NBA押注平台自去年提出国家“30·60”双碳目标以来，关于碳中和的讨论和研究非常活跃，制定碳中和路径以达到碳峰值是国家的一项重要任务，今年各地和各行业。任务。借鉴国际经验，制定国家、地区或行业的碳中和路径，具有重要的借鉴意义。国际能源署（以下简称IEA）是世界权威的能源机构。多年来，连续发布涵盖应对变化因素的全球能源展望和能源技术展望报告。同时，长期支持联合国气化变革工作。近日，IEA根据技术可行性、成本合理、社会接受度等原则进行了详细分析，研究形成了《2050年能源零排放路线图报告》。本文重点解读重点行业路线图。

1、分步实现重点行业能源零排放

在全球范围内，能源部门产生了当前约四分之三的温室气体排放量，因此推动能源部门实现净零排放是应对气候变化的关键推动力。从重点排放行业来看，能源排放主要来自四大领域：电力、工业、交通和建筑（见图1）。

NBA押注平台

图1全球能源排放的主要领域

从分阶段来看，2030年之前的减排主要来自电力部门，本阶段其他三个部门的贡献并不显着；到2040年，电力行业率先实现零排放，工业和交通减排加速；到2050年，电力行业将实现一定的负排放，而工业和交通将实现接近零排放。

NBA押注平台2、零碳计划下化石能源消耗大幅减少，部分被低排放燃料替代

2.1 化石能源供应

减少化石能源的供应是减少能源部门排放的基础2050中国能源和碳排放报告编辑，能源部门的重点是减少煤炭的使用。从2020年到2050年，煤炭需求将下降90%，石油需求将下降75%，天然气需求将下降55%（见图2）。天然气是未来短期内唯一增长的化石燃料有需求。

NBA押注平台

图2 零碳排放路径下化石能源需求预测

现有煤炭产能足以满足未来煤炭消费，煤矿需要不断关闭。煤炭使用量将从 2020 年的 52.5 亿吨标准煤下降到 2030 年的 25 亿吨标准煤和 2050 年的不到 600 万吨标准煤。即使未来扩大碳捕集、利用和封存技术的应用，到2050年煤炭消费量将比2020年减少90%左右，这将导致大量煤矿工人失业。

NBA押注平台由于煤炭需求急剧下降，净零排放情景不需要新建矿山或扩建现有矿山。炼焦煤需求的下降速度略低于动力煤，但现有的生产来源足以满足到 2050 年的需求。煤炭需求的下降将对采煤地区的就业产生重大影响。随着煤炭生产设施越来越多地配备碳捕集装置，到 2040 年煤炭产量的下降速度已经放缓；净零排放情景预计到 2050 年生产的煤炭中约有 80% 将使用碳捕获进行储存。

石油需求已从 2020 年的每天 8800 万桶下降到 2030 年的 7200 万桶和 2050 年的 2400 万桶，下降了近 75%。从 2021 年到 2030 年，净零排放情景预测上游油气投资平均每年约为 3500 亿美元（见图 3)）。这与 2020 年的水平相当，但比之前的 5 年平均水平低约 30%。 %。在净零碳情景下，所有上游石油投资将用于支持现有油田的运营； 2030年后，每年上游总投资约1700亿美元。

图 3 到 2050 年石油和天然气行业的资本投资

预计到 2025 年天然气需求将增长到 4.3 万亿立方米，然后在 2030 年下降到 3.7 万亿立方米，到 2050 年将下降到 1 万亿立方米7. 5万亿立方米。到 2050 年，天然气使用量将比 2020 年减少 55%。净零排放情景预计不需要新的气田，除了已经在开发的气田。目前正在建设或规划中的许多液化天然气液化设施也不需要建设。从 2020 年到 2050 年，液化天然气下降 60%，管道贸易下降 65%。到 2030 年，全球天然气需求预计将平均每年下降 5% 以上，这意味着一些油田可能会提前或暂时关闭。 2040 年后，天然气需求的下降速度将放缓，到 2050 年，全球一半以上的天然气使用量将用于碳捕获和储存设施以生产氢气。

未来无需进一步加大对新油气开采领域的投资，可保持现有开采能力满足下游深加工需求。

2.2 低排放燃料

就能源使用的便利性而言，低排放燃料是化石燃料的有效替代品，与现有的化石燃料供应基础设施和最终使用技术兼容2050中国能源和碳排放报告编辑，无需对设备或车辆进行任何改造。低排放燃料主要包括液态生物燃料、沼气、生物甲烷以及氢、氨等氢基燃料。

从能源转型的难度来看，低排放燃料主要用于长途重卡、轮船、航空等电气化运输不经济或技术上难以实现的场景。虽然电动汽车的发展为交通领域的减排做出了巨大贡献，但受电池体积能量密度低的限制，长途重卡、轮船、航空等场景并不适合电动交通（见图4）.

