基于二氧化碳排放量分析碳中和對我國未來經濟發展的影響

曹一婕　戴國寶

【摘 要】 文章在分析全球和我國排放二氧化碳現狀的基礎上，討論了二氧化碳減排對環境和經濟的影響以及實現碳中和的意義，并對減排和吸收碳的技術在能源效率和生命周期方面進行了系統分析和比較，同時分析了在實現碳中和過程中我國經濟結構可能發生的調整方向，給出了未來潛在的減碳技術和投資渠道，為政策制定者和金融投資機構提供一定的科學幫助。

【關鍵詞】 碳中和;碳減排;碳達峰;經濟結構

【中圖分類號】 F206 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2096-4102（2022）01-0057-03

為減少二氧化碳排放，我國在第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要中明確指出將在2030年前實現“碳達峰”，爭取2060年前實現“碳中和”。在未來我國將調整能源結構，走能源多元化發展戰略，提升能源和資源的有效利用率，開發可再生能源，實現減碳排放的目的，促進產業鏈的清潔、高效、綠色化。發展低碳經濟實現碳中和，需要通過技術和制度創新，擺脫資源環境壓力，適應新的增長點的需要，實現經濟可持續發展。在此影響下，我國的經濟投資方向隨之發生改變，深刻分析與此關聯的發展趨勢，如提高能源利用率、發展新能源、通過技術創新發展等，提前布局，為未來經濟投資指明方向。

一、二氧化碳排放現狀

全球氣候變暖是大氣層中的溫室氣體濃度升高引起的，其中，溫室氣體對全球氣候變暖的貢獻比例分別是：CO為60%，CH為20%，NO為6%，CF、CFC等為14%。大量二氧化碳的排放引發的一系列環境問題，如全球氣候變暖、霧霾頻發、海平面上升等愈來愈突出。

全球二氧化碳排放量如圖1所示。

從圖1看出，世界范圍內二氧化碳排放量從2008-2018年呈現增長，每年約增加6Gt左右，到2018年二氧化碳排放量達到34×109t，2019年開始有下降的趨勢，二氧化碳排放量越多，說明工業發展的速度越快。

圖2中，煤和油對二氧化碳的貢獻幾乎各占一半，將近40%，其次是天然氣近10%。二氧化碳的濃度幾乎呈線性關系增加，同1960年相比，到2020年二氧化碳濃度增加了31.8%，如圖3所示。

同樣我國典型的能源結構特點是“富煤貧油少氣”，我國能源儲量中，煤炭占94%，石油占5.4%，天然氣占0.6%，化石燃料燃燒所排放的CO2占全球排放量的10.6%，我國歷年排放的二氧化碳量（1980-2019年）如圖4所示。

從圖4容易看出，我國近20年來二氧化碳排放量增加很快，從1980～2001年我國二氧化碳排放量凈增2.014億噸，占世界同期增長量的20%左右，2002年達2.26億噸，從2002年開始，排放的二氧化碳以線性方式增加，增加的速度遠遠大于世界增加的速度，尤其在這2015年左右，二氧化碳排放量占到世界的將近三分之一。制定能源開發與供應戰略，促進替代能源開發減少CO2的排放具有重要的現實意義。

二、二氧化碳主要減排技術

發展低碳經濟，必需從源頭上控制碳、過程中減排碳、到末端除去碳，是實現碳達峰和碳中和的努力方向。按照2060年碳排放中和的目標，意味著在未來30年將需投入至少100多萬億元資金去抵消對等排放的二氧化碳量。我國能源消耗與世界能源消耗相比如圖5所示。

從圖5看出，我國能源消耗率平均比世界高0.4～0.5，因而需要通過節能技術的途徑提升減碳的效率。

發展多元化能源減排技術、提高能源利用和轉化效率是未來科研和生產企業重點投資的方向。各種減碳發電技術，如風能、水能、太陽能、生物質能等發電;碳捕集與封存;儲能技術如電化學、氫儲能、蓄水等;新型用電方式如電采暖、電制氫及燃料等;先進輸電技術如1000 kV的特高壓交流技術、特高壓直流技術，柔性直流輸電技術既能提高輸電能力，又可以大幅降低輸電系統運行損耗，特別是遠距離、高負載率條件下，具有顯著優勢，也是減排二氧化碳的重要途徑。

潔凈能源發電如核能發電、風能發電、太陽能發電、生物質能發電等，都是有利于減排二氧化碳的方式。預計2050年達到10億kW并可滿足17%的電力需求。表1給出了不同發電方式單位產電量排放的二氧化碳。

