碳中和目标下，确定能源转型框架路线图核心的边界条件就是能源消费二氧化碳排放量。按照碳达峰、碳中和的统一部署，能源消费二氧化碳排放同样可以分为两大阶段：第一阶段是2030年之前达峰，第二阶段是达峰后排放量逐步减少，到2060 年减少到接近零排放的水平。能源转型的路线图就是能源消费二氧化碳排放量从当前的100亿吨左右增加到2030年之前达峰后的峰值，然后逐步减少到接近0的减排路线图。就整个能源系统而言，二氧化碳排放取决于两个因素，一是能源消费总量；二是能源消费结构。因此，探讨能源转型框架路线图需要从这两个方面进行情景分析，基于这两个维度的情景分析可以得出能源消费二氧化碳减排路径。

（一）能源消费总量情景分析

21世纪以来，中国经济快速增长，工业化和城镇化进程加速，能源消费大幅度增加。能源消费总量从2000年的14.7亿吨标准煤增加到2020年的49.8亿吨标准煤，二十年间年均增长6.3%。分时期看，五年规划期间年均能源消费增长呈增量和增速逐期“双下降”趋势。从“十五”到“十三五”，四个五年规划期年均能源消费增量分别为2.29、1.99、1.47和1.28亿吨标准煤，增速分别为12.20%、6.65%、3.78%和2.78%。

图1 2000-2020 年各时期年均能源消费增长

数据来源：国家统计局官网

如果说过去二十年，工业化、城镇化快速推进和经济快速增长带动能源消费需求快速增加。那么，随着中国经济进入新发展阶段，能源消费增长也将呈现新的特征。2020年中国城镇化率超过60%，第三产业增加值占比达到54.5%，中国经济发展逐步进入后工业化时代，城镇化速度将逐步放缓。与此相应地，中国经济增速将进一步放缓，产业结构将深度调整，这必然会导致能源消费增速进一步放缓。

对于未来中国能源消费走势，本文设定两种情景：高能耗情景和低能耗情景。2016年《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》提出：2020年能源消费总量控制在50亿吨标准煤以内。到2030年能源消费总量控制在60亿吨标准煤以内，据此，本文将高能耗情景下2030年能源消费总量设定为60亿吨标准煤，2025年能源消费总量设定为55亿吨标准煤。这样，在高能耗情景下“十四五”和“十五五”期间的能源消费增速分别为2%和1.7%。低能耗情景下，“十四五”和“十五五”期间的能源消费增速分别比高能耗情景低0.5个百分点。“十六五”期间，预计能源消费增速将进一步减缓，高能耗情景和低能耗情景下的增速分别设定为0.7%和0.4%，2035年能源消费总量分别为62和58亿吨标准煤。2035年以后，预计能源消费总量将有所回落，高能耗情景和低能耗情景下的增速分别设定为-0.8%和-1.0%，到2050年能源消费总量分别为55和50亿吨标准煤。

表2 能源消费总量情景设定   单位：亿吨标准煤图片

（二）能源消费结构情景设定

能源结构方面，碳中和愿景下能源转型的核心是零碳的非化石能源比重提高，本文设定未来两种不同非化石能源消费比重的能源消费结构情景：高比重情景和低比重情景。在2020年12月举办的联合国气候雄心峰会上，国家主席习近平宣布到2030年中国非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。2021年3月发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出：“十四五”时期非化石能源占能源消费总量比重提高到20%左右。据此，本文分别将20%和25%设定为低比重情景下2025年和2030年的非化石能源消费比重。

在具体实践中，非化石能源消费比重可能努力突破所设定的目标，比如《能源发展“十三五”规划》提出到2020年非化石能源消费比重提高到15%以上，而2019年非化石能源消费比重为15.3%，提前一年就完成了规划设定的目标，2020年非化石能源消费比重接近16%，比预定目标提高近1个百分点。据此，本文设定高比重情景下，2025年和2030年的非化石能源消费比重分别为22%和27%。对于2035年和2050年的非化石能源消费比重，分别设定为30%-35%和75%-80%，2035年之后非化石能源消费比重每五年提高15个百分点。