图 4 交通部门中不同类型的低排放燃料

目前，低排放燃料仅占全球最终能源消耗的 1%，到 2050 年将增加到 20%。液体生物燃料在全球交通能源中的份额将从 2020 年的 4% 增加到 2050 年的 14%；到2050年，氢燃料可以满足28%的交通能源需求。到 2050 年，低碳气体（生物甲烷、合成甲烷和氢气）可满足全球 35% 的天然气需求，如今几乎为零（见图 5）。

图 5 到 2050 年不同运输方式和燃料类型的比较

到 2050 年，氢和氨等基于氢的能源将占全球能源使用量的 13%。氢和氨发电将为电力系统提供灵活性，这类能源占总发电量的 2%。

目前，氢在能源领域的使用主要限于炼油和化学工业中氨和甲醇的生产。 2020年全球氢气需求量将在9000万吨左右，主要来自化石燃料（主要是天然气），排放二氧化碳近900万吨。在零碳排放情景下，对氢气的需求和制氢路线都将发生根本性变化。到 2050 年，需求将增长近 6 倍，达到 5.3 亿吨，其中一半用于重工业（主要是钢铁和化工生产）和运输部门；其中 30% 转化为其他氢基燃料，主要是用于航运和发电的氨，以及用于航空的合成煤油和混合天然气管网中的合成甲烷；其中17%用于燃气发电，可提供调峰服务，帮助实现太阳能光伏发电和风力发电更大规模的增长和季节性储能。总体而言，到 2050 年，氢燃料将占全球最终能源需求的 13%。目前，氨被用作化学工业的原料，但在净零排放情景中，氨被用作各种能源应用的燃料，因为与氢气相比2050中国能源和碳排放报告编辑，它的运输成本更低2050中国能源和碳排放报告编辑，能量密度更高；到 2050 年，氨气约占全球航运能源需求的 45%。

为实现生物燃料和氢能的规模化发展，国家能源局认为，积极开展以下工作至关重要。发展生物燃料的关键是建立全球统一的生物燃料温室气体排放标准，并对可持续生物质能源的发展潜力进行评估。作为国家氢战略或路线图的一部分，政府应优先评估发展低碳氢产业、国内通过可再生水电解制氢或利用碳捕获和天然气制氢的机遇和挑战。存储技术，或两者的结合，或依赖进口氢燃料。

3、电力行业是全球首个实现零碳排放的重点排放行业

到 2040 年，逐步淘汰化石燃料发电厂，实现电力系统净零排放，将电力发展为全球能源消费的主要形式（占全球能源消费的 50%），这需要大幅增加电力系统效率灵活性，包括大规模采用储能电池、需求侧响应、氢燃料、水电和其他技术，以确保可靠的电力供应。

实现能源零碳化的关键路径之一是电气化水平的提高和用电量的大幅增加，这主要受经济增长、终端电气化设备增加、水电解制氢等驱动。电力需求总量将从2020年的23.23万亿千瓦时增加到2050年的60万亿千瓦时，增速将从之前的年增长率2.3%提高到年增长率3.2%。电力增长的来源主要是新兴经济体和发展中国家，预计将占增长的 75%。

电力行业的转型对于到 2050 年实现净零排放至关重要。化石能源发电是当今能源相关碳排放的最大单一来源，占能源相关排放总量的 36%。 2020年，全球发电产生的二氧化碳排放量为123亿吨，其中燃煤发电91亿吨，天然气发电27亿吨，石油发电6亿吨。发达国家将在2030年前后率先实现电力部门零排放；到 2040 年左右，新兴市场和发展中国家将在电力部门实现零排放。

可再生能源对电力行业的脱碳贡献最大，净零排放。到 2030 年，可再生能源几乎是三倍，到 2050 年是八倍。可再生能源在总发电量中的份额将从 2020 年的 29% 增长到 2030 年的 60% 以上，到 2030 年将增长到近 90%（见图 6）。

图 6 到 2050 年的电力能源结构

从各国电力脱碳进程来看，发达经济体2035年脱碳，新兴经济体和发展中国家2040年脱碳，电力行业整体脱碳早于全社会。

p>

随着电力结构发生革命性变化，电网也必须发生革命性变化，而电网投资对于实现这场能源革命至关重要。对于一个需要 130 年在全球范围内建成的电网，电网需求需要在未来 20 年到 2040 年增加一倍以上，到 2050 年再增加 25%。到 2030 年，电网的总投资需要达到 8200 亿美元，到 2050 年需要达到 1 万亿美元。 2040.到2050年电网投资的一个重要领域是电网设施更新。

