双碳视域下我国能源行业发展特征及未来趋势

张云峰

（上海源晗能源技术有限公司，上海 200122）

近年来，我国社会经济稳步发展，但整体来看，环境污染问题依然严重。2021年，我国提出对碳排放总量和强度进行双控的新导向。未来，绿色低碳将成为经济高质量发展的重要目标，与此同时，碳达峰碳中和（简称双碳）目标的提出将推动社会生产方式和生活方式的转型。能源行业作为我国支柱行业，关乎国计民生，在国民经济中具有保障性作用。在双碳视域下，我国能源行业既要保障能源供给安全，为能源转型和产业升级做好服务，又要重新锻造生存发展优势，从而实现产业变革与绿色转型。

2020年，我国提出碳达峰碳中和目标。我国CO2排放量将在2030年前达到峰值，实现碳达峰，之后排放量将逐年减少，2060年前实现CO2排放量和吸收量平衡，即碳中和。近年来，我国新能源利用与开发能力显著提升，新能源发电装机容量不断增加，非化石能源的消费比例持续提高[1]。为了实现双碳目标，我国大力发展风力发电、光伏发电等行业，在政策、技术与市场的推动下，新能源产业取得显著的发展成效，新能源发电装机容量已经位居全球榜首。全球来看，我国新能源产业在规模、技术与成本上都具有非常大的竞争优势。

2.1 经济发展层面

历经多次工业革命后，一些发达国家和地区的经济已经达到一定水平，CO2排放量达到峰值，石油、煤炭等传统能源的消耗呈下降趋势，清洁能源开始受到人们的青睐，CO2排放量也随之下降。这是经济发展与环境保护较量的结果。当前，中国经济发展进入新时代，一次能源消耗的平均年增长率为4%，能源消耗尚未达峰（见图1），当前社会经济建设对传统能源的需求仍然庞大。我国未来10～15年能源消耗量仍会持续增长，这从城镇化率和第三产业发展方面便可预测。欧盟准备花70～80年实现碳中和，我国实现碳中和目标的年限较短，为30年。中国与欧盟实现碳中和的路径基本相同，但时间非常紧迫。因此，我国各行各业要从国家立场出发，在保持经济稳步增长的同时，持续降低能源消耗量。

图1 中国一次能源消费量变化

2.2 资源层面

如表1所示，2020年，世界大国CO2排放总量约为228.8 亿t，其中3 个国家CO2排放量居高不下，中国为102.3 亿t，美国为44.3 亿t，印度为23.0 亿t，中国CO2排放量约占全球CO2排放量的1/3。我国能源消费结构以煤炭和石油为主，这也是CO2的主要来源。2020年，全球一次能源消耗总量为556.6 EJ，其中，石油（173.7 EJ）与天然气（137.6 EJ）的占比约为55.9%，煤炭（151.4 EJ）占比为27.2%，可再生能源占比为16.9%[2]。

表1 2020年世界大国CO2 排放量

目前，全球能源消费结构仍然以石油、煤炭和天然气为主，如图2所示。我国一次能源消耗量呈逐年上升趋势，以煤炭为主（见图3），这与我国的资源储量相关，煤的储量要大于石油和天然气。这也导致我国能源行业CO2排放量比较高，为了完成双碳目标，先要节能减排，用清洁能源来取代煤炭和石油等传统能源，但就目前我国资源结构来看，清洁能源的全面发展仍面临巨大挑战。

图2 1990—2020年全球一次能源消费结构变化

图3 2020年中国一次能源消费结构

2.3 技术层面

碳替代和碳捕集是减少CO2排放量的两条途径。碳替代即用新能源来代替传统能源，目前，由于新能源开发技术匮乏，时间与空间分布不合理，尚未形成完整的产业链，缺乏可利用的区域和时间，从发电成本来看，不同能源差异较为明显。仍处于瓶颈期的输电和储能技术还未找到有效的解决途径，对于能量过剩和补偿等问题，暂时还未找到合适的解决方法，碳替代仍然任重而道远。碳捕集技术主要有吸收、吸附、循环与膜气体分离等，从排放源中将CO2过滤出来，将其在合适的场所长期封存。碳捕集需要运用两种先进技术。一是碳捕集与封存（CCS），将捕集的CO2放到废弃煤矿等合适的场所封存。二是碳捕集、利用与封存（CCUS），CCUS 技术优化一些功能，是CCS技术的延伸。全球CO2封存有巨大的发展潜力，但CCS 技术和CCUS 技术尚未成熟，其对CO2的捕集效率有待提升，CO2驱油方面主要使用这两项技术。由于成本较大、安全风险系数较高和商业推广困难等因素，CCS 技术和CCUS 技术难以推广[3]。CCUS 技术主要用于美国、加拿大等发达国家，全球运行的项目规模非常小，只有20 余个。为了推动CCUS 技术的发展，这些国家分别出台相应政策。对于CO2的捕集、运输和封存，我国尚未形成完整的产业链，CCUS 技术的应用经验不足，导致CO2捕集能力低，与发达国家相差很大。

