峰值，努力争取于2060 年前实现碳中和（“3060 目标”）。在全球迈向可持续未来的脱碳征程上，这可谓是一个意义深远的决定性时刻。2019 年，中国的碳排放占全球碳排放总量的27%1。因此，要实现“3060 目标”，中国实施碳减排的速度必须超过以往所有国家2。中国正在进行全球最大规模的能源体系转型，并且已经取得了显著的进展。清晰的能源转型长期目标和政策路线图，正在推动中国站到低碳工业革命的最前沿，同时也为未来的经济增长提供充足和不断增长的能源供应。中国将逐渐摆脱对煤炭的依赖，转向可再生能源和清洁能源。这一转变将推动低碳和无碳能源、技术以及新型增长产业的发展，从而带来巨大的机遇。这场开创性的绿色革命有可能给国内外的工业、经济和社会带来积极而深远的影响。中国能源转型的规模和重要性都是空前的。因此，实现“3060 目标”的具体路径引发了广泛而热烈的探讨。清晰的长期目标和政策路线图，正在推动中国站到低碳工业革命的最前沿4这份为中国量身定制的壳牌能源远景报告勾勒了一条深入、快速的脱碳路径，帮助中国按时实现“3060 目标”。基于深入的分析，加上我们长期以来服务于中国能源需求的经验，我们认为，这条路径在经济和技术层面都具有可行性。过去128 年来，我们在中国的发展可谓根深叶茂：我们不仅与中国合作伙伴和客户建立起互信关系，还与国务院发展研究中心等中央政府机构合作，为中国能源研究做出了自己的贡献。壳牌的“赋能进步”战略提出，我们将与社会同步，在2050年以前成为一家净零排放的能源企业。这一战略正引领着我们提供清洁的、可持续的能源解决方案，助力中国实现“3060 目标”和建设生态文明。从天然气到可再生能源，从提高能效的咨询项目到低碳技术解决方案我们的产品和服务将帮助各行各业（包括重工业和航空业等脱碳难度较大的行业）以及政府部门实现减碳目标。正如习主席所说，实现“3060 目标”将是一场硬仗。他还说，中国有能力，也有决心同时实现高质量增长和环境保护的目标“绿水青山”就是“金山银山”。我们都将参与这场硬仗，我们也一定会一起赢得这场硬仗！有一句成语我特别喜欢，叫做“高瞻远瞩”站得高，才能看得远。您手中的这份 中国能源体系2060 碳中和报告 就有着高瞻远瞩的目标，它旨在为所有利益相关者打造一个开放的平台，支持大家开展前瞻性的讨论，建立联盟并制订政策框架。通往净零排放目标的道路将是前所未有的征程。为了共创净零未来，我们必须站得高，看得远，并朝着共同的目标迈出坚实步伐。黄志昌（Jason Wong）壳牌中国集团主席5毫无疑问，实现3060目标并非易事。要实现该目标，中国必须以前所未有的速度，对其能源体系实施根本性变革。6前言迈向生态文明在向低碳能源体系转型方面，中国已展现出强劲势头。2015 年，习近平主席在巴黎气候大会开幕式上发表讲话，指出应对气候变化是“全人类共同的使命”。同年，中国承诺到 2030 年左右达到二氧化碳排放峰值，并承诺将单位GDP二氧化碳排放量在 2005 年水平的基础上降低 60%至 65%。2017年，中国共产党第十九次全国人民代表大会将制定“节能环保”政策和“促进全球生态安全”明确列为环境保护重点工作；2018 年，“生态文明”被写入中国宪法。2020 年 9 月，为加强落实，中国政府又提出“3060 目标”，即于 2030 年前达到二氧化碳排放峰值，并力争于 2060 年前实现碳中和。基于壳牌的全球远景分析和洞察，本报告为中国实现2060能源系统净零碳排放勾勒了一条可能路径。通向净零排放的路径是多样的，基于社会和政策所偏好的技术和燃料选择不同，但基本原理是清晰的。本次壳牌能源远景之 中国能源体系 2060 碳中和报告 以壳牌“天空 1.5”远景为基础3，与巴黎气候协定的延伸目标一致，也就是将全球平均气温上升幅度尽可能控制在与工业革命前相比不超过 1.5 C 的水平。在壳牌最新的“天空 1.5”远景中，全球将于2060 年前实现净零排放，其中，发达经济体将更早实现该目标。中国远景与“天空 1.5”远景类似，即整个远景是基于中国能源系统于 2060 前实现净零排放这一假设的。最近在格拉斯哥结束的 联合国气候变化框架公约缔约方会议第 26 次大会（COP26）上，197个国家通过了格拉斯哥气候协议以保证巴黎气候大会 1.5 度目标的继续落实。