中国 2050 年全面发展的富裕零碳经济

1中国 2050 年 ：充分开发的丰富的零碳经济 能源转换委员会能源转型委员会能源转型委员会 （ ETC ） 是一个由来自能源领域 （ 能源生产商，能源密集型行业，技术提供商，金融参与者，环境非政府组织 ） 的领导人组成的全球联盟，致力于实现巴黎气候目标，即将全球变暖限制在远低于 2 ° C，理想情况下尽可能接近 1.5 ° C 。我们的工作结合了分析，以确定如何实现这一目标，并与公共政策制定者，行业倡议和个别公司进行接触，以鼓励和激发行动，以确保实施变革途径并实现目标。 ETC 由 Adair Trer 勋爵和 Dr.Ajay Mathr.我们的专员在下一页列出。在中国 ， ETC 与落基山研究所 （ RMI ） 的北京办事处紧密合作 ， 后者是 ETC 中国秘书处。 RMI 是一个独立的 ， 无党派的非营利组织 ， 其使命是改变全球能源使用 ， 以创造清洁 ， 繁荣和安全的低碳未来。它是 ETC 的成员。专员在 ETC 和 RMI 中国团队的支持下 ， 制定了 “中国 2050 ： 完全发展的富裕零碳经济 ” 报告。它借鉴了 ETC 和更广泛的文献综述。它还整合了来自中国公司 ， 学术界和机构以及在中国运营的全球公司和机构的代表的几轮咨询的反馈。我们热烈感谢他们的贡献。该报告构成了能源过渡委员会的集体观点。 ETC 成员赞同本报告中提出的论点的主旨 ， 但不应被视为同意每一个调查结果或建议。专员所属的机构没有被要求正式认可该报告。ETC 委员一致认为，中国制定一项战略，到本世纪中叶实现净零排放，以实现巴黎气候目标至关重要，实现这一目标在技术和经济上都是可行的，这种转变将有利于中国经济。来自对能源系统持不同观点和利益的公司和组织的领导人之间的这项协议应该使中国决策者相信，有可能同时发展中国经济并将全球变暖限制在 2 °C 以下，并且实现这些目标的许多关键行动是明确的，可以毫不拖延地进行。了解更多信息 ：I Gregory Barker ， EN + Pierre - Andr é de Chalendar 董事会执行主席 ， Saint - Gobain Dominic Emery 董事长兼首席执行官 ， BP 集团战略规划副总裁Will Gardiner ， DRAX 首席执行官Chad Holliday ， 荷兰皇家壳牌公司董事长Hubert Keller ， Lombard Odier 集团执行合伙人Badar Khan ， 国家电网公司总裁和国家电网公司发展全球执行副总裁Zoe Knight ， 汇丰可持续金融中心董事总经理兼集团主管Jules Kortenhorst ， 落基山研究所首席执行官Rachel Kyte ， 联合国秘书长前特别代表和前首席执行官 ， 人人享有可持续能源Mark Laabs ， 现代能源公司董事总经理Richard Lancaster ， 中电控股有限公司首席执行官Alex Laskey ， OPower 前总裁兼创始人Auke Lont ， Statnett 总裁兼首席执行官能源与资源研究所所长 Ajay Mathur ； 能源转型委员会联合主席安赛乐米塔尔总裁兼首席财务官 Aditya MittalPhilip New ， 弹射器能源系统首席执行官Nandita Parshad ， 欧洲复兴开发银行能源和自然资源部董事总经理Andreas Regnell ， Vattenfall 战略发展高级副总裁Siddharth Sharma ， 塔塔父子私人有限公司集团首席可持续发展官Mahendra Singhi ， Dalmia 水泥 (Bharat) Limited 董事总经理兼首席执行官Andrew Steer ， 世界资源研究所总裁兼首席执行官Nicholas Stern ， 伦敦经济学院教授西蒙 · 汤普森 ， 力拓主席Nigel Topping ， 首席执行官 ， 我们是认真的Robert