前不久结束的2023上海国际碳中和博览会·科学论坛上，中国工程院院士、上海交通大学碳中和发展研究院名誉院长，中国工程物理研究院研究员、高级科学顾问杜祥琬分享了一场题为《对我国实现碳达峰、碳中和战略及路径的思考》的精彩演讲，引起广泛热议。
顶科论坛整理了此次的演讲实录以飨读者。
大家好，首先祝贺上海首届国际碳中和技术、产品和成果博览会·科学论坛成功召开。感谢主办方的邀请。
我今天讲的题目是《对我国实现碳达峰、碳中和战略及路径的思考》。大家知道我们国家向全球作出了双碳目标的承诺，这就宣告了中国绿色转型的决心和雄心，也标志着工业革命以来形成的发展模式开始落幕。而新的发展范式的兴起，将创造人类新的现代化模式，为中国和世界带来可持续的绿色繁荣。
在二十大报告当中，总书记讲到，积极稳妥推进碳达峰、碳中和，立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步做地实施碳达峰行动，并且还提出来要我们加强煤炭清洁高效利用，加快规划建设新型能源体系，积极参与应对气候变化全球治理。
下面我想首先汇报几点对这件事情的基本判断和认识。然后再讲战略和路径：
01
基本判断和认识
第一点，实现碳达峰、碳中和是顺应绿色发展的时代潮流，是推动经济社会高质量发展、可持续发展的必由之路。
大家知道积极应对气候变化已经成为全球共识，正在深刻影响全球的价值体系。正像总书记所说，“应对气候变化是我们自己要做，而不是别人要我们做。”
以碳达峰、碳中和来驱动我国实现技术创新和发展转型，是经济社会高质量发展的内在要求，是生态环境高水平保护的必然要求，也是缩小和主要发达国家发展水平差距的历史机遇。同时，作为世界上最大的发展中国家，我们这样做会为保护地球家园作出重要贡献，所以无论从国内还是国际的需要，我们对实现碳达峰、碳中和要保持战略定力。
第二点，我们国家实现碳达峰、碳中和面临着一些困难和挑战，主要是减排幅度大、转型任务重、时间窗口紧。
拿2020年的数据来说，中国的温室气体排放总量是139亿吨CO₂当量，占全球大约27%，其中CO₂排放总量是116亿吨，其中能源活动排放的CO₂是101亿吨，占全球能源活动排放量的30%左右。所以我们国家已经进入一个高排放国家的行列，我们还会有一定的排放的增长，我们把刚才说的2020年的数据化成人均，就是中国的人均温室气体排放应大于10吨，这个数是全球人均水平的1.5倍。
如果CO₂当量就是人均CO₂排放量大于7吨，这个是全球人均水平的1.7倍，这些数都超过了英法这样一些发达国家。
我们国家现在面临的主要困难，一个是产业结构偏重，一个能源结构偏煤，一个综合效率偏低。而且我们从实现碳达峰到碳中和，只预留了大约30年的时间，明显地短于发达国家，他们一般是50年到70年。所以我们国家的社会发展和能源的转型，都要有更大的加速度，挑战更为艰巨。
这个图就是各国能源强度和碳强度。最左边是中国，蓝色的是能源强度，红色的是碳强度。那么最左边是中国的，大家可以看得出来，中国的能源强度也好，碳强度也好，明显地高于旁边这个全球平均水平，那么比右边几个主要发达国家高得更多，所以我们要把能源强度和碳强度逐步降下来，这两个强度的逐步降低是进步。
第三点基本认识，虽然有这些困难，但是通过加快技术进步和发展转型，可以实现高质量的碳达峰和如期的碳中和。在碳达峰这一段，我们要坚持行业和地区梯次有序地达峰的原则，鼓励已经达峰的地区排放不再增长，排放处于平台期和可再生能源丰富的地区，要尽早达峰。而像钢铁水泥这样一些行业已经产量趋于饱和的，应该率先达峰。在这个基础上继续采取降碳、脱碳、碳移除这样一些措施，推动发展模式的根本转变。