大会首次达成了削减煤炭使用的共识。中国和美国达成了双边联合协议以加强在实现巴黎协定目标上的合作。毫无疑问，实现 3060 目标并非易事。要实现该目标，中国必须以前所未有的速度，对其能源体系实施根本性变革。然而，鉴于中国迄今取得的进展，以及过去十年实现的变革，我们认为，实现“3060 目标”在经济和技术层面具有可行性。在转型进程中，我们需要跨行业建立产业联盟，并明确减排和加快变革步伐的使命。至关重要的是，我们需要制定相应政策框架，以协调政府、企业和社会大众的利益，确保各方不断致力于取得进展。7更多能源资讯、报告、数据、视频，请根据所需扫描下列二维码。中国应对气候变化的决心、拥有的科学技术，以及由五年规划建立起来的系统的长期政策治理，为其推动能源转型提供独有的动力。通过设立长期而明确的应对气候变化的目标，习总书记的宣言反映了中国在实现经济增长以外，对改善社会和环境的高度重视。中国目前能源体系面临的挑战中国是全球最大的能源消费国2019 年能源消费量占全球能源消费总量的 21%，也是全球最大的煤炭消费国。目前，中国大部分近 60%的一次能源需求依赖于煤炭来满足。中国能源体系的庞大规模及其对煤炭的依赖意味着，其温室气体（GHG）排放量在全球温室气体排放总量中的占比也要大得多。2018年，该占比达到了 24%4，是全球第二大温室气体排放国美国（12%）的两倍，欧盟（7%）的三倍以上。按人均计算，中国温室气体排放量刚刚达到发达国家的平均水平。2018 年，中国人口约 14 亿，这意味着其人均二氧化碳排放量约为 8.2 吨，不及2018 年美国和加拿大人均二氧化碳排放量17 吨的一半，但高于欧盟人均 6.5 吨。然而，中国的人均排放量在 2019 年跃升至 10.1吨，超过经济合作与发展组织（OECD）2020 年的水平 5。随着中国经济继续增长，以达到与经合组织可比的发展水平和生活标准，能源消费增长将在未来几十年持续人均排放量也可能增长。8中国能源体系的庞大规模使其成为全球实现巴黎协定气候变化目标的关键因素。根据国际能源署（IEA）公布的政策远景，如果中国能够实现其公布的2030 年和2060 年气候目标，那么到本世纪末，全球平均气温升幅将比基线缩小近 0.26。反过来，实现巴黎协定的目标将有助于中国乃至全球避免遭受气候变化带来的最坏影响。尤其是在未来十年，中国面临的挑战将是在经济发展带动能源需求增长的同时，减轻自身对煤炭的依赖。然而，中国目前仍处于工业化发展阶段，水泥、钢铁和化工等重工业在经济产出中占据了相当大的比例。中国的大部分工业产能相对较新且依赖于煤炭。因此，若要实现脱碳目标，同时避免这些工业资产提前停用造成的成本损失，就需要大力投资并转向低碳生产工艺、技术和燃料。COVID-19 新冠疫情的影响COVID-19 新冠疫情在世界各地引发了混乱，给人类健康造成了重大损失，而且，各种旨在控制疫情之影响的举措也造成了经济衰退。中国有效地遏制了疫情的发展并控制了疾病的传播，从而迅速恢复了经济发展，此抗疫表现超过了其他所有主要经济体。尽管中国 GDP 增速降至 40 年来的最低水平，但中国仍然是全球唯一一个在 2020 年实现经济增长（2.3%）的主要经济体7，与全球经济形成了鲜明对比。据估计，2020 年，全球经济收缩超过 3%8，是战后以来最大幅度的紧缩。受此影响，2020 年全球一次能源需求下降近4%，与能源相关的二氧化碳排放量下降近 6%9。随着中国经济逐渐恢复到疫情之前的水平，其碳排放量也开始增长。排放量在 2020 前三个月平均每月下降 10%之后，在其后每个月，其二氧化碳排放量平均增长 4%。2020 年，中国二氧化碳总排放量比 2019 年底高出近 1%10。中国有效地遏制了疫情的发展并控制了疾病的传播，从而迅速恢复了经济发展，此抗疫表现超过了其他所有主要经济体。9实现 2060 能源体系净零排放第一章壳牌能源远景10要在未来四十年内实现中国能源体系的净零排放，中国经济必须发生根本性的变革。中国不仅需要改变能源的生产方式，还必须改变能源的运输和消费方式。为此，中国需要开发新能源，并将其与新技术相结合。此外，中国还需要建立新的经济与商业模式，去适应直接使用能源的行业（即终端用能）以及运输和建筑行业。