对于燃煤或燃气发电厂的改造，无论是通过碳捕获还是与氢燃料混烧（或完全转换），到 2030 年仍无法确定。对于其他化石燃料发电站，一个需要逐步淘汰。燃煤电厂将在 2040 年前完全淘汰，从能效最低的开始，除非到 2030 年进行改造。在全球范围内，8.7 亿千瓦的亚临界燃煤发电（占总装机容量的 11%）预计将关闭，并将开展国际合作以促进替代。到 2040 年要淘汰所有大型燃油电厂。到 2050 年，天然气发电仍将是电力供应的重要组成部分，但需要政府大力支持，以确保碳捕集和封存在大型尽快缩放（见图7）。

图 7 到 2050 年燃煤发电的变化

4、应对复杂工业零碳发展的组合策略

作为全球第二大能源相关二氧化碳排放源，工业在实现净零排放目标方面发挥着重要作用。 2020年2050中国能源和碳排放报告编辑，工业（包括能源使用和生产过程）的二氧化碳排放量约为84亿吨。发达经济体约占20%，新兴市场和发展中经济体约占80%。由于复杂的全球材料生产和制造供应链，整个发达经济体消费的制成品远远多于生产的产品。化工、钢铁和水泥三大重工业占所有工业部门能源消耗的近 60%，占工业部门二氧化碳排放量的 70% 左右。上述三个工业部门的产出高度集中在新兴市场和发展中经济体，占这些商品总产出的70-90%（见图8)。

图8不同经济体工业排放比较

为支持净零排放情景而对能源相关基础设施进行必要的扩展，导致行业材料需求迅速增加，尤其是可再生能源发电和交通基础设施。到 2050 年，仅这两个行业所需的额外基础设施就占到 2050 年钢铁需求的 10% 左右。总体而言，2050 年全球对钢铁的需求比现在高出 12%，对初级化学品的需求高出 30%，对水泥的需求大约为平坦的。

在净零情景中，重工业的二氧化碳排放量到 2030 年将减少 20%，到 2050 年减少 93%。优化设备的运行效率，采用最佳可用技术和措施提高材料效率，可以增加新产能扮演一个角色。到 2050 年，近 60% 的净零排放将通过目前处于开发阶段的技术实现，这些技术仍处于技术研发创新和示范应用阶段（见图 9）。

图9 工业领域减排措施及不同技术成熟度技术的贡献

到2050年，化石燃料在能源供应总量中的比重将从目前的4/5下降到略高于1/5，主要用于塑料等含碳产品的生产，具有碳捕集和封存功能设施和低排放技术。

到2050年，工业部门要实现减排95%的目标，要加大新型基础设施建设。到 2030 年，世界必须加快行动，通过技术开发、示范和初步部署将新的清洁能源技术推向市场。从 2030 年开始，每月将安装 10 座重工业工厂配备碳捕集和储存装置，新建 3 座氢能源工业工厂，并为产业基地新增 200 万千瓦电解槽。

5、电气化和氢能促进交通零碳化

在 2020 年大流行之前，全球运输部门排放了近 85 亿吨二氧化碳。在接近零排放的情况下，交通部门的二氧化碳排放量刚刚超过 55 亿吨。到 2050 年，交通运输业的二氧化碳零排放量将达到 7 亿吨，比 2020 年的水平下降 90%。

交通领域的低碳化主要是通过促进交通方式更新换代以提高客运效率的政策。即使运输需求迅速增长（到 2050 年几乎翻一番）而二氧化碳在同一时期下降，货运活动仍比当前水平增加了两倍半，全球乘用车数量从 2020 年的 12 亿辆增加到 2050 年的 20 亿辆（参见图 1 0）。

图10 2050年不同交通技术成熟度和排放量对比

随着电力部门变得更加清洁，电气化是减少整个社会排放的重要工具。到 2030 年，电动汽车占全球汽车销量的比重将从 5% 提高到 60% 以上。

到 2035 年，停止销售新的内燃机汽车，并为通过电气化政策大规模减少交通部门的排放奠定基础。到 2050 年，全球汽车将使用电池供电的电池或燃料电池。但电力无法满足所有领域的能源需求，因此低排放燃料至关重要。例如，航空业将主要依赖生物燃料和合成燃料，而氨燃料对航运至关重要。到 2045 年，新的低排放产业将蓬勃发展，道路上的绝大多数汽车将使用电力或燃料电池，飞机将主要使用先进的生物燃料和合成燃料，全球数百家工厂将使用碳捕获技术或氢能（见图 11）。

