與其他國(guó)家相比，中國(guó)在實(shí)現(xiàn)碳中和道路上將面臨碳排放量大、能源消費(fèi)以化石能源為主、碳達(dá)峰到碳中和緩沖時(shí)間短等諸多挑戰(zhàn)。

中國(guó)是全球最大的二氧化碳排放國(guó)，2019年二氧化碳排放量占全球總排放量的29.4%，比美國(guó)（14.4%）、印度（6.9%）和俄羅斯（4.5%）的總和還要多。

目前，中國(guó)能源消費(fèi)仍然以煤炭、石油、天然氣等化石能源為主，特別是煤炭比重占一半以上。

2019年，中國(guó)能源消費(fèi)總量為34×108t油當(dāng)量，煤炭占58%，石油占19%。

中國(guó)從碳達(dá)峰到碳中和?間隔只有短短30年，即碳達(dá)峰后需要快速下降，走向碳中和。歐盟承諾的碳達(dá)峰到碳中和時(shí)間為60～70年，緩沖時(shí)間是中國(guó)的2倍。

針對(duì)中國(guó)國(guó)情，不能復(fù)制國(guó)外碳中和模式，需要制定符合中國(guó)資源稟賦及國(guó)情的碳中和實(shí)施路線。

在實(shí)現(xiàn)碳中和的道路上，中國(guó)需要在電力、工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域共同努力，減少“黑碳”的排放量和發(fā)揮“灰碳”的可利用性。

推進(jìn)煤炭高效清潔化利用

中國(guó)煤炭資源豐富，是主體能源類型和重要工業(yè)原料。大力推進(jìn)煤炭高效清潔化利用既可有效控制二氧化碳排放，還能發(fā)揮煤炭保障國(guó)家能源安全的主力作用。

煤炭高效清潔利用包括煤的安全、高效、綠色開(kāi)采，煤燃燒中的污染控制與凈化，新型清潔煤燃燒，先進(jìn)燃煤發(fā)電和煤潔凈高效轉(zhuǎn)化等。

煤炭地下氣化是清潔利用的重要途徑，可從根本上改變中深層煤炭開(kāi)采利用模式，減少煤炭在開(kāi)采和應(yīng)用中造成的環(huán)境負(fù)面影響。

要力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)中國(guó)陸上埋深1000～3000 米煤炭資源氣化利用，預(yù)估這部分煤炭資源氣化開(kāi)采可產(chǎn)甲烷、氫氣等氣體（272～332）1012立方米。

中國(guó)約50%的煤炭消費(fèi)總量用于發(fā)電，解決燃煤發(fā)電的清潔高效問(wèn)題是煤炭高效清潔利用的重中之重。現(xiàn)代煤化工以潔凈能源和精細(xì)化學(xué)品為主，包括煤制氣、煤制油、煤制化工品等。

加快清潔用能替代

加快實(shí)施清潔用能替代，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系是中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的重要舉措。

依靠技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)一步降低太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電成本，利用風(fēng)電—光電—儲(chǔ)能耦合模式替代火電，發(fā)揮儲(chǔ)能技術(shù)快速響應(yīng)、雙向調(diào)節(jié)、能量緩沖優(yōu)勢(shì)，提高新能源系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和上網(wǎng)穩(wěn)定性。

利用光熱—地?zé)狁詈夏Ｊ教娲济汗嵊媚?，發(fā)揮太陽(yáng)能光熱和地?zé)岬母髯詢?yōu)勢(shì)，形成互補(bǔ)供熱用能。

其次，應(yīng)提升天然氣在低碳轉(zhuǎn)型中的最佳伙伴到最后橋梁作用。天然氣是低碳清潔能源，對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和起到積極促進(jìn)作用。

在碳中和背景下，中國(guó)天然氣需求增長(zhǎng)強(qiáng)勁，預(yù)計(jì)到2035年，需求量將可能快速增長(zhǎng)至（6500～7000）108立方米。以四川盆地、鄂爾多斯盆地、塔里木盆地為重點(diǎn)，建成多個(gè)百億立方米級(jí)天然氣生產(chǎn)基地，促進(jìn)常規(guī)天然氣增產(chǎn)。

重點(diǎn)突破非常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)，完善產(chǎn)業(yè)政策體系，促進(jìn)頁(yè)巖氣、煤層氣等開(kāi)發(fā)利用。

與此同時(shí)，還應(yīng)大力發(fā)展“綠氫”工業(yè)及其產(chǎn)業(yè)鏈。中國(guó)需要像煤炭、油氣等工業(yè)一樣，加快構(gòu)建氫能工業(yè)，推動(dòng)實(shí)施“氫能中國(guó)”戰(zhàn)略。

