科技支撑碳中和目标实现的路径选择及政策研究.docx

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1、科技支撑碳中和目标实现的路径选择及政策研究摘要中国提出碳中和目标，将深刻影响我国社会经济体系。碳中和对内将助推我国经济高质量发展、全面实现绿色转型，对外则可实现弯道超车，引领全球技术发展。然而，要实现这一目标，我国面临时间短、任务重、难度系数大的挑战。科技创新作为技术发展的动力引擎，在碳中和中扮演举足轻重的角色。没有科技创新，也就无从谈碳中和。然而，当前我国科技创新仍然存在整体水平较低、体制机制不健全、创新投入不足、基础条件薄弱等问题。碳中和愿景下，从技术端，要依靠“能源供给端”“能源消费端”“固碳端”三端共同发力。结合我国不同阶段能源消费结构、产业排碳特征，遵循各领域技术发展规律，提出各领域

2、的科技创新路径，从而分阶段、分重点、分目标地推进技术发展。从政策端，也应从深化顶层设计、加强战略研究、加快技术发展、促进市场衔接、推动队伍建设等方面加大科技创新对碳中和的支撑作用。、引言工业革命以来，人类在使用化石能源/资源、从事工业生产以及改变土地利用方式等过程中向大气层排放了大量以二氧化碳(C02)为代表的温室气体，科学界普遍认为这是导致气候变化尤其是全球变暖的主要原因。这一观点在2021年8月联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的关于气候变化物理科学的最新评估报告(SixthAssessmentReport,AR6)中得到再次明确(IPCC,2021)o全球变暖将带来许多“不可

3、预测”的环境影响。对欧洲而言，气温升高若引发北极冰川融化，大量淡水融入北大西洋，导致北大西洋暖流的补偿流减弱，进而使得洋流循环体系变慢,暖流动力减弱甚至消失1,欧洲或将迎来极寒时代。对我国而言，气候变暖在一定程度上可能是利大于弊。西北地区平均气温和降水量均呈上升趋势，出现了向暖湿转型的趋势，有可能出现重回汉唐时期的关中八百里沃野、八水绕长安、西北似江南的盛世景象(陈冰，2015;姚旭阳等，2022；张强等，2021)o但是从全球角度来看，如果任由气候变暖不断加速，人类生存环境总体将遭受极大负面影响，引发灾难性后果。当前欧洲等国积极推动碳减排倡议，一是基于其自身生存环境可能遭受极大威胁考虑；二是

4、从政治方面出发，通过抢占道德制高点，稳固世界影响力；三是为了遏制经济衰退趋势，通过重塑世界发展规则，凭借技术优势，催生新的经济增长点，提高经济竞争力，推动欧洲经济复苏。对比欧洲在气候变化问题上面临的困境，我国所面临的客观环境压力较小。且与发达国家相比，我国经济社会发展阶段还具有碳排放持续增长的刚性需求，但仍然以壮士断腕的勇气和决心多次向全世界提出碳达峰碳中和目标，彰显了我国对保护人类赖以共同生存的地球家园的负责任态度，彰显了对构建人类命运共同体的担当。毫无疑问，碳中和的提出将会深刻影响政治经济文化和社会生活的方方面面。中国各部委、地方政府和大型企业也迅速响应，出台政策或制定工作计划，助力碳达峰

5、碳中和目标（赖明，2021）o国内的专家学者、战略家和企业管理者也从国家战略、区域发展、产业布局甚至是企业管理角度，针对碳达峰碳中和工作面临的形势与挑战、碳排放路径、未来情景设计等方面提出自己的观点和想法，全国掀起了一股碳达峰碳中和研究热潮。二、碳中和愿景下机遇和挑战并存2021年11月，第26届联合国气候变化缔约国大会达成了格拉斯哥气候协议一揽子决定，重申了巴黎协定提出的21世纪内“把全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上低于2之内，并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上1.5之内”,以及“公平、共同但有区别的责任和各自能力原则”，同时也明确提出削减煤炭、取消低效化石能源补贴2。煤炭等化石能