与美国和欧盟等成熟经济体不同，由于中国要实现与当今发达经济体相当的经济发展水平，中国能源体系的转型需要在能源需求不断增长的背景下进行11。这也为中国在开发和采用低碳技术、燃料和解决方案方面超越当前发达经济体提供了机会。第一部分：加速开发清洁能源技术和燃料中国已经站在一些低碳技术商业化应用的前沿，例如，太阳能和风能发电，电动汽车等。利用低碳能源加大电气化本报告勾勒的深入迅速的脱碳路径需要基于以下前提，即经济体尽可能实现电气化普及，同时投资于可再生能源以及其他低碳和无碳能源（例如，核能）发电，以满足电力需求。自20 世纪 90 年代以来，中国的电力体系发展迅速。过去三十年，电力在最终能源消耗中的占比每十年增长约 6%，在未来四十年，该占比还需要以更高的速度增长近 9%（图 1）。根据本报告的分析，电力在最终能源消费中的占比将从目前的23%增长至2060年的60%左右。2060年的最终电力消费总量将达到目前的三倍，建筑业（住宅和商业建筑）、轻工业和道路客运等部门将基本实现电气化12。与美国和欧盟等成熟经济体不同，由于中国已实现与当今发达经济体相当的经济发展，中国能源体系的转型需要在能源需求不断增长的背景下进行。1170%60%50%40%30%20%10%019902000201020202030204020502060China Rate of electrification艾焦耳/年电力在最终消费总量中的占比（%）来源：壳牌分析,基于 IEA 历史数据图 1：中国电气化率中国目前的电力体系仍然以煤电为主。要实现电力体系脱碳，中国需要大幅提升太阳能和风能发电占比从目前的 10%增高至 2060年的 80%。12China Total final consumption,electricity and hydrogen by source艾焦耳/年908070503060402010020202030204020502060其他风能太阳能生物质能水电核能天然气煤电来源：壳牌分析,基于 IEA 历史数据 图 2：清洁电子满足电力需求除了终端用能（工业、运输和建筑行业）电气化以外，电解水制氢需求也将推动电力需求。下一章将更详细地探讨这一点。自2030 之后，氢能需求将呈指数级增长，预计到 2060 年，该需求将刺激电力需求增长 25%，中国电力系统规模几乎是目前四倍。在推进电气化的同时，中国还需要转向低碳和零碳能源发电方式。中国是全球可再生能源发电的领军者。2015 年至 2019 年，风力发电装机（陆上和海上）提高了79GW（60%）；太阳能发电装机提高了 161GW（几近 400%）13。2019 年至 2020 年，尽管面临新冠疫情，但中国在全球可再生能源发电新增装机中的占比达到80%（约 75GW）。此结果在很大程度上由一项限期政策所推动。该政策规定，先期合约装机须于 2020 年底之前完成并网14。然而，中国目前的电力体系仍然以煤电为主（图 2）。要实现电力体系脱碳，中国需要大幅提升太阳能和风能发电占比从目前的 10%增高至 2060 年的 80%。在本远景中，到 2034年，太阳能和风能将超过煤炭，成为最大的电力来源。与核能发电一样，生物质能发电有着特殊但重要的作用。自 2053 年起，通过结合碳捕集、利用与封存（CCUS）技术，生物质将为能源体系的其余部分提供了负排放源。2060 年，所有化石燃料发电都将配置 CCUS，从而实现碳的永久封存。要实现上述清洁能源电气化远景，中国能源体系需要系统性重大变革。13这场重大变革中的一项关键任务将是扩建高压输电线路，将可再生能源丰富的地区（尤其是北部和西部地区）与沿海能源需求较高的地区连通。十多年来，中国一直在投资建设高压输电线路。中国制定了雄心勃勃的电网扩建计划，旨在为更大规模的清洁电力供应提供支持。近年来，中国实施了一系列里程碑项目，其中包括中国国家电网公司于 2019 年开通的首条绿色特高压输电线路。该线路为河南省用户输送青海省太阳能发电电力。另一个里程碑项目是中国首套大型风电网络，用于汇集内蒙古 36 个风电场的发电产出。该电网于 2020 年建成，将通过特高压线路向山东和江苏这两个沿海省份输送电力。另一项要务是投资改善配电网。