中國(guó)氫能需求旺盛，但仍以化石能源制氫（即“灰氫”）為主。利用“綠氫”替代“灰氫”，可有效降低二氧化碳排放。

據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)測(cè)，2030年中國(guó)將處于氫能市場(chǎng)發(fā)展中期，氫氣年均需求量達(dá)3500×104t，在終端能源消費(fèi)中占5%；2050年氫氣年均需求量達(dá)6000×104t，“綠氫”占?xì)錃鈦?lái)源的70%，在終端能源消費(fèi)中占比至少到10%，可減排二氧化碳約7×108t。

此外，加快推進(jìn)儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、氫燃料電池及加氫站等產(chǎn)業(yè)鏈整體發(fā)展，與油氣工業(yè)深入融合，利用現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)和加油氣站等基礎(chǔ)設(shè)施，在產(chǎn)氫、加氫等產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)點(diǎn)發(fā)揮油氣公司先天優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)“油、氣、氫、電”四站合建，推進(jìn)氫工業(yè)體系高質(zhì)量發(fā)展。

加大二氧化碳埋藏及封存應(yīng)用

二氧化碳埋藏與封存能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳大規(guī)模減排，是化石能源清潔化利用的配套技術(shù)。

中國(guó)以煤炭為主的資源稟賦決定，必須加大二氧化碳的埋藏及封存應(yīng)用與推廣，發(fā)揮其在碳中和進(jìn)程中的作用，推動(dòng)煤炭高效清潔化利用。

未來(lái)可利用開(kāi)采油氣后的枯竭油田、氣田和地下“水田”，形成埋藏及封存二氧化碳的“人工二氧化碳?xì)馓铩薄?/p>

目前，中國(guó)石油已在吉林油田、新疆油田、大慶油田開(kāi)展二氧化碳驅(qū)油等技術(shù)攻關(guān)，形成年產(chǎn)超100×104t驅(qū)油產(chǎn)量，二氧化碳驅(qū)油技術(shù)取得新的突破。

中國(guó)近海二氧化碳海底地質(zhì)封存潛力大，封存總?cè)萘考s為2.5×1012t。

初步預(yù)測(cè)鄂爾多斯盆地深部咸水層和油藏的二氧化碳有效封存量分別為133×108t和19.1×108t，吐哈盆地油氣藏、深部咸水層和煤層二氧化碳有效封存量為44×108t。

預(yù)測(cè)沁水盆地煤層二氧化碳的吸附和封存量可達(dá)1280×108t，其中吸附量占96%以上。

此外，二氧化碳驅(qū)油、驅(qū)氣不僅可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳埋存，還可以提高油氣采收率。

未來(lái)，可在松遼、渤海灣、鄂爾多斯、大慶等大型油氣區(qū)，將采完的油田、氣田建設(shè)成為“人工二氧化碳?xì)馓铩甭癫嘏c封存示范基地。

發(fā)展碳轉(zhuǎn)化及森林碳匯

發(fā)展碳轉(zhuǎn)化，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品或燃料，實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”。中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)與物理研究所提出的“液態(tài)陽(yáng)光”技術(shù)，將“綠氫”與二氧化碳反應(yīng)制成甲醇，生產(chǎn)1t甲醇可固定1.375t二氧化碳。

中國(guó)甲醇產(chǎn)能是8000×104t左右，主要從天然氣和煤中制取，如果全部采用“液態(tài)陽(yáng)光”技術(shù)生產(chǎn)甲醇，可固定上億噸二氧化碳。

大力發(fā)展森林碳匯，中國(guó)西南、東北等重要林區(qū)的碳匯能力很大。2010~2016年，中國(guó)陸地植被年均固碳能力約11×108t，約等于在此期間中國(guó)每年排放量的45%。植樹造林可在碳中和的進(jìn)程中發(fā)揮有利作用。

建立市場(chǎng)機(jī)制控制碳排放

建立健全全國(guó)碳排放交易市場(chǎng)，利用市場(chǎng)機(jī)制控制碳排放。建立碳市場(chǎng)，增加化石碳類利用成本，有利于從源頭減少化石能源消費(fèi)，降低二氧化碳和大氣污染物排放。

中國(guó)當(dāng)前碳排放交易市場(chǎng)尚處于構(gòu)建初期，要進(jìn)一步完善碳排放交易市場(chǎng)配套細(xì)則，實(shí)施相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，明晰碳交易相關(guān)方的行為標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，健全國(guó)家碳排放交易市場(chǎng)體系。

2050年全球大部分地區(qū)和國(guó)家將實(shí)現(xiàn)碳中和，新能源走上能源舞臺(tái)中央成為主體能源。

預(yù)計(jì)到2100年以前，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)由現(xiàn)階段的“四分天下”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙淮笕　毙赂窬郑ā耙淮蟆睘樾履茉矗叭　睘槊禾?、石油、天然氣）?/p>

未來(lái)中國(guó)也將逐步向世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)新趨勢(shì)靠攏發(fā)展，實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)階段“一大三小”（“一大”為煤炭，“三小”為石油、天然氣、新能源）向“三小一大”（“三小”為煤炭、石油、天然氣，“一大”為新能源）跨越。

（作者系中國(guó)科學(xué)院院士）

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