6、源将进一步被加速替代，这对仍处于工业化、城市化发展阶段的中国而言，机遇与挑战并存。从机遇来看，一是绿色能源、低碳技术将引发全球范围内一场深刻的科技革命和产业变革。我国作为世界上第二大经济体，需要抓住这次大变革的机遇，改变传统的发展方式，实现经济的高质量发展；二是碳达峰碳中和也是我国生态文明建设整体布局的内在要求，以降碳为重点战略方向，可以实现温室气体与污染物的协同减排，促进经济社会发展全面绿色转型；三是碳中和的现实表象是温室气体减排，实质是全球绿色低碳技术发展的竞争。当前绿色低碳技术在全球各国方兴未艾，各国间还基本处于同一起跑线上，我国应抢抓此次全球技术变革的窗口期，实现弯道超车，引领未来全球

7、的技术发展。从挑战来看，中国在2006年超过美国成为世界第一大碳排放国。IEA(2020a)的统计数据显示，2020年我国二氧化碳排放量约112亿吨，约占全球排放总量的四分之一，是美国的2倍多、欧盟的3倍多；人均碳排放约为7.1吨C02/人，相当于世界平均水平1.6倍，同时超过欧盟和二十国集团的平均水平;单位GDP碳排放约为0.7千克C02/USD(2015年不变价)，是世界平均水平的1.7倍、美国的3.5倍。我国碳达峰峰值水平预计在115亿吨以内，约是美国的2倍、欧盟的3倍。而从时间跨度上看，从碳达峰到碳中和，我国只有30年，而欧美则用了4370年的时间，因此我国碳达峰碳中和面临的目标任务极

8、其艰巨。另外，从经济社会发展阶段看，我国尚处于经济社会发展的上升期，碳排放总量和强度“双高”的情况仍将持续，经济发展与碳排放仍存在强耦合关系。在未来四十年，我国仍需要大力推进经济建设，提高城镇化水平，提升人民生活水平和质量，这其中都需要以大量能源消耗为前提。要实现经济社会发展与碳排放量脱钩，必须寻求一种可持续的经济发展模式。因此，无论从经济发展阶段、碳排放总量、人均碳排放量、碳中和实现周期，还是从技术发展水平来看，我国实现碳达峰尤其是碳中和目标需要付出更大努力。三、科技创新是实现碳中和的唯一选择（一）科技创新是碳中和的唯一出路碳中和表面上关注的是“碳”的问题，本质上是涉及能源、资源转化过程中尽

9、量少排、不排甚至负排碳的问题。而能源、资源转化过程的实现都是以技术为载体实现。因此，碳中和的实现，技术是根本的落脚点。据中国21世纪议程管理中心专家测算，若延续“十四五”期间低碳转型政策力度（即每五年碳强度下降率达18%,能源强度下降率达13.5%）,保持现有技术发展水平，我国可实现在2030年前二氧化碳排放达峰，但峰值高达126亿吨，到2060年仍有约94亿吨碳排放，离2060年前实现碳中和目标有很大差距。因此，现有技术发展水平不足以支撑碳中和目标实现。为了提高技术水平，唯一能做的就是不断地进行科技创新，在理念创新、科学规律、技术发明、产业创新等各方面开展全新全方位的探索实践与创新变革。因此

10、，科技创新是实现碳中和的唯一出路，也是碳中和目标实现的最终落脚点。（二）世界各国的低碳科技竞赛纵观全球，世界主要地区、发达国家和国际组织都基于碳中和目标对重点领域的碳减排技术路线进行了系统研究和战略部署，积极发展低碳技术，试图抢占低碳技术制高点。欧盟在2019年颁布的欧洲绿色新政提出“地平线欧洲”计划，35%的经费将用于支持应对气候变化研发，提出能源、工业、建筑、交通、消费等7个重点领域的关键政策、核心技术和实施计划4；并在2020年3月提交的欧洲气候法（草案）中提出将绿色经济作为未来经济、社会、外交等事务的重要抓手5。同时，欧盟也对一些关键技术提出了专门的发展战略。比如，2020年7月，欧盟