我们估计到2060年，中国的温室气体排放有望降到大约26亿吨CO₂当量，其中CO₂排放量可以控制在20亿吨左右。而到那个时候碳移除技术，包括森林碳汇也可以达到大约26亿吨，也就是可以实现碳中和。
02
实现双碳目标的八大战略
下面给大家汇报实现双碳目标的八大战略。我们只讲一下八大战略的名称。
第一个就是节约提效优先战略，第二是能源安全战略，第三是非化石能源替代战略，第四是再电气化战略，第五是资源循环利用战略，第六是固碳战略，第七是数字化战略，第八是国际合作战略。
03
实现双碳目标的路径（八大抓手）
下面主要给大家汇报一下实现双碳目标的路径。我们有8个抓手可以说。
第一个抓手就是产业结构的问题，以产业结构要优化升级为主要手段，来实现经济社会的发展和碳排放脱钩。就是经济要继续发展，但碳排放可以跟它脱钩，要靠产业结构的优化。为此，我们要培育壮大战略性新兴产业，推动数字化、绿色化协同发展，并且优化产业的空间布局，这个图给大家看一下：
这是根据世界银行的原始数据画出来的各国的能源经济学数据，这个横坐标是人均的GDP，也表征一个国家的发展水平，纵坐标是人均的CO₂排放。大家看出来无论是美国还是欧洲，在它们发展的初期，这个曲线都是一种爬坡型的，就是现在中国也在爬坡这个阶段，随着人均GDP的升高，人均的排放也在增加。但是像欧洲也好，美国也好，到了一定的时候，这根曲线会变平，变平是什么意思呢？就是经济会继续发展，从人均2万多、3万多，一直到现在4万多、5万多美元了。
经济继续发展，但是到一定的时候曲线变平。也就意味着排放不再增加，即温室气体排放、CO₂排放量跟经济增长脱钩。脱钩的点，也就是这个曲线变平的点。变平我再重复一遍，经济会继续增长，但是碳排放不再增加。这个脱钩的拐点就是达峰，我们现在也快到这个时间，还没有到。
第二个抓手就是能源体系，要实现碳达峰、碳中和的关键和基础是在能源上。首先是节能提效，要推动单位GDP能耗和碳排放的下降，同时要把能源的结构平稳地安全地从以化石能源为主，转向以非化石能源为主体。
在中央文件里面已经写明了到2060年非化石能源在一次能源占比会占到80%以上，为此我们要重新认识我国的能源资源禀赋，我想再给大家汇报一下这一点。
我们经常一讲到中国的能源资源禀赋，就会听到6个字，“富煤、缺油、少气”。但是这样来描述中国的能源资源禀赋它是不准确的。因为这个描述忽略了我们国家有丰富的可再生能源资源这样一个特点。所以要完整地理解我们的能源资源禀赋，这样才能够为我国能源转型奠定准确的基础认知。如果我们只是“富煤、缺油、少气”，那么我们向哪转型呢？这就是一个问题了。
那么我们就要重视可再生能源。经济社会的发展，双碳目标实现牵引着可再生能源快速增长，而我们的自然资源和技术能力的增加，以及这些可再生能源成本的下降，也在支撑着这些可再生能源,像风、光，从微不足道到现在已经是举足轻重，下一步会走向担当大任。
目前我们国家的风、光、生物质水电发电装机稳居世界第一。以2022年的数据来说，全国可再生能源装机12亿千瓦，占了装机发电装机总量的47%。而发电量，如果包括风、光、水的话，那就是2.7万亿千瓦时，占全社会用电量的31%，就是装机47%，发电量已经到了31%，也说明可再生能源在发展。而丰富的可再生能源资源，是我们国家能源资源禀赋的重要组成部分，这一点一定要强调出来。
