中國國家主席習近平于2020年9月22日在第75屆聯合國大會一般性辯論中宣布,中國將力爭在2030年之前使二氧化碳(CO2)排放達到峰值,并在2060年之前實現碳中和。在不到三個月的聯合國氣候峰會上,習近平主席設定了2030年的目標,即太陽能光伏和風能總量達到1,200GW,到2030年非化石燃料在一次能源結構中的份額增加到25%,取代了之前20%的目標,這是中國新的NDC承諾的一部分。
這些公告對中國乃至世界都具有重大影響。為了實現這一雄心壯志,中國需要為經濟的許多部門制定明確的戰略目標,必須制定長期的能源計劃,為指導中國即將到來的五年計劃的決策提供總體框架。
中國的人均排放量超過歐洲
中國是世界上最大的CO2排放國,約占全球排放量的28%,因此其減排行動將為實現巴黎氣候目標做出重大貢獻。2018年,中國與能源有關的CO2排放量為10 Gt,其中還有來自工業流程的額外排放量。7.7噸排放量來自煤炭使用,1.4噸來自石油,0.4噸來自天然氣,2噸來自工業過程排放。 中國的人均排放量(約7噸/人均/年)超過了歐洲。
中國的能源以煤炭為主導,2019年約占一次能源使用的58%。石油占剩余能源的大部分(19%),2019年天然氣所占比例為8%,高于2010年的4%。
近年來,包括工業過程在內的煤炭總消耗量一直穩定在約4 Gt煤當量。短期前景喜憂參半,主要受電力和工業領域的需求影響。能源與清潔空氣研究中心的數據顯示,到2019年10月,中國金屬行業的煤炭需求增長了7%,化工行業的煤炭需求增長了11%,用于生產水泥和玻璃的煤炭需求也有所增加。
中國的力量組合
截至2019年底,中國的煤炭發電能力為1,051吉瓦。在2,010吉瓦的總發電量中,約有52.2%來自煤炭,而39.5%是可再生能源,其余來自石油,天然氣和核能。
向可再生能源的過渡將是中國能源過渡的基石,太陽能和風能的目標是在2019年至2030年之間增加三倍,這是習近平主席最近設定的新目標。但是,需要加快可再生能源的部署,以允許替換現有的煤基發電并滿足不斷增長的電力需求。(中國國家電網公司和IRENA的研究得出的結論是,到2050年,用電量將占中國最終能源使用量的一半以上。)
中國的制造業活動
工業部門的能源消耗占最終最終能源使用總量的60%(用于能源和非能源使用),且排放量成比例。但是,迄今為止,工業部門的減排很少受到政策關注。
2019年,中國工業和建筑業的產出(以增加值衡量)增長了約5.7%。在工業中,非金屬礦物產品制造業(主要是水泥)的產量增長了8.9%,而鋼鐵產量則增長了9.9%。按質量計算,水泥產量同比增長6.8%,在2018年下降8.4%之后又回到2017年的水平。同樣,鋼鐵產量同比增長7.3%。由于工業活動的增加,與燃燒過程無關的CO 2排放量增加了5.6%。到2020年,政府刺激計劃進一步提高了這些部門的產出,2排放,這為實現氣候承諾帶來了更多挑戰。