提升配电网络供电能力，以实时平衡各种类型电力供应与需求，利用数字技术及解决方案来构建优化、可靠、有弹性的电网。第三项重点任务是改善电力市场结构，以便应对可再生能源占比较高的发电系统的间歇性。例如，需要通过给予充分激励来鼓励企业投资于灵活发电来源、大规模储能，以及智能基础设施和系统，以便应对电力需求波动。促进区域与省级电力市场之间的互联互通，这将有助于实现更高效的电网调度和平衡，对于管理成本和确保供电稳定性也很重要。IEA 预计，2021 年至 2060 年，通过从省级调度和平衡转向区域调度和平衡，可减少100GW灵活资源需求15。第三章将更详细地探讨灵活资源的投资成本和系统效益。最后，在需求侧，为扩大电气化范围，中国将需要采用新的技术和生产工艺，尽可能地实现运输业、轻工业和建筑业的全面电气化。为此，中国将需要新建一系列基础设施从电动汽车（EV）充电设施，到新型运输传动系统，并需要为钢铁等重工业研发新的生产工艺。14China Total final consumption by sector:hydrogen艾焦耳/年18161410612842020202030204020502060其他航空货运（道路）客运（道路）建筑工业来源：壳牌分析,基于 IEA 历史数据根据本报告的分析，2060 年，约 60%的能源消费将实现电气化。对于剩余的 40%较难实现电气化的行业，将需要推行采用低碳燃料。重型公路运输、航运和航空等行业，以及钢铁和化工等重工业都需要使用便携的、高能量密度的燃料。这些目前依赖于化石燃料的行业在未来将不得不转向新型低碳能源。为满足这些较难电气化行业的能源需求，氢等新型低碳燃料将发挥重要作用。根据本报告的分析，氢的消费量将从目前的极低水平增长至 2060 年的 17 艾焦耳/年以上。这相当于 5.8 亿吨煤当量，或者最终能源消费总量的 16%。氢将主要用于重工业、农业机械、重型公路运输、短途航空和航运（图 3），其中 85%以上是通过可再生能源和核能电力电解生成的绿氢。2060 年，尽管仍有部分氢使用煤和天然气生成，但其规模相对有限，并结合 CCUS。要于 2060 年前实现这一部署规模，意味着，中国需要在未来 20 年内，致力于绿氢商业化。过去十年，太阳能和风能的利用成本一直在下降，而且在未来将继续下降，这将提高氢能的商业可行性。与此同时，随着氢能使用需求日益增长，中国将需要投资建设氢能生产、配送和储氢基础设施。所有以下投资项目需要协同发展：商业化项目、对制氢厂的初始投资，以及道路货运、航运和钢铁等终端用能行业的氢能试点项目。鉴于氢能作为低碳能源和全球增长型产业的重要性，中国“十四五”规划将氢能产业列为未来六大产业之一。中国氢能联盟（政府支持下建立的产业联盟）预测，2030 年，氢能在中国能源体系中的占比将至少达到5%，这与本远景报告中的分析一致。图 3：氢能指数级增长实现低碳燃料商业化：氢，生物质燃料15务必从这个十年开始，通过出台相关政策来鼓励生产先进生物燃料，并推动生产成本的下降，使这些燃料获得商业可行性并在航空等行业中得到使用。16China Total primary energy by source:biofuels艾焦耳/年4.54.03.52.51.53.02.01.00.5020202030204020502060生物燃料（第二代先进燃料）生物燃料（第一代）对于一些需要使用高能量密度液体燃料的行业，例如，长途航空和化工行业，先进的生物燃料非常重要。在中短期内，这些生物燃料是为数不多的可替代液态化石燃料的低碳燃料之一。根据本报告的分析，生物燃料的使用量将从目前相对温和的水平增长至 2040 年的近 5 艾焦耳/年（图 4）。然而，生物燃料需求在 2045 年达到峰值后，将出现下降，其原因有两个：一是电气化范围的扩大，导致公路客运对将生物燃料与液态化石燃料掺混使用的需求减少；二是重型公路和铁路运输中氢使用量的增长。到 2060 年，生物燃料需求将缓降至 3 艾焦耳/年以下，这些需求将越来越多地由先进生物燃料来满足，从而最大限度地减少对粮食生产以及对广泛自然环境的影响。与此同时，生物燃料需要在等级划分和优先排序中排在较高地位，以满足航空和化工等最难减排行业的特定需求。