所以我们国家能源资源禀赋一定不要忘掉，我们有丰富的可再生能源资源，而我们已经开发的可再生能源不到技术可开发资源量的1/10。因此我们能源低碳转型资源基础是丰厚的，那么我们的能源也好，电力也好，主要用在中国的中部和东部，我们这里提出来要中国的中部和东部，能源要提高自给率。提高自给率，也就是首先要身边取，要在中东部自己的“身边取”，实在不够的再“远方来”。
“远方来”就是西电东送。但是首先要“身边取”，咱们身边有丰富的可再生能源资源。我们在做这个课题的时候，也请华北电力大学和天津大学同志们算过，我们中国的东部和中部如果自发电，自发电一度电比西电东送一度电成本要低。所以我们“身边取”比“远方来”要更为经济，所以我们首先要“身边取”，实在不够了再“远方来”。
那么这一点很重要，就是分布式，东部靠什么？就靠分布式的低碳能源网络，要在我们东部发展出一大批能源的产销者，也就是说我们东部的企业也好，家庭也好，不光是能源的消费者，而且是能源的生产者。比如BIPV（建筑光伏一体化），自己不仅要用能，而且还能产能，不仅用电，而且还能够发电。
所以要有这样一个观念，就是我们中国的中部和东部要逐渐把自己变成为不仅是消费者，而且是生产者，能源的产销者，也就是“自发自用、寓电于民”，也可以和集中式电网互动，这个典型的就是建筑结合光伏。
这样我们就不难理解，能源转型和能源安全是并行不悖的。现在我们不是说“先立后破”吗，所以这个转型，“先立后破”首先就是立。
现在发展可再生能源，我们先立。新房子没有足够的盖好，不要动老房子，所以能源转型越转型越安全，就是这个道理。
因此能源转型和能源安全是并行不悖的。能源转型是做加法，而且可再生能源资源是我们自己可以掌控的，它不依赖国际地缘政治的变化，就像石油天然气这样进口，它是跟国际地缘政治有关的，但是可再生能源是我们自己可以掌控的，所以多一点可再生能源资源有利于能源体系的独立性和安全性。
第三个路径，就是要发展新型电力系统，稳妥地实现电力行业净零排放。首先是燃煤发电。燃煤发电现在要继续做好煤电电力的供应，同时加快煤电灵活性改造，平稳地过渡到煤电的存量由可再生能源来逐步地替代。
而为了可再生能源的发展，还要发展储能技术。抽水蓄能和进一步发展的电化学、压缩空气、制氢、飞轮等等这样一些新型的储能技术跟新能源结合起来，同时要发挥市场的作用，要利用需求侧响应和虚拟电厂这样一些技术，辅助新能源的消纳，这样一些技术就会发展起来。
新能源大家都会关心它的波动性、它的间歇性，所以我们发展新能源逐步增多了以后，要横向多能互补，纵向源、网、储、荷，要把有波动性不稳定的可再生能源跟各种灵活性资源相结合。要调动各种灵活性资源，还要发展各种商业化的储能技术，这样它们结合起来以后，就使得可再生能源可以成为安全可靠的，也就是中央说的发展新能源为主体的新型电力系统。
过去我们对能源的体系,要求同时达到三点，既安全可靠，又经济可行，又绿色低碳，这三个同时达到几乎是不可能的。所以常常被称为“不可能三角”，但是安全可靠，是对能源系统的基本要求，它是必须做到的；而“经济可行的能源”，社会才会接受，“绿色低碳”是能源转型大方向，所以这三个是缺一不可。碳达峰、碳中和呼唤的新型能源系统，必须逐步做到满足这三个目标，使它成为“可能三角”，这才是高质量的能源系统。
第四个路径，是工业部门有序地碳达峰、碳中和，就要通过比如说像钢铁水泥这样产能的控制，有些要通过工艺的升级、能效的提升、能源的替代。
经过这样跟不同的工业部门的分析，2025年左右，工业可以整体上达峰，像钢铁水泥这样的应该更早一点，在“十四五”的时候达峰。而2060年工业应该能够达到比较深度的减排。到那个时候我们整个工业部门还有一些环节，可能会有一些碳排放，大约还需要5亿吨的排放，我们可以通过CCUS这样一些技术让它中和掉。