圖1:2019年中國一次能源消費量/資料來源:國家統計局,2020年

圖2:2019年中國一次能源需求量/資料來源:國際能源署(IEA)
中國是世界上最大的能源密集型商品生產國,包括:
- 水泥:中國占2019年水泥產量的一半以上。中國的水泥產量為2.33 Gt,其熟料產量也達到了歷史最高紀錄1.52 Gt。(因此,熟料與水泥的比率為0.65,是世界上最低的之一,這很重要,因為熟料的生產是水泥生產的主要排放源。)
- 鋼鐵: 2019年,中國的粗鋼產量達到996噸,占全球產量的53.3%,而2019年黑色金屬廢料的消費量為216噸,回收率較低,但可歸因于經濟中廢鋼供應有限。堿性氧氣爐(BOF)占了鋼鐵生產的大部分初級鋼材(89.6%),其余10.4%的廢料來自電弧爐(EAF)的廢鋼。目前,中國轉爐鋼廠的平均廢鋼/粗鋼比率為20.2%,占廢鋼消費量112.7Mt。中國電弧爐產量達103.2噸。
- 鋁: 2019年中國生產了35.8噸原鋁(占世界產量的56%)和71.3噸氧化鋁冶煉廠的氧化鋁原料。以AC為基礎,電耗為13,531 kWh / t –如此高的能效可歸因于資本存續的年輕。
- 氨和甲醇:在化工領域,中國在2019年的70噸產能中生產了47.5噸氨。這大約占世界產量的26%。目標是限制氨肥的過量使用,但新的市場可能會長期出現,例如用于運輸的氨。中國約有80%的氨生產是煤炭。2019年,中國的甲醇約占56 Mt,占世界消費量的近60%。甲醇已成為烯烴生產的重要中間體以及道路燃料添加劑,預計其作用將進一步增強。
- 其他化學品:中國在其他石化產品中的作用較小,但是這種情況正在迅速改變。中國持有的38%的合成樹脂需求的71%,合成纖維的需求和全球的25%,合成橡膠的需求到2019年它仍然是凈進口國烯烴,但目標是在未來幾年自給自足。乙烯的生產能力在2018年達到了25Mt /年(Lyu,2019),目前的計劃顯示,到2030年乙烯的總生產能力將增加27 Mtpa(每年100萬噸),這將使中國成為全球最大的生產國。煤炭在化學品生產中發揮了越來越大的作用。2019年,煤制烯烴和甲醇制烯烴的總乙烯產能達到5.2 Mtpa,占中國乙烯總產能的21%(盡管這些煤基生產裝置在當前環境下競爭能力很低甚至聚酯(PET聚對苯二甲酸乙二醇酯)之類的化學品也開始由煤炭制成,因為在中國,利用煤制取乙二醇(制造聚酯纖維和包裝樹脂的原料)的新工藝已受到人們的關注。
中國的能源密集型產業不僅對中國的能源使用非常重要,而且對全球脫碳也至關重要。它的組合顯著的體積和生產的煤力度,使中國的行動為全球工業能源轉型的成功至關重要。

圖3:中國參考案例2020-2050年的二氧化碳排放量/來源:IRENA分析
減少未來排放的策略
展望未來, 盡管將工業部門轉變為將由低碳能源驅動的高科技,低能耗行業的長期愿景,但中國目前尚不清楚工業生產將遵循的近期途徑。大多數分析表明,金屬和水泥產量將下降,而石油化工產量將增加。這種發展將與經濟活動向服務業的總體轉移相一致。然而,關鍵問題是這種轉變將發生多快。
IRENA對與巴黎協定的低于2度的目標一致的全球路徑進行的分析表明,從2020年到2050年,中國上述工業部門的CO2排放量將從每年4.5 Gt減少到3Gt。該評估假設電力的碳強度減半。化學和石化部門的排放量將增加一倍以上,而其他工業部門的排放量將減半(圖3,上圖)。
仍然需要更大的努力
效果是顯著的,但不足以在2060年之前使經濟完全脫碳。因此,將需要采取其他措施,包括采取以下行動:
- 最大限度地提高能源效率,并使經濟活動的碳強度最小化;加快服務業的增長; 并按照新的“十四五”計劃促進循環經濟。
- 停止新的燃煤電廠建設,開始逐步淘汰現有電廠; 進一步加快可再生能源發電的部署。(煤電需要在2060年之前逐步淘汰。)
- 在工業部門中創造新的電力需求靈活性,以促進具有較高VRE份額的電力系統的運行。(這將需要新技術的結合,對市場設計和法規的適應,運營慣例和商業模式的結合。這是逐步淘汰燃煤發電的前提。)
- 通過電氣化,生物燃料和綠色氫的使用,以及為特定部門部署氫基合成燃料,使最終用途部門脫碳;發展以可再生能源為基礎的氨和甲醇生產。
- 從煉鐵和水泥熟料生產的商業規模示范項目開始,為工業部署CCS。應當指出,一些中國消息人士認為CCS在脫碳中的作用有限。
- 考慮進口綠色商品,例如直接還原鐵丸和生物塑料
下一個五年計劃將是歷史性的
中國有著悠久的五年計劃傳統,第十四個五年計劃將于2021年3月發布,隨后是面向行業的計劃。
除了“十四五”能源計劃外,今年中國還將啟動專門的應對氣候變化的五年計劃,這是歷史上的第一次。這是第十四個五年計劃的特殊之處,這是由于發布了去年也批準的15年中期計劃。目前尚不清楚到本世紀中葉的長期前景,但隨著進一步的研究不斷發展。需要制定從現在到2060年的能源轉型計劃。
在氣候背景下,要求各國根據《氣候公約》《巴黎協定》為2050年制定長期,低排放和發展的道路。那些氣候和能源計劃需要相互協調。國家計劃需要與省市級過渡計劃進行協調,以確保一致性并確保平衡的社會經濟發展,這對于廣泛接受是必不可少的。IRENA繼續與中國政府合作,探索并開發在國內進行深度脫碳的長期途徑。
編譯 陳講運