从这个十年开始，通过出台相关政策来鼓励生产先进生物燃料，并推动生产成本的下降，使这些燃料获得商业可行性并在航空等行业中得到使用。目前，中国的生物燃料主要是使用传统淀粉基原料生产的乙醇，并用于工业和公路运输。此前，也就是 2017 年 9 月，中国设定了一个目标，即从2020 年起，实现全国车用 E10 乙醇汽油全覆盖。但由于担心食品供应链可能因此遭受不利影响，这一目标已被推后。这意味着中国可借此机会，将生物燃料政策的重点重新放在第二代先进生物燃料的推广方面。这些燃料对食品供应链的影响较小，而且更有利于环境的可持续发展。图 4：生物燃料将在最难减排行业发挥特殊关键作用来源：壳牌分析,基于 IEA 历史数据17随着低碳技术、燃料及产品进入市场，消费者和企业作出的选择将有助于加强和推动更多的变革。政府需要激励生产者（包括贫瘠土地上的生产者）转向可持续生物燃料，同时，通过推动实施相关政策，在最难减排的行业建立生物燃料市场，并优先满足其能源需求。航空业就是一个例子，与公路运输相比，航空业需要更高等级的生物燃料。为支持航空业对可持续航空燃料的能源需求，有必要通过出台相关政策来推动先进生物燃料的商业化，并推动其成本的下降。第 2 部分：支持低碳节能选择随着低碳技术、燃料及产品进入市场，消费者和企业从中作出的选择将有助于加强和推动更多的变革。强劲的需求是创新的强大动力。充分发挥能源效率潜力过去二十年，中国在能源效率方面取得了显著进步，但是仍拥有继续改进的潜力。自 2000 年以来，中国一次能源总需求增长了近三倍，而 GDP增长了五倍以上。这使得过去 20 年，其 GDP 能源强度下降了45%以上。然而，中国仍有很大的改善空间，尤其是与欧洲经济体相比。2018 年，德国单位 GDP 能源强度比中国低近 40%，而英国单位 GDP 能源强度几乎只有中国的一半。根据本报告的前瞻性分析，未来四十年，能源效率将继续稳步提升。据估计，2020 年至 2060 年，中国单位 GDP 能源强度将下降 50%以上。经济增长将继续与能源消费脱钩，在此期间，GDP 增长将继续超过能源需求增长（图 5）。低碳电气化普及趋势将在很大程度上推动总体能源效率的提升。在交通运输行业，电动发动机的效率为 90%，即能够将 90%的输入能量转化为动能来驱动车辆前进，相比之下，内燃机会将 60%至 80%的输入能量转化为热能。因此，电动发动机将日益取代内燃机。在工业领域，可通过优化工业过程（包括轻工业电气化）来提升能源效率。在住宅及商业建筑行业，需要通过升级和隔离现有库存，同时实施和执行更严格的新建筑施工标准，大幅提升能源效率。1835030020010002501505020202030204020502060China Trends in gross domestic product(GDP)and total primary energy(TPE)国民生产总值（GDP）一次能源总量（TPE）一次能源总量/国民生产总值（TPE/GDP）图 5：中国能源需求持续与经济增长脱钩来源：壳牌分析,基于 IEA 历史数据在城市环境中，经济活动相对集中，因此，利用数字技术辅助运输、住房、办公、能源、垃圾、水及其他城市服务的集成式智能基础设施，可大幅提升能源效率。逐步提高碳价格为确保中国于 2060 年前实现净零排放，提高碳价格16（无论通过市场还是监管手段）是至关重要的。根据本报告的分析，在 2030 年之前的十年内，碳价格（包括显性碳税/价格和隐性监管成本）将缓慢上涨至 300 元人民币/吨 CO2。在随后的几十年，其将加速上涨，最终于 2060 年达到1300 元人民币/吨 CO2（图 6）。碳价格上涨是为低碳能源领创造公平竞争环境的关键杠杆。预计在这场能源转型进程中，其作用将发生变化：碳价格在这十年的逐步上涨，将促使运输业、建筑业和工业等部门做出更多努力来提升能源效率和排放效率。而且，碳价格的上涨已开始推动资源（尤其是资本）在整个经济体中面向低碳技术和基础设施的重新配置。欧洲的事实证明，碳定价尤其对于推动煤的退出是有效的。在初始阶段，在全面的清洁能源政策框架下实施碳定价将发挥最有效的作用。该框架鼓励创新，并包括一系列帮助企业将清洁技术、燃料和产品推向市场的政策，与此同时，该框架通过基础设施规划，支持这些清洁技术、燃料和产品的部署和大规模使用。