11、委员会发布欧盟氢能战略，规划出欧盟氢能发展的三个阶段，提出到2050年的氢能发展目标，启动欧洲清洁氢联盟筹建，并预计到2050年，可再生氢能方面的累计投资将高达1800亿4700亿欧元。英国绿色工业革命十点计划中提出将投入120亿英镑，加强海上风电、低碳氢、先进核电、零排放汽车、绿色建筑、CCUS等技术研发。6美国总统拜登将气候变化作为四大优先事项之一，在其清洁能源革命和环境正义计划中，拟确保美国在2035年前实现零碳发电，在2050年前达到“净零排放”,实现“100%清洁能源消费”。7在低碳技术方面，美国强调对液体燃料、低碳交通、可再生能源发电、储能技术等方面加大研究投入及技术支持。日本发布

12、的绿色增长战略确定了海上风电、燃料电池、氢能、核能、交通物流和建筑等14个重点领域深度减排技术路线图和发展目标，旨在确保日本到2050年实现碳中和目标，构建“零碳社会”。8国际能源署长期开展减排技术评估并发布减排技术路线图，在能源技术展望2020中系统分析了解决能源行业各领域排放问题所需的清洁技术，如电气、氢能、生物能源以及碳捕获、利用和储存(CarbonCapture,UtiIizationandStorage,CCUS)技术等，强调要大力开发和部署清洁能源技术，才能在确保能源系统弹性和安全性的同时于2050年左右实现净零排放。(三)中国的低碳科技创新部署中国政府已经充分认识到科技创新对碳达

13、峰碳中和的重要意义。在中共中央国务院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中提出“政府和市场两手发力，构建新型举国体制，强化科技和制度创新，加快绿色低碳科技革命”。国务院2030年前碳达峰行动方案提出：“发挥科技创新的支撑引领作用，完善科技创新体制机制，强化创新能力，加快绿色低碳科技革命J中央层面成立的碳达峰碳中和工作领导小组正在全面构建碳达峰碳中和“1+N”政策体系，“科技支撑”位列一系列保障方案的第一位。国务院国资委编制印发关于推进中央企业高质量发展做好碳达峰碳中和工作的指导意见，提出“着力科技和制度创新，加快中央企业绿色低碳转型和高质量发展”长期以来，中国在能源、建设、

14、交通、废弃物资源化等相关领域持续支持绿色低碳关键核心技术的研发与示范，并取得了优异成果（刘仁厚等，2021）o碳达峰碳中和目标提出以来，科技部也在积极部署针对碳达峰碳中和科技创新的“碳达峰碳中和关键技术研究与示范”重点专项，以及“可再生能源技术”“氢能”“储能与智能电网”等10个与碳达峰碳中和强相关的重点专项和“绿色生物制造”“颠覆性技术创新”等16个弱相关重点专项。国家自然科学基金委部署了“面向国家碳中和的重大基础科学问题与对策”专项项目。中国科学院也在积极部署面向碳达峰碳中和的先导专项。上海、江苏、重庆等多地都在酝酿甚至已经推动设立相关研究项目0四、中国科技创新存在的主要问题然而，当前的技

15、术储备与研发力度离支撑目标的实现还有很大差距，具体体现在：(1)低碳科技总体水平参差不齐。目前我国在低碳科技创新基础研究方面投入少、能力不足，尚未形成技术源头。同时不同领域的发展水平差距大。以能源领域为例，我国的光伏、水电、煤化工、钢铁长流程等领域在全球处于领先地位，但是储能、氢能、钢铁短流程等技术发展相对滞后。推动技术系统化、工程化、产业化的高附加值能源科技装备国产化率低，高性能、高技术含量能源装备产品的设计、制造能力与国外差距较大，仍以引进、仿制为主。(2)低碳科技创新体制机制仍不完善。碳中和提出以来,虽然社会各个层面就如何实现双碳目标掀起了一股思潮。但是总体来说，国家层面针对如何科技创新，未能发挥战略主导作用。各个领域各自为政，甚至各说各话，从国家层面尚未有一个统一、科学、公允的声音和态度。国家层面对碳中和相关的重大政策尚缺乏深入研究和论证，政策落地不确定、不稳定和不持续。碳中和是一个系统性问题，缺乏建立一个系统、