Trezona ， 合伙人 ， IP 集团清洁技术负责人Jean - Pascal Tricoire ， 施耐德电气董事长兼首席执行官 Laurence Tubiana ， 欧洲气候基金会首席执行官 Adair Turner ， 能源转型委员会主席 Timothy Wirth ， 联合国基金会副主席舒印标 ， 中国华能集团主席张磊 ， Envision Group 首席执行官中国国务院发展研究中心工业经济司司长赵昌文李政清华大学气候变化与可持续发展研究院常务副院长Cathy Zoi ， EVgo 首席执行官II我们的专员 目录第一章导言 - 全球背景和本报告的目的和方法 8第二章 2050 年的中国 ： 全面发展的经济 12第 3 章脱钩工业 16IIITABLE OF CONTENTS 第 4 章 ： 取消运输36背景 - 中国目前的运输活动水平和能源消耗36需求前景和适度增长的机会38解密运输41第 5 章 ： 去中心化建筑45背景 - 中国当前的建筑能源消耗46加速城市化的需求前景和更好的建筑47建筑能效提高50实现全面的建筑减分51第 6 章 ： 满足需求 ： 对能源供应的启示52电力需求的大规模扩张和基于电力的燃料54由于资源限制 ， 对优先使用的生物能源需求不断增长55化石燃料的剩余作用56CCUS 处理剩余 CO 的必要作用256对初级能源的启示57第 7 章大规模零碳电解 - 技术、物理和经济上可行58背景 - 中国当前的电力生产和消费59电力需求的大规模扩张和基于电力的燃料60零碳发电混合方案60产生混合资源的可行性62存储和需求响应的灵活性和重要作用63相对成本与中国的具体考虑67提高年度投资和总投资成本70第八章氢的关键作用71到 2050 年中国氢需求的扩大72零排放二氧化碳氢生产的多种路线73相对成本 ： 电解随着时间的推移越来越具有竞争力74IV 目录第 9 章生物能和 CCS 78生物能源 ： 优先使用和严密使用 79中国生物质的可持续供应潜力 79生物质 80 的优先用途生物能源的成本竞争力 82CCS ： 战略选择但有限角色 83背景 - 中国的 CCS 方法 83例如中国的情况 ： CCS 的有限但仍然有重要作用 84碳利用或储存的技术可行性 85碳捕获、运输和储存成本 87第 10 章 ： 贬值途径 ： 小成本和主要机会 88每吨 CO 的消减成本2保存 89经济的最低成本 ： 增长和投资 90生产者和消费者的成本 ： “竞争力 ” 挑战 92技术和就业机会以及空气质量改善 94第 11 章推动过渡的政策 97设定一个清晰的 2050 目标 98强大的政策工具 98支持技术创新和就业 101V 1YMOUN CKIRN研究所执行摘要中国 2050 ： 一个完全发达的富裕的零碳经济全球气候变化威胁着全球人类社会的重大危害。政府间气候变化专门委员会 （ IPCC ） 2018 年 11 月的一份报告认为 ， 为了避免极端伤害 ， 世界必须将全球变暖限制在 1.5 ° C 以下1但这只有在全世界在本世纪中叶实现温室气体净零排放的情况下才有可能。正如全球能源转型委员会 （ ETC ） 在两份报告 - 更好的能源 ， 更大的繁荣 （ 2017 ） 和可能的任务 （ 2018 ） 中所描述的好消息是 ， 存在的技术可以实现这一目标 ， 并且对经济增长和消费者生活水平的成本非常小。即使对于 “难以减弱 ” 的经济部门也是如此 -重工业和重型 / 长途运输 - 可能以不到 GDP 的 0.6 ％ 的经济成本进行脱碳 ， 并且对消费者价格的影响很小。与其他国家一样，中国的福利也受到气候变化的威胁。而中国几十年的能源密集型发展模式使其成为温室气体的主要排放国。按人均计算，中国的排放量与欧洲富裕的发达经济体保持一致，尽管只有美国极高水平的 45 ％ 。但中国的绝对规模使其成为世界上最大的排放国，有 9.8 千兆吨的 CO 。2每年占全球总量的 28% 。