碳价格于2030 年之后才加速上涨，这将为创新的蓬勃发展和新型低碳解决方案的开发留出时间。19China CO2 price元人民币/吨CO21,4001,2001,000800600400200020202030204020502060图 6：中国碳价格从现在到 2060 将持续增长来源：壳牌分析,基于 IEA 历史数据基于此，消费者和企业将有更广泛的低碳解决方案可选择。一旦这些低碳解决方案接近商业可行，并且支持大规模采用这些解决方案的基础设施已建立，碳价格将发挥重要作用：促使企业和消费者从化石燃料转向低碳能源，并促使其更多地选择低碳产品和服务。从长远来看，在某些行业，如电力行业和公路客运行业，清洁能源的成本有可能达到与化石燃料相竞争的水平。然而，航空等其他行业则可能需要持续保持较高的碳价格，以弥补传统能源与清洁技术及燃料之间的差距。中国通过八个区域性排放交易系统（ETS）来实施碳定价试点。在这些经验的基础上，中国建立了一套全国排放交易系统。经过区域试点之后，这套全国排放交易系统于 2021 年 7 月投入运作。目前，其中的交易实体主要来自电力行业，涵盖 40 亿吨碳排放。作为全球规模最大的排放交易系统，它覆盖了中国碳排放总量的 40%左右。预计在下一个发展阶段，这套全国排放交易系统的范围将扩大，以包括其他行业，例如，钢铁和化工等排放密集型行业。此外，该系统还可能包括更多的金融实体，以便提供市场流动性等效益。预计这套全国排放交易系统的功能也将不断演变。例如，从目前基于排放强度的排放上限转变为绝对排放上限，以及从目前的免费配额分配转变为更多基于拍卖的分配。系统性地开发和实施这套全国排放交易系统，将是推动中国沿着一条具有成本效益的碳中和路径前进的关键，因为它将提供所需的明确且一致的价格信号，帮助能源体系于2060 年前实现净零排放。在这十年确定一个有意义的碳价格来推动减煤等举措，对该系统长期保持稳健性和可信度至关重要。20利用 CCUS 技术来改造这些现有的燃煤电厂以及化工厂、水泥厂和钢铁厂等工业设施，可提供一种减排方式，而不必提前弃用这些资产。第 3 部分：实施碳移除扩大 CCUS 规模在全球气候变化亟待缓解的压力下，中国必须在四十年这段相对较短期限内，实现净零排放。转向清洁能源和节能技术是不够的，中国还需要积极实施碳移除。这使得碳捕集、利用与封存（CCUS）成为中国解决方案的重要组成部分。中国不得不面对过去十年建成的大量尚有多年经济寿命的煤电设施和重工业设施。利用 CCUS 技术来改造这些现有的燃煤电厂以及化工厂、水泥厂和钢铁厂等工业设施，可提供一种减排方式，而不必提前弃用这些资产。有多种方法可应用 CCUS。其中包括：正在开发的直接从空气中捕集二氧化碳的新技术；捕集工业过程中产生的排放；捕集工业和电力行业使用能源的过程中产生的排放；以及捕集使用煤炭和天然气制氢的过程中产生的相关排放。在向净零排放的转型进程中，利用所捕集的二氧化碳来提高石油采收率或生产合成燃料和化学品，可发挥重要作用。这样做可能有助于在短期内取代化石燃料，并提供额外的收入来源，以支持碳捕集的商业化。然而，捕获的二氧化碳最终需要限制在永久或接近永久地质封存的用途上。在碳封存方面，中国拥有显著的地质潜力：估计地下封存量为 2.4 万亿吨，仅次于美国17。中国目前有 40 多个 CCUS 试点项目，总封存量达 300 万吨18。其中许多项目是与提高石油采收率相关的小型开发项目。在未来四十年，这些项目的规模需要大幅扩展。2060 年，在净零排放能源体系中，每年将需要捕集并永久封存 13 万亿吨二氧化碳（图7）。这意味着，未来四十年，CCUS的封存量需要提高 400 倍以上。尽管这在技术上具有可行性因为中国的许多 CCUS 技术即将或者已经实现商业化，但其主要挑战在于，如何创造条件来支持利益相关方投资建设大规模 CCUS 设施（尤其是作为工业脱碳解决方案的 CCUS 设施）。21专题 1：产业集群和港口在扩大 CCUS 规模方面的作用在中国加快发展 CCUS 的进程中，产业集群和港口将发挥重要作用。规模扩展将是未来的大型项目与以前的试点项目及小型独立项目之间的一项关键区别。在此背景下，通过排放源集群和基础设施共享，可带来规模效益。