图11 2050年不同交通方式和交通燃料对比

政府清洁能源研发支出需要进一步增加并重新确定优先级。在电气化、氢能、生物质能和碳捕获、利用和储存等关键技术领域的创新投资仅占成熟低碳发电和能效技术公共研发资金的三分之一。此外，还需要加快示范项目部署，更多撬动民间资本，扩大应用规模，降低成本。到2030年，世界需要投资900亿美元才能完成一系列示范项目，而目前的金额仅为250亿美元。新技术的开发和部署将有助于创造新的行业、新的商业模式和新的就业机会。

6、零碳建筑是建筑业实现零碳的前提

预计从 2020 年到 2050 年，全球建筑面积将增长 75%；其中 80% 位于新兴市场和发展中经济体。尽管需求增长，但建筑行业的二氧化碳排放总量下降幅度更大，从 2020 年的 30 亿吨降至 2050 年零碳情景下的约 120 万吨，降幅高达 95%。建筑领域如此大幅度的减排，主要是通过提高建筑能效和建筑设备电气化率来实现的。以上两种方式占减排量的70%，其余30%的减排量来自太阳能热利用、生物能源和建筑使用习惯的改变。建筑能效的提高主要依赖于市场上的现有技术（热泵、高效电器、生物气候和高效建筑材料设计），包括改进现有和新建筑的绝缘。预计到2050年，建筑的数字化和智能化控制将有助于减排3.5亿吨。此外，人们生活行为的改变也有助于减少建筑的碳排放。忽略。预计到2030年，通过适当降低采暖温度和过高的生活热水温度，到2030年可减少碳排放。2.5亿吨（见图12）.

图 12 建筑行业减排路线

在建筑领域实现零碳的挑战主要是由于住宅面积的持续增长以及居民使用的电器种类和数量的增加。预计到 2050 年，住房空间将比 2020 年的水平增加 75%，许多发达国家的现房寿命很长，可以持续到 2050 年。新兴经济体和发展中国家是未来增加新家电的主要国家。预计到2030年，这些地区将新增空调6.5亿台，2030-2050年将新增20亿台。

在建筑领域，2025 年起全球实施的化石燃料锅炉新禁令将推动电热泵市场的快速增长。大多数旧建筑和所有新建筑都必须遵守零碳排放建筑法规。

从建筑燃料种类来看，到2030年化石能源在建筑能源消费中的比重将下降到30%，到2050年下降到2%。电力在建筑能源消费中的比重将从2020年的33%逐步提高到50%，2050年进一步提高到66%。从建筑的终端能源类型来看，目前以化石能源为主的建筑能源利用模式将在2050年实现零排放，所有终端能源领域的建筑将实现高度电气化。中国电力占比将从 2020 年的 20% 增加到 2050 年的 40% 以上（见图 13）。

图 13 建筑能耗类型和终端能源类型（数据来源：IEA）

要到 2050 年实现建筑部门的零碳排放，需要进行一系列建筑改进，以提高建筑部门的能源效率，增加建筑能源的灵活性，并几乎完全消除对化石能源的依赖。到 2050 年，超过 85% 的建筑将需要达到准零碳建筑标准。从2030年起，全球所有地区的新建建筑都将被要求执行零碳建筑标准；到 2050 年，几乎所有现有建筑都需要进行改造，以达到零碳建筑标准（见图 14））。到 2050 年，超过 85% 的建筑实现了零碳排放，有助于将有效供暖的能源强度降低 75%，热泵可满足一半以上的供暖需求。

图 14 全球建筑供暖技术类型及供暖和制冷能源强度

7、通过绿色金融助力我国能源零碳化的建议

制定分级绿色金融政策，支持成熟技术的应用和推广，以及潜在零碳技术的孵化和商业化。政策需要发出明确的市场信号，催生新的商业模式，并利用私人资本进入清洁能源领域，尤其是在新技术领域和农村等鲜为人知的地区。加快国家公共财政资金支出对能源转型至关重要，尤其是在相对欠发达地区。

建立多部门合作发展的商业模式。大多数能源转型投资仍主要依赖于调动社会资金的需要。为大规模基础设施开发动员私营部门资本需要开发商、投资者、公共金融机构和政府之间更密切的合作。降低投资者风险对于确保实现负担得起的清洁能源转型至关重要。许多新兴市场严重依赖公共资金建设新能源项目和工业设施，它们需要改革政策和监管框架以吸引更多社会资本。

（作者为孙立平、王娟、王嘉林）

NBA押注平台