根据非化石能源消费比重，考虑到煤炭、石油和天然气的消费增长趋势，设定未来一次能源消费结构的情景，如表3所示。近年来，虽然煤炭占能源消费总量的比重有所下降，但是消费总量上仍在增加。2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，需要煤炭和石油消费尽早达峰而后逐步削减。未来随着非化石能源替代高碳能源大力推进，煤炭和石油的消费比重将逐步下降。因此，本文设定煤炭消费比重由当前的56.8%逐步下降至2030年的43%-45%、2035年的35%-40%和2050年的5%-10%；石油消费比重由当前的18.9%逐步下降至2030年的16%、2035年的14%和2050年的5%。由于相对清洁低碳，天然气被认为是可以助力能源转型的过渡能源，未来天然气的利用规模将进一步扩大，而2035年后随着能源转型加速推进，以非化石能源为主体的能源体系逐步建立，天然气利用规模将有所回缩。据此，本文设定天然气消费比重由当前的8.4%先逐步提高至2035年的16%，再逐步回落至2050年的10%。

表3 能源消费结构情景设定图片

（三）能源消费碳减排路径情景分析

能源消费总量和结构的两种情景设定结合，组成了四种未来能源转型和碳减排情景：一是低能耗—低比重情景；二是高能耗—低比重情景；三是高能耗-高比重情景；四是低能耗—高比重情景。二氧化碳减排速度最快的是低能耗—高比重情景，其次是高能耗-高比重情景，再次是低能耗—低比重情景，最后是高能耗- 低比重情景。低能耗—高比重情景下，二氧化碳排放量有望在“十四五”期间达峰，其余三种情景下碳达峰将在“十五五”期间实现。如图2所示，四种情景下能源转型和碳减排都将在2035年之后显著加速。2030年能源消费二氧化碳排放量为97-105 亿吨，到2035年下降至86-100亿吨左右，到2050年降至20-29亿吨，2050年可以实现能源消费二氧化碳的深度减排，有望在2060年就实现近零碳排放能源体系。上述四种情景均能够满足2030年前碳达峰和2060年前碳中和的要求。

图2 四种情景下的能源消费碳减排路径

本文基于中国温室气体排放情况和碳汇潜力，分析认为实现碳中和目标要求到2060年建成二氧化碳近零排放的新型能源体系。在此基础上，从能源消费总量和结构两个维度进行情景分析，探讨满足碳达峰、碳中和要求的中国能源转型路线图。分析表明，满足碳中和要求的能源转型一方面要加大节能力度，通过提高能效抑制过高的能源消耗；另一方面要积极有序推进能源结构调整，将非化石能源消费比重由当前的16%左右提高到2035年的30%-35%和2050年的75%-80%。

①对于中国的温室气体及二氧化碳排放量和碳汇量的最新数据，目前尚缺乏权威性的官方核算结果。

②为了简化，本文对能源消费二氧化碳碳排放量的估算采用各能源品种平均排放系数，未细分考虑各种不同能源品种在不同用途中的不同排放情况，因此所得到的数值只是一个概算值，并且可能存在一定程度的高估。按照本文的估算方法2020年能源消费二氧化碳排放量为102亿吨，比国家应对气候变化战略研究和国际合作中心核算值高3亿吨。

参考文献：

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[2]Rezaul Mahmood, et al. Land cover changes and their biogeophysical effects on climate[J]. International Journal of Climatology,2014(4).

[3]邓旭、谢俊、滕飞.何谓“碳中和”？[J].气候变化研究进展,2021(1).

[4]清华大学项目综合报告编写组.《中国长期低碳发展战略与转型路径研究》综合报告[J].中国人口·资源与环境,2020(11).

[5] 全球能源互联网发展合作组织. 中国2060 年前碳中和研究报告[EB/OL]. https://www.geidco.org.cn/html/qqnyhlw/zt20210120_1/index.html

[6]国网能源研究院有限公司.中国能源电力发展展望2020[M].北京：中国电力出版社,2020.