国际能源署估计，中国电力行业和重工业 45%的碳排放距离潜在碳封存地点不超过 50 公里，65%不超过100公里19。由排放量较高的企业及行业组成的产业集群可以为建设碳捕获、运输和封存基础设施带来规模经济。同时它们还可作为法规框架实施的试点。例如，山西、陕西和新疆等煤炭工业高度集中的省份可能是合适的试点地区。港口也可为 CCUS 的早期开发提供机会，因为：它们靠近潜在的海上封存地点；大型工业港口的脱碳潜力；以及碳排放管控基础设施的建设带来的规模经济。具有这些特点的港口包括中国东部沿海的一些工业港口，例如，广州。从长远来看，对中国而言，通过将 CCUS技术整合到产业集群和港口发展中，有可能实现大规模减排。这对于一些较难实施减排的工业部门尤其重要，因为这些行业在未来几十年可能一直主导中国经济。22China CO2 emissions sequestered by carbon capture and storage from all energy by point of emission十亿吨CO2/年1.41.00.61.20.80.40.2020202030204020502060其他能源生产氢能电力（商用）工业中国需要从现在开始，采取公共政策行动，以确保于 2060 年前实现上述规模的 CCUS。具体行动将包括一个强有力的、不断上调的碳定价机制，使 CCUS 在长期内具有商业可行性。此外，对 CCUS 减排给予奖励（比如，以全国排放交易系统中的碳信用的形式）将推动更多技术投资。在短期内，政策行动需要包括，为捕集技术（包括直接从空气中捕集和各种终端用途，尤其是电力和工业部门）商业化提供支持。此外，还需要发展碳运输基础设施，例如，短途货车、铁路和驳船，以及长途航船和管道。旨在降低投资风险和资本成本的政策框架将在短期内吸引私有资本。其他一些措施，例如，明确永久性碳封存的长期责任要求，将会促进市场更大范围地采用 CCUS。短期内需要采取的政策行动包括，为捕集技术（包括直接从空气中捕集和各种最终用途，尤其是电力和工业部门）商业化提供支持。图 7：扩大 CCUS 规模来源：壳牌分析,基于 IEA 历史数据23专题 2：生物质能源和负排放在中国能源体系的脱碳进程中，先进生物燃料和生物质扮演着重要角色尤其是在电力以及航空和重工业等较难实施减排的行业。根据本报告的分析，生物质能源总量液态生物燃料和固体生物质将从目前的约2艾焦耳增长至2060 年的近17 艾焦耳。这与有关中国可持续生物原料潜在数量的估计一致（考虑了将边缘土地转为种植木本生物质和能源作物等因素）。要充分实现中国可持续生物资源的潜力，务必要采用系统性的、协调的方法。在供给侧，中国需要：从第一代生物燃料转向第二代及其他先进原料；通过开发原料收集与运输系统以及扩大先进生物质能源产能，扩展生物质能源供应链；制定相应政策，以鼓励和激励可持续生物资源的生产。这些政策将需要有力地划出重点区域，因为不同类型的生物质和基于生物质的产品在全国不同地点的可获得性将有很大差别。在需求侧，中国需要：从在家庭烹饪和供暖中使用生物质，以及在公路运输中使用生物燃料等传统模式，转向在电力、重工业和航空等行业使用先进生物质能源。就液态生物燃料的生产或固态生物质的使用而言，通过将碳捕集和封存(CCS)应用于生物质能源，可能提供一个负排放源。如前所述，生物质发电将是中国脱碳电力系统的重要组成部分，约占2060 年发电总量的 6%。此外，中国工业领域目前是生物燃料的重要消费者，化工等行业可能需要继续使用先进生物资源。根据本报告的分析，2060 年，商业生物质总量在重工业最终能源消耗总量中的占比将达到 6%左右。通过将 CCS应用于生物燃料/生物质的生产和使用，不仅可减少二氧化碳排放，还可为整个能源体系提供一个负排放源。根据本报告的分析，2060 年，应用了 CCS（或BECCS）的生物质能源在二氧化碳捕集总量中的占比将达到 42%，相当于 6 亿吨的负排放。中国电力和工业设施相对较新，这也使得生物质能源成为一个具有吸引力的减排方案。生物质可作为即用型燃料和/或与煤共燃，来减少这些设施的碳排放，而无须大幅调整生产过程。这有助于避免因这些资产提前报废而产生高昂的成本损失。利用 CCS予以改造，有助于延长其使用寿命，使其转变为减排方式，而不再是排放源。