北京理工大学魏一鸣教授团队从碳排放总量、碳排放强度、能源结构、终端电气化水平这四个方面对我国碳达峰碳中和路径进行梳理；对钢铁、水泥、化工、有色、建筑、交通、电力等重点行业的低碳转型方案进行介绍；进一步提出实现我国2030年前碳达峰、2060年碳中和的时间表和路线图。
我之前汇总过《全国及各省市56项碳达峰碳中和行动方案》，其中不仅包含了下文中所讲解的7大重点行业，还包含了全国31个省市、12家知名企业，大家可下载后搭配本篇文章共同阅读。
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一、碳达峰碳中和路径
（一）碳排放总量
2020年全国能源相关CO2排放约113亿吨（含工业过程排放），煤炭、石油、天然气对应碳排放占比分别为 66%，16%，6%（图1），电力、钢铁、水泥、交通等是重点排放部门。
若延续当前发展趋势，全国碳排放将长期维持在百亿吨以上。为促进碳中和目标达成，需在现有减排努力基础上进一步开展能源系统低碳转型。
考虑未来社会经济行为发展不确定性对终端产品需求的影响、能源系统各类先进技术的发展速度和碳汇可用量的不确定性，图2给出了实现中国“双碳”目标的多种排放路径。
2060年相比于BAU情景需进一步减排80%以上，全国碳排放需在2026—2029年间达峰，能源相关CO2排放，含工业过程排放，峰值为117~127亿吨。
图1 2020年全国碳流图（含工业过程排放）
图2 全国能源相关CO2排放路径（含工业过程排放）
当社会经济发展速度适中、2060年自然碳汇可用量仅为10亿吨时，对应中需求-高速转型情景，为低成本安全实现碳中和目标，2060年能源系统相关CO2排放，含工业过程排放，需降至21亿吨左右，电力、钢铁、化工、交通等部门将是排放的主要来源，CCS技术需捕集CO2 11亿吨以上（图3a）。
该情景下，2025—2035 年间为潜在平台期，2028—2029年需实现碳达峰，峰值约为122亿吨CO2，2035—2050年进入下降期，年平均减排率需约4%，2050—2060年为加速下降期，年均减排率需提高至15%及以上。
CCS将成为中国在以煤为主的能源格局中实现大量CO2减排的主要措施之一，2030年前后开始大规模部署CCS，至2060年累计捕集CO2排放240亿吨以上。
为确保全国按时碳达峰，重点行业部门的碳排放达峰时间有所差异。其中，工业行业整体碳排放（含间接碳排放）需于2025年前后达峰，峰值为80~86亿吨，2060年下降至6~22亿吨。
具体来说，水泥行业碳排放基本已经达峰，处于震荡时期；钢铁和铝冶炼行业需在“十四五”期间达峰并尽早达峰；建筑行业预期于2027—2030年间达峰；电力行业和关键化工品碳排放需在2029年前后达峰；热力、交通、农业以及其他工业行业达峰时间相对较晚，但不能晚于2035年。具体达峰时间和路径见图3b。
图3 2020—2060年各行业CO2排放路径
（二）碳排放强度
为实现“双碳”目标，中国单位GDP二氧化碳排放需快速下降。
图3展示了中国与主要发达国家单位GDP二氧化碳排放量的对比情况。目前，中国单位GDP二氧化碳排放水平较高，依照图3中提出的碳中和路径，中国单位GDP二氧化碳排放将于2040—2050年间降至与主要发达国家当前水平相当。
2060年中国单位GDP二氧化碳排放仅为2020年的2%左右，全社会整体将进入低碳发展模式，2020—2060年单位GDP二氧化碳排放年均下降速度需达到9%以上。
图4 中国与主要发达国家单位GDP二氧化碳排放量对比
（三）能源结构
“双碳”目标下全行业能源结构需加快转型（见图5），非化石能源在一次能源结构中的比重应显著提高，2025年达到21%，并于2030年超过25%，到2060年非化石能源在一次能源消费中的占比超过80%。
煤炭在一次能源中的占比稳步下降，但在很长时期内中国将仍是以煤为主的能源格局，2030年煤炭占比不低于44%，2060年煤炭仍将为保障能源安全发挥重要作用。
2025年前石油在一次能源中的占比稳中有升，随后开始逐步下降，2025—2060年间平均每年下降率约3%。天然气占比呈现出先增长后下降的趋势，天然气的消费比重在2035年达到12%左右，并一直保持到2050年，此后随着可再生能源技术和储能技术的成熟及高比例应用，天然气消费占比将回落至7%左右。
图5 一次能源消费结构
（四）终端电气化水平
碳中和目标将促使终端电气化进程不断推进，按照国家能源局公布口径，以中需求—高速转型—长平台期情景为例（图6），2030年终端电气化率约为34%，并于2060年达到77%以上。
分部门来看，建筑部门设备的电气化推进易于其他部门，因而其电气化水平整体高于其他部门，2020—2060年间年均电气化增长率为2%， 2060年建筑部门电气化水平需达到90%。
工业部门是耗电量最大的部门，因而其电气化发展水平对终端部门整体的电气化水平影响较大，2060年电气化率需达到73%以上；交通部门2040年前的电气化进程较为缓慢，其电气化推广主要集中于短途客运交通，2040年后城际客运交通和货运交通电气化开始重点发力，带动整体交通部门电气化水平快速增长，并于2060年达到84%。
图6 全国及分部门终端电气化率
二、行业行动方案
全国“双碳”目标的实现，是各个行业合作转型的结果。下面对钢铁、水泥、化工、有色、建筑、交通、电力等重点行业在满足其未来产品和服务供给需求前提下的低碳转型行动进行分别介绍。
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