第五个路径，是交通如何低碳转型。交通部门关键是这样三条：一个是燃料替代，一个能效提升，一个是结构优化。交通部门比如说发展电动车来替代燃油，这就是燃料替代了。所以交通部门经过自己的计算，大概他们需要2030至2035年期间达峰，这样碳排放到2060年可以控制到只有几亿吨了。
交通刚才说了电气化，现在乘用车已经在提高电气化的比例，2050年要基本上实现电动化，到2030年电动的商用车消费量能够达到1/10， 2060年实现载重汽车电动化，铁路也是可以电气化的。航空燃料如何能够脱碳呢？这个要发展生物航空燃料替代，大概是这样一个思路。
第六是建筑，建筑首先是要节能。建筑要节能，既有建筑要改造和延寿，倡导节能技术，避免大拆大建。经过建筑的节能改造，应该在2030年前能够实现达峰，2060年实现碳中和。建筑要发展“光储直柔”新型建筑配电系统，以屋顶光伏为基础的农村新型能源系统，以及电动车智能充放电系统。还有要充分地利用好清洁的供热供冷，因为中国热的供应量还是很重要的一块，现在很多核电已经开始把自己的余热用来供热了，但是我们还有很多余热的利用比例还不够高，我们要尽早地完成清洁低碳供暖来替代散烧煤。
第七个，实在是我们的一些工业环节，还有一些碳排放，我们就要发展一定的碳汇技术，就是碳移除技术。不可避免的碳排放，大概到2060年还会有26亿吨的CO₂当量的温室气体。那么我们要通过林业碳汇等等这样一些技术，让它在2060年实现碳中和。这里头也还需要有一些相关的政策和制度的完善。
我国大气的减污这几年的收获进步还是很大。减污、降碳虽然是两个概念，但是大家都瞄准了能源的基础转型。减污和降碳可以说是一个方向，可以一起推进一体考核，建立减污降碳的统筹融合的战略、规划、政策和行政体系。同时要完善碳交易制度，碳交易制度也是一个政策工具了，主要是这样8个路径。
04
科技创新，支撑实现双碳目标
最后，我要强调一下咱们实现发展目标，特别是碳中和，不是现有的技术足够的。因为中国碳排放排放基数比较大，碳达峰到碳中和时间又比较短，我们必须以关键技术的重大突破，支持高质量的可持续发展下的碳中和。
我这里简单说一下，我们在能源方面有一系列需要创新的技术，我就不一个个念了，包括煤、包括核还有一些绿氢技术，太阳能电池技术等等。在能源方面还要发展一些像“光储直柔”建筑、智能电网、还有农村的光伏能源系统等等。工业部门也有一系列需要进步的，对工业的数字化、氢冶金等等这样一些技术都需要进步。交通部门和规模化的碳移除技术等等都需要技术进步。
最后我们还必须健全低碳技术的标准体系，要做这件事、要做好，必须有一个标准化，还要发展低碳数字化，必要的数据中心，大概就是这样几个方面。
最后我想强调一下，实现双碳目标是复杂的系统工程，是一个长达几十年的科学的转型过程，它呼唤深度的管理创新、科技创新、金融支持和企业的参与。政策性很强，需要把握好节奏，积极而又稳妥地来进行。既要防止一刀切简单化，又要防止转型不力，带来落后和无效投资。总而言之要“先立后破”，把好事办好，深刻地推动经济社会的变革和进步。
最后来说一句结语，碳中和2060年是一个重要的里程碑，但它也只是一个里程碑，它不是终点。2060年的中国也好，世界也好，人类社会都还要发展，走向未来，而未来社会要靠未来能源的支撑，从未来能源的角度可以更好地理解双碳目标的意义和历史地位。未来的人们会回头一看，当年我们实现了双碳是非常必要的，也是个基础性的工作。
总而言之，我们要保持战略定力，实现双碳目标。
不当之处请大家指正，谢谢。
本文由杜祥琬院士审阅，PPT由崔磊磊提供