摘要：

     “2030年前碳达峰”和“2060年前碳中和”目标要求我国能源经济系统进行深刻的转型。本文利用中国—全球能源模型（C-GEM）等模型工具，研究了碳中和愿景下我国能源经济转型的路径，定量评价了主要减排措施在不同时期的减排贡献度和所需的政策干预力度，对能源经济转型路径的关键特征指标进行了不确定性分析。研究表明，要实现“2060年前碳中和”目标，我国应进一步提高能源利用效率，2060年单位GDP能源消费相比当前下降75%以上；持续推进以新能源为主体的能源结构优化，2060年非化石能源在一次能源消费中的比重提高到80%以上；大力推进电气化和电力系统深度脱碳，2060年电力在终端能源消费中的比重提高至70%以上，非化石电力在电力供应中比重提升至90%以上，电力系统在2045~2050年间实现净零碳排放；碳定价机制将在碳中和转型中发挥关键作用，为低碳、零碳和负碳技术创新和产业转型升级提供有效的激励。研究还表明，碳中和将有助于我国经济高质量发展，2030年和2050年我国人均GDP将超过2万美元和3万美元。

关键词：碳中和  转型路径  碳定价  CGE模型

    一、引言

《巴黎协定》确定了控制全球温度上升的目标：将温升控制在2℃之内，并争取控制在1.5℃之内。为实现这一长期目标，各国温室气体排放应尽快达到峰值，并促使全球在21世纪中叶实现碳中和。中国作为世界上最大的碳排放国家与工业门类最为齐全的国家，正处在城镇化快速发展阶段，面临着经济转型、环境保护、应对气候变化等多重挑战。

长期以来，中国高度重视气候变化问题，把积极应对气候变化作为国家经济社会发展的重大战略，采取了一系列行动，为应对全球气候变化做出了重要贡献。2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，宣布“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现碳中和。”

为了实现“2030年前达峰”和“2060年前碳中和”目标，当前迫切需认识能源经济转型的逻辑、识别能源经济系统的转型路径、评估转型所需政策干预力度。为此，本研究综合国家自然科学基金重大项目“绿色低碳发展转型中的关键管理科学问题与政策研究”成果，采用全球可计算一般均衡能源经济模型（C-GEM），同时结合电力、交通和建筑三大部门能源技术模型，综合考虑国内外社会经济技术等因素，重点围绕以下5个方面展开研究：（1）合理的碳中和碳排放轨迹；（2）碳中和对经济转型的要求；（3）碳中和对能源系统变革的要求；（4）实现碳中和所需的政策干预力度；（5）主要减排技术方案的减排贡献。

详细的模型介绍参见《管理世界》网络发行版附录。

二、主要假设与情景设计

    （一）社会经济发展假定

未来人口增长的假定采用联合国经济和社会事务部发布的《2019世界人口展望》中等人口情景的预测结果。通过对国家信息中心、国际货币基金组织、世界银行等国际机构对中国未来经济增速的预测调研，本研究假设参考情景下中国经济总量在2035年达到205万亿元（2020年人民币不变价），2060年达到420万亿元。

（二）情景描述

本研究开发了面向2060年的参考情景及2060碳中和情景，来比较研究实现碳中和目标的能源经济转型及政策干预力度。两个情景采用碳定价机制作为所有气候政策的代表，碳价显示全经济尺度的边际减排成本，反映实现碳中和目标所需的政策力度。

    参考情景在2030年以前的碳减排力度以我国2015年在巴黎气候变化大会上承诺的碳减排力度为依据；2030年以后假设延续2020~2030年的碳减排力度，单位GDP碳排放年均下降率持续保持在大约4%的水平。

2060碳中和情景的碳减排力度以习总书记提出的“2030年前碳排放实现达峰，2060年前实现碳中和”目标为依据，碳排放趋势尽可能靠近全球1.5℃温升控制目标下要求的中国碳排放轨迹。假设“十四五”年均碳排放强度下降率为4.5%，“十五五”为5%，2030年后碳强度下降率基本达到1.5℃温升控制目标所要求的最低碳强度下降率。

三、结论与政策建议

利用全球可计算一般均衡能源经济模型C-GEM与电力、交通和建筑技术模型的情景模拟分析显示，实现碳中和与我国经济高质量发展并行不悖，2030年和2050年我国人均GDP将分别超过2万美元和3万美元。为了保障2060年碳中和目标的稳步实现，能源与经济系统必须进行深刻的转型。实现转型的主要技术路径和政策措施包括以下几个方面。

    1．明确碳排放总量控制路径

能源相关碳排放在“十五五”中期达到峰值，峰值水平在105亿吨以内，2035年在峰值水平基础上下降15%左右，2050年下降75%以上，2060年前实现全经济尺度碳中和。进行分部门碳排放总量管理，推动建筑（仅考虑直接排放）、电力、工业与交通部门依次达峰，达峰年分别为2025年前、2025年左右、2025年左右与2030年左右。