目前，中国还利用垃圾发电来生产大量电力和热能，这些设施通过应用 CCS，可将垃圾转化为生物质，从而提供了又一个负排放源。24在中国能源体系的脱碳进程中，先进生物燃料和生物质扮演着重要角色尤其是在电力以及航空和重工业等较难实施减排的行业。25中国2060能源体系第二章壳牌能源远景26通过向净零排放能源体系转型，中国将在 2060 年建立一套完全不同的能源体系。本报告勾勒出了一条在未来四十年内实现能源净零排放的独特路径：该路径的基础：1.经济体深入实施电气化，并让各种低碳技术和燃料在技术和经济层面发挥潜力；2.充分发挥消费者及企业选择低碳节能产品而形成的潜在作用；3.将碳移除用于一些减排困难和减排成本高昂的行业。虽然这条路径可能发生调整，但要于 2060 年前实现碳中和目标，就需要在这三个方面积极采取行动。社会和政策偏好将决定这些行动之间的相互平衡。为实现碳中和，中国需要实施深入改革，即在经济层面和行业层面，从根本上改变自身的能源体系。从经济层面来看2060 年，中国的能源结构需要从目前由化石能源占主导地位（在一次能源中的占比达88%）的结构，转变为由低碳和无碳能源占主导地位（太阳能、风能、生物质能源和核能等在一次能源中的占比达 80%）的结构（图 8 专题 2）。与美国和欧盟等发达经济体不同，中国的能源转型需要在经济不断发展并且能源需求不断增长的背景下进行。在这个十年，中国将可能从能源效率提升中获得显著效益。随着中国经济逐渐发展成熟，其能源需求将于 2030 年之后放缓。从 2040 年开始，由于对低碳燃料（如绿氢等）的广泛需求，中国能源需求将仍出现一定程度的温和增长。与美国和欧盟等发达经济体不同，中国的能源转型需要在经济不断发展并且能源需求不断增长的背景下进行。在这个十年，中国将可能从能源效率提升中获得显著效益。27China Total primary energy by source艾焦耳/年20018016014010060120804020020202030204020502060其他可再生能源风能太阳能生物质能源核能煤炭天然气石油图 8：中国能源体系的转变来源：壳牌分析,基于 IEA 历史数据能源生产方式的改变与能源消费方式的转变相匹配（图 9）。建筑、公路运输和轻工业等终端用能行业将实现大规模电气化。此外，再加上供给侧和需求侧实施的其他提升能源效率的举措，将导致最终能源消耗比原本水平低出 39%。一些较难实现电气化的部门则将继续依赖于分子。然而，这些分子将从天然气转向氢能等气体，从石油转向可持续的液态生物燃料，从煤炭转向可持续的生物质燃料。在本报告描绘的远景中，到 2060 年，中国能源体系将实现净零排放，所有行业都将尽可能地接近于零碳排放。能源相关的碳排放将从目前的100 亿吨左右下降到 2050 年的 20 亿吨左右，到 2060 年将下降至净零水平。本报告预计，中国将需要结合利用以下手段：低碳技术和低碳燃料来源、节能行为和低碳选择，以及在最难实现减排的部门，应用 CCUS 进行碳移除。具体包括，在电力和工业行业，应用生物质能源结合碳捕集、利用与封存（BECCS），以产生负排放（图 10）。一些较难实现电气化的部门则将继续依赖于分子。然而，这些分子将从天然气转向氢能等气体，从石油转向可持续的液态生物燃料，从煤炭转向可持续的生物质燃料。2814012010080604020020202030204020502060China Total final consumption,electricity and fuels艾焦耳/年燃料消费总量（不考虑能源效率提升）固态燃料生物质化石燃料气态燃料氢能和生物气化石燃料液态燃料生物燃料化石燃料电力非化石燃料发电化石燃料发电China CO2 emissions from all energy by point of emission1084620-220202030204020502060能源生产建筑工业航空航运铁路运输公路运输电力艾焦耳/年2025 中国碳达峰图 9：中国能源体系转型图 10：二氧化碳排放持续下降 来源：壳牌分析,基于 IEA 历史数据来源：壳牌分析,基于 IEA 历史数据29908060402007050301020