因此 ， 对于整个世界和中国本身来说 ， 中国制定到本世纪中叶实现净零排放的战略至关重要。1. IPCC （ 2018 ） ， 全球变暖 1.5 ° C 2执行摘要这份报告显示，实现这一目标在技术上和经济上都是可行的，鉴于中国的高储蓄率和投资率，所需的投资很容易负担得起，2050 年对中国人均 GDP 的影响将微乎其微。到 2050 年，中国实现 “全面发达的富裕经济体 ” 目标的能力不会受到限制，承诺到 2050 年实现零排放将刺激投资和创新，从而加速进步。它还将大大改善当地的空气质量，并为中国在多个行业的技术领先地位创造巨大的机会。为了实现净零排放，将需要发电的总脱碳和电力使用的大规模扩张，尽可能多地实现经济电气化。它还需要将氢气的生产和使用增加三倍以上，以及对增加生物能源生产和碳捕获以及储存或使用的重要但更有限的作用。中国的自然资源，技术实力以及储蓄和投资率使这些不同的技术有可能实现零碳经济，即使中国享有以能源为基础的服务的快速增长，如交通和住宅供暖和制冷。实现零碳经济的关键部门行动包括 ：•地面运输 （ 公路和铁路服务 ） 的总电气化，同时支持运输使用增加三倍。在轻型行业 （ 汽车和货车 ） 中，电动汽车 （ EV ） 将很快在经济上优于内燃机，而氢燃料电池汽车 （ FCEV ） 可能最终将主导重型公路运输。中国庞大的高速铁路网络及其广泛的地铁系统将在一定程度上限制公路的发展。交通，严重制约国内航空。在 2050 年之前，所有铁路旅行都应该电气化。这些地面运输部门的电气化将导致最终能源需求的下降，因为电动发动机与内燃机的能源效率固有地更高。由于电动汽车固有的长期成本优势，这些行业的脱碳将增加而不是减少人均 GDP 。•使用生物燃料，合成燃料，氢或氨来推动长途国际航空和航运的脱碳，并结合使用电池电氢和短距离混合动力选项。这些燃料可能比现有的化石燃料更昂贵，这意味着国际运费和机票更高。然而，随着时间的推移，技术进步和规模经济可以推动大幅降低成本。•向更循环的经济转变，更有效地利用和更多地回收关键材料，如钢铁、水泥、化肥和塑料。随着中国人口的稳定和随后的下降，以及城市化的完成，支持建筑的初级钢铁和水泥生产的总需求将不可避免地下降。因此，回收废钢的钢铁产量将占总产量的 60 ％，而今天的份额不到 10 ％ 。在水泥中，回收利用的机会更为有限，但改进的建筑设计和材料质量可能会使总需求减少近 50 ％，与往常一样 （ BAU ） 的水平相比。通过更高但可行的肥料利用效率，对肥料的需求可以减少三分之一。中国 52 ％ 的塑料使用可以来自再生塑料，机械和化学回收的广泛发展。•电气化 ， 氢气 ， 碳捕获的使用 K N3和存储 （ CCS ） 和生物能源，以实现钢铁，水泥和化学品 （ 氨，甲醇和高价值化学品 [HVC] ） 等重工业的完全脱碳。直接电气化最适用于具有低到中等温度要求的工业过程，而氢和生物能源可用于满足强烈的热量需求。氢也可用作钢的还原剂和化学品生产的原料。生物质可能是化学品的另一种重要原料。CCS 将在处理工业过程排放和剩余化石燃料使用中发挥作用。•更广泛地部署先进的热泵技术以及最先进的建筑隔热材料，以零碳方式为房屋和办公室提供供暖和制冷，远程工业余热运输和生物质也在特定情况下发挥作用。到 2050 年，中国建筑行业的能源效率将得到显著提高，以确保在不断增长的服务水平下经济有效地利用能源，届时将达到 75% 。建筑物的供暖和制冷将由电力提供。考虑到热泵的固有效率优势，即使在今天，热泵也可以为每千瓦时的输入电力提供 4 千瓦时的热量，并且随着时间的推移，这种 “性能系数 ” 可能会得到进一步的显着改善。对钢铁和水泥的需求减少，对所有材料的更循环使用 - 特别是塑料 - 以及地面运输和建筑物供暖的电气化所实现的固有能源效率优势，将使中国人均 GDP 和生活水平达到目前水平的三倍，同时从今天的 88 EJ 减少最终能源需求 （ 24 ，000 太瓦时 [TWh] ） 到 2050 年的 64 EJ （ 17, 8