2．进一步提高能源利用效率

通过产业升级和结构调整、技术节能和管理节能等措施，与2020年水平相比，我国单位GDP能源消费量2025年下降15%左右、2030年下降28%左右，2050年下降65%左右，2060年下降75%以上。能源消费总量于“十六五”期间进入平台期，2040年以后开始下降，2060年用能水平与2020年基本相当。碳达峰前，减排量由能效提升所主导实现，该措施将贡献超过60%的减排量。

3．持续推进以新能源为主体的能源结构优化

要实现2030年前碳达峰目标和2060年前碳中和目标，需要持续推进以新能源为主体的能源结构优化，促使非化石能源在一次能源消费中的比重2030年上升到25%以上，2050年进一步增长至65%左右，2060年达到80%以上。碳达峰后，到本世纪中叶，能源替代将比能效提高发挥更大的作用，贡献40%左右的减排量。

4．大力推进电气化和电力系统深度脱碳

电气化对于能源经济深度脱碳至关重要。终端能源中的电力占比2030年提高到32%左右，2050年提高到55%以上，2060年提高到70%以上。到2030年，电力系统风电、光伏装机分别将达到6.5亿千瓦和9.5亿千瓦，风光发电量占比超过25%，非化石能源发电占比超过55%。到2050年以后，非化石电力占比达到90%以上，电力系统应率先于2045~2050年实现净零排放，而后进入负排放阶段。常规煤电在“十四五”期间装机达到峰值，2030年后进入快速退出轨道，将在2050年前后基本完全退出。

5．积极推动CCUS和碳移除技术的研发、示范和推广

实现工业、交通、建筑部门零排放代价很大，需考虑通过发展BECCS、煤电CCS和气电CCS等技术，率先实现电力部门的负排放（2060年负排放近6亿吨），并通过发展钢铁等部门的CCUS技术促进工业部门的深度减排；同时发展空气直接碳捕集技术，使其在2060年形成近2亿吨的负排放能力，从而以更低的成本实现全经济尺度的碳中和，并为在2060年后进一步实现负排放奠定基础。在实现碳中和的最后一段时期，人工CCUS和碳移除技术将发挥关键作用。

6．充分发挥碳定价机制在能源经济转型中的经济激励

碳定价机制将是实现碳中和目标的重要手段。未来我国在积极发挥碳排放权交易体系的作用基础上，对碳市场覆盖以外的行业，如交通和建筑领域，可以考虑引入碳税。实现碳达峰与碳中和目标我国的碳价水平2025年不应低于近70元/吨（约为10美元/吨），2030年不应低于100元/吨（约为15美元/吨），2035年不应低于180元/吨（约为25美元/吨），2050年不应低于700元/吨（约为100美元/吨）。

四、边际贡献与未来拓展

已有文献尚缺乏对中国碳中和愿景下的能源经济转型逻辑和路径开展系统的量化研究，也缺少对于中国碳中和转型成本和政策设计的定量综合评估。本研究的重要创新和贡献在于发展了中国碳中和转型路径综合评估经济学分析框架和模型工具，将能源系统变革、经济转型和政策干预3种分析有机结合起来，对中国碳中和愿景下能源经济转型逻辑、关键技术路线和碳价水平进行了定量研究，为中国碳中和技术发展路线图的形成和碳定价机制的发展提供理论指导和科学支撑。

本研究当前集中在对中国碳中和能源经济转型路径和政策评估上，未来将扩展到对全球主要经济体碳中和转型路径的比较和相互影响评估，并将全球政治经济形势不稳定性、不确定性纳入到分析框架之中。

五、写作感想

碳达峰、碳中和是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体，要求我国经济社会进行深刻转型。从2017年开始，本团队就在国家自然科学基金重大项目“绿色低碳发展转型中的关键管理科学问题与政策研究”（基金号：71690240）的支持下，致力于对中国能源经济转型的内在逻辑、路径和政策的系统研究，本论文是整个重大项目对中国低碳发展转型路径研究成果的总结。中共中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》要求编制碳中和技术发展路线图，项目负责人和部分核心研究人员参加了科技部组织的碳中和技术发展路线图的编制工作，本文中的研究成果为路线图的编制提供了理论指导和技术支撑。在论文的撰写过程中得到了评审专家、项目合作单位同事以及《管理世界》编辑部老师们的指导和帮助，我们在此一并深表谢忱！

在研究过程中，我们也深刻认识到，实现碳中和目标是一项复杂的系统工程，经济转型和能源系统变革都存在很多的不确定性。尽管本论文对能源经济转型路径的不确定性问题有所讨论，但对这一问题的认识还是初步的。论文中提出的转型路径和碳价水平是基于当前有关经济转型和能源系统变革知识之上的，随着科技发展和未来对转型过程规律认识的不断深入，应该对转型路径和政策建议进行更新。

作者：

        张希良（清华大学现代管理研究中心、清华大学能源环境经济研究所）
       黄晓丹（清华大学现代管理研究中心、清华大学能源环境经济研究所）
       张达（清华大学现代管理研究中心、清华大学能源环境经济研究所）
       耿涌（上海交通大学国际与公共事务学院）
       田立新（南京师范大学数学科学学院）
       范英（北京航空航天大学经济与管理学院）
       陈文颖（清华大学现代管理研究中心、清华大学能源环境经济研究所）