实现碳中和，我们还差多少

孙一琳

在严峻的气候变化形势下，碳中和成为各国政府、企业、活动组织方乃至个人应对气候变化、减缓全球变暖的主要目标。

在制定减排计划时，各国政府首先将注意力集中在电力领域，目前取得了显著的成就。随着可再生能源发电成本的不断下降，以及可再生能源发电在电力系统中占比的不断提高，可以说，我们已经找到一条使电力行业实现零碳排放的经济、可靠的途径。

而随着对应对气候变化认识的加深，以及社会和政治意识的增强，人们的注意力越来越集中在最后全球平均气温上升1.5°C的极限上，这意味着必须尽快消除各个用能环节的碳排放。国际可再生能源署（IRENA）总干事Francesco La Camera表示，能源转型必须摆脱仅存于电力行业的固有观念，转向关注其他能源密集型行业，如重工业和运输业。

事实上，大多数国家以及科研人员已经展开包括电动汽车等一些基于可再生能源的清洁燃料的研究和应用，但还远远不够。为了达成控制全球平均升温1.5°C的目标，各个国家的政府部门和企业的决策者需要对全球实现碳中和目标的差距有更为清晰的认知，并为此制定明确的计划。

国际可再生能源署对深度脱碳进行了全面研究，提出七个能源密集型领域面临极大的脱碳难题，包括钢铁、化工和石化、水泥和石灰以及电解铝等四个工业领域和长途货运、航运、空运等三个长途运输领域。除非现在就进行重大变革，2050年，这七个领域的碳排放极有可能占总排放的38%以上，并占终端能耗的43%以上。

工業领域

关键材料的工业生产是现代经济的重要推动力。随着各国经济的发展，对此类材料的需求也在持续增长。然而，工业生产目前伴随着较高的二氧化碳排放。工业约占全球二氧化碳总排放量的28%，但其中有4个工业部门特别是钢铁、化工和石化、水泥和石灰以及铝，几乎占工业总排放量的3/4。

目前，工业所用大部分能源均来自化石燃料。但是，能源使用并不是工业部门的唯一排放源，其生产过程和产品的生命周期内也存在大量二氧化碳排放的情况。减少排放量并最终达到零碳排放，需要彻底改变这种材料的生产、消耗和处置方式。但是，迄今为止，这四个工业领域中推动长期减排的需求尚未得到应有的关注。

针对相关能源密集型工业，目前有几种经济可行的二氧化碳减排方案，如图2所示，但业内对方案的适用性尚未达成共识。

运输领域

运输促进了全球人员和货物的流动，并实现了我们所拥有的现代生活，在世界经济中起着至关重要的作用。但是运输行业由于目前严重依赖化石燃料，成为二氧化碳排放的主要来源。预计未来几年全球对运输服务的需求会持续增加，因此迫切需要找到减排并实现完全脱碳的方法。

运输排放来自内燃机和涡轮机中化石燃料的燃烧。化石燃料在燃烧过程中，会排放出各种不同的温室气体和污染物，包括二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和其他颗粒物。总体而言，2017年运输业总二氧化碳排放量为85亿吨，占全球能源相关二氧化碳排放量的近1/4。估计有97%的排放来自公路、航空和海上运输，而铁路和其他运输方式占3%。

对于部分运输方式，通向低碳排放的最佳途径已经明确。基于可再生能源的电气化路径是铁路和轻型公路运输，包括汽车、越野车、小型卡车等的可行选择。在铁路运输，特别是在客运中，电力的使用已经很普遍。在轻型公路运输中，电动汽车近年来在续航里程、成本和市场份额方面均取得了显著改善。

至于其他运输方式，最佳途径尚未明确。公路货运、航空和航运是重要的能源使用者和二氧化碳排放者，这对2060年实现净零碳排放将是一个巨大挑战。

挑战和机遇

尽管面临上述诸多挑战，但全球各国都已经意识到深度脱碳的迫切性，同时，稳定且持续降低的可再生能源成本为减排提供了更多的技术选择。

可再生能源以及电池等技术的可靠性和经济性在众多国家和地区的应用中得到了证明，无论是用作能源，还是直接用作原料都展示出巨大的潜力。但需要注意的是，其潜力和最佳使用方式仍存在不确定性。背后原因较为复杂：一是应用新技术和新流程的成本高企；二是脱碳基础设施的建设先于客观需求，主动性受限；三是工业和运输业属于高度集成且发展较为完整的产业，改造存在一定困难；四是先行者存在业务风险。除此之外，各地碳核算标准的差异等也是原因之一。

针对于此，各国政府和产业需要制定基于可再生能源的工业和运输业发展战略，明确零碳排放的目标；基于减少用能需求和提高能源效率展开全球性跨界合作；支持技术创新，重点加大对可再生能源发电，可再生能源热利用，生物质燃料，绿色氢能和氢燃料电池技术（green hydrogen and e-fuels），碳捕获、利用和封存等技术的投入。

除了工业和运输业要做出努力外，电力行业也有发展的着力点。一方面需要确保能提供充足的可再生能源电力以满足直接用电和间接电气化引起的需求增加；另一方面要确保电力系统足以容纳日益增高的可再生能源发电份额。当然，更加多样的需求同时有助于电力系统实现更高比例的可再生能源，最终形成一个良性循环。