單位產電量排放的二氧化碳由小到大的順序依次為：水電<核電<風電<光伏發電<生物質發電<天然氣發電<火力發電。因此，未來能源經濟和低碳能源工業發展的重點方向之一是水電。

儲能技術的不斷發展和應用為碳中和提供了技術支撐。儲能既可將多余不用的電量暫時“存放”起來，又可實現對電網的調峰、調頻、黑啟動、需求響應等服務，以保障其平穩運行，提升電網的靈活性、經濟性和安全性，同時可使水、光、風等可再生能源利用效率得到提高，進而能有效降低碳排放。

三、碳中和與產品生命周期關系

生命周期評價是以能量流和物質流守恒為基礎的一種理論，是評價與生產過程相關和對環境影響的技術，產品涉及的加工、運輸、分配、消費等環節均對二氧化碳排放產生貢獻，如電力結構的單位發電量二氧化碳排放因子是592gCO（kW?h），光伏產品碳排放因子是35.68gCO（kW?h），其中在生產環節和使用環節碳排放分別是160.86kg CO/m 和4.93kg CO /m。風電全生命周期排放強度為17.8g/（kW·h），其中，生產制造階段占比最大67.8%，其次為建設施工階段19.2%。與其他能源發電方式對比表明，風電溫室氣體排放強度明顯高于水電（以CO2當量計）約3.5g/（kW·h），但與光伏發電（以CO當量計）約50g/（kW·h）相比，減排效果更佳顯著。生物質（以CO當量計）約200g/（kW·h），火力（以CO當量計）約800g/（kW·h），與傳統能源利用方式相比，減排效益顯著。范明煬等研究表明，水電站與火電站生產1kW·h電力對環境綜合影響值分別為1.52×10和2.63×10，火力發電的綜合指標為水力發電的172.76倍。采用全生命周期能源投入來評價能源利用回報，其中以壓縮空氣儲能和抽水儲能為代表的物理儲能技術的全生命周期能源投入存儲回報遠大于電化學儲能，常用的鉛酸電池全生命周期能源投入最小，僅為2。顯然，用生命周期評價二氧化碳排放及成本分析，更有利于全面評價對環境和經濟的影響。

四、碳中和對產業結構發展和經濟影響

碳中和目標的確立必然使產業經濟結構向提高能源利用效率、提高節能效果、不同能源類型優劣互補以及可再生綠色能源和先進的儲能技術方面傾斜;與此相關的低碳產業，如電子信息、新能源汽車、生物技術、循環利用、文化旅游、金融、咨詢等協同碳中和目標的實現;開發低碳新技術和低碳產品，以技術進步促進碳達峰和碳中和，保障經濟水平的同步發展和雙贏目標的實現。

國家也不斷通過推進碳期貨、碳期權、碳租賃、碳債券、碳資產證券化、碳基金等碳衍生金融產品，利用能權、碳排放權交易市場、碳稅等手段完善能源消費市場，堅定走新型工業化道路。建立發展低碳技術的投融資機制，助力低碳技術和低碳經濟快速發展，提升我國相關產業和技術在國際市場上的競爭力;積極開展國際間合作，支持國際金融組織和跨國公司在境內開展低碳技術方面的投資。我國的高耗能產業主要包括鋼鐵、建材和化學工業等，其次家電、私家車等民用能耗大幅度增長。我國二氧化碳排放最高的部門是電力與熱力工業，占總排放量50%;制造業和建筑業占總排放量31.2%的比例，我國要達到減排目標，需要調整產業結構，要求我國制造業高質量發展，構建現代產業體系，推動產業綠色發展。

在激勵實施低碳技術政策的基礎上，加大對低碳項目貸款機制的支持。金融機構根據不同類型低碳融資項目需求，完善綠色金融產品體系，完善綠色信貸和綠色債券等綠色金融產品體系，降低低碳項目融資成本，強化金融機構以及社會資本投資低碳領域。

五、結論

通過溫室效應對全球氣候影響、能源特點以及生命周期全方位分析得出：我國應發展多元化發電和儲存能源結構系統和消費結構，提前做好為實現碳中和需要的技術支撐;從生命周期評價不同類型的能源更有利于揭示其對環境產生的長遠效應，進而為技術改進和投資提供方向和決策幫助;實現碳中和過程帶動相關產業的發展以及構建與碳有關的金融產品都是未來融投資重點努力的方向。

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