3.1 政策层面

为了应对全球气候变化，世界各国共同签署气候变化协定——《巴黎协定》。各国相继出台一些政策，例如，美国出台《清洁未来法案》，欧盟提出碳边界调整机制，以防止碳泄漏，均为绿色低碳转型指明方向。欧洲和美国具有多样化、清洁化的能源结构，碳排放权交易市场比较成熟，这对我国传统能源产品出口造成很大的冲击，同时也为我国加快新能源产品的发展创造机遇，激发低碳零碳市场活力，新能源行业将会不断涌现各种能源替代技术。为了加快构建新型能源体系，我国陆续出台相关政策。我国立足能源资源禀赋，积极稳妥推进碳达峰碳中和，坚持先立后破，按计划执行碳达峰行动，从而深入推进能源革命。2021年10月，国务院出台《2030年前碳达峰行动方案》，以稳步减少能源行业的CO2排放，推动我国能源结构实现清洁转型。当前，随着世界科技和能源革命的迅猛发展，我国能源行业应把握住这个机会，从以煤炭为主的能源生产积极转向清洁低碳生产，从而实现跨越式发展。

3.2 市场层面

从市场层面来看，碳中和目标的实现需要投入大规模资金。例如，欧盟推出氢能投资计划，整个计划需要投入5 750 亿欧元，此计划需要通过欧盟的财政补贴及税收优惠等措施来实现；
全球规模最大的绿色制氢项目由沙特阿拉伯与美国企业共同创建，投入70 亿美元。德国针对煤电转型也实施相应的补偿措施，每千瓦装机补偿255～390 欧元。其他国家也启动相关扶持政策，如为推动汽车电动化所出台的减免购置税以及增加用户补贴等[4]。能源行业投资涉及清洁能源、电动汽车和智能电网等，不仅有助于减少CO2排放量，也在投资方向上带来新的产业增长点，实现经济发展与环境保护的双赢。在推进碳中和的过程中，提升效率和节约能源等会越来越受到重视，如汽车与充电桩产品升级、电能储集和差价生产等，利于我国新能源产业寻找投资机遇。

3.3 行业层面

与其他行业相比，能源行业具有特殊性，集生产与消耗于一体，我国实现碳中和还有相当长的一段路要走。我国能源行业的转型发展与双碳目标关系密切，能源行业在转型过程中要进行全面创新，淘汰低效落后的产能，大力推进新能源基础设施建设，提升能源利用率。传统能源企业可以利用资源和技术优势，发展新能源。我国部分地区不仅拥有丰富的油气资源优势，还具有发展新能源的地缘优势，如太阳能、风能和地热能等。玉门油田作为中国油田清洁能源转型的代表，“绿氢”工程是其打造的示范工程，用于资源开发利用[5]。传统能源与新能源存在很大的技术联系，发达国家积累丰富的双碳经验，两者有很大的相似性，能为传统能源企业的转型提供借鉴，从而减少资源消耗。未来，传统能源转型的道路既漫长又曲折，但存在一定发展机遇。相比化石能源，新能源发电成本更低，其竞争优势已逐渐显现。

能源是我国国民经济发展的物质基础，同时也是我国经济社会向前发展的动力。为了实现双碳目标，我国要先完成能源行业的转型，其间挑战与机遇并存，必须因地制宜，多措并举，积极应对挑战，充分把握机遇。

4.1 全面考量我国资源禀赋、产业结构、经济发展和能源技术瓶颈等现状

首先，要重视资源的节约利用，借鉴其他国家节能减排经验，如挪威、芬兰等国，实现经济增长与碳排放的平衡，全面提高能源利用率，在经济稳步发展的同时维持生态平衡。其次，加强顶层设计，将市场力量适当引入新能源体系，优化整体布局，科学运用新能源技术，用清洁能源取代传统能源，有效调整能源消费结构[6]。最后，要充分发挥清洁能源优势，逐一突破CCS 技术、CCUS 技术的瓶颈，早日实现双碳目标。世界大国承诺的碳中和最晚时间如表2所示。

表2 世界大国承诺的碳中和时间

4.2 充分了解全球能源的市场需求和技术变革，加大能源建设力度

首先，推进能源供给侧改革，构建多种能源（电、气、煤等）的互补格局，及时规避能源供应风险，提高综合用能效率。其次，利用数字化信息平台，建立再生能源市场消纳机制，实现多部门协同作业，实现产消双向联动。再次，要深化新能源与其他产业的融合，如建筑业、制造业、交通业等，重构能源行业的消费模式与生产模式，真正实现模式创新。最后，以能源行业创新为基础，开展金融体制改革，同时充分了解能源行业碳金融产品，规避相关风险，促进国际交流合作，早日实现双碳目标[7]。

4.3 借鉴发达国家能源行业的实践经验，结合我国国情，争取新能源政策支持

首先，对于传统能源产业转型，国家要给予政策扶持，同时出台相关法律法规，给予保护和市场引导，释放能源市场活力。其次，优化碳市场顶层设计，遵循碳排放交易管理规定，对碳市场进行管理与规范，进而推动我国碳市场建设。最后，要完善绿色金融政策体系，这需要国家政策的大力支持，使能源行业环境成本内部化，早日实现碳中和，促进我国能源行业可持续发展。

能源行业作为我国支柱行业，关乎国计民生，在国民经济中具有保障性作用。双碳背景下，我国能源行业的发展面临巨大挑战，同时迎来新的机遇。本文以双碳为视域，从经济发展、资源、技术等方面分析我国能源行业的发展特征，展望我国能源行业发展的未来趋势，并提出建议，以期推进我国能源行业可持续发展。在双碳视域下，我国能源行业要稳步推进绿色转型，实现产业升级，保障国家能源供给安全。

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