實現多種目標下的能源和經濟轉型路徑

　　摘 要 能源轉型常規目標是保障能源安全供應，提供社會經濟發展所需的能源。能源活動與社會經濟、環境發展等多領域的目標相關聯，如溫室氣體減排目標、大氣污染治理等。能源行業是用水量相當大的部門，能源作為原料和很多石化產品相關，能源開采是我國最大的采礦產業，所以，能源轉型的影響是多方面的。未來的能源轉型研究，需要在多種目標的情況下進行分析。IPAC模型組采用多目標分析體系，研究我國長期能源轉型路徑，確定影響能源轉型的主要因素，分析相關目標對能源轉型的約束和能源轉型對這些目標的影響。我國的能源轉型路徑可以協調一致地促進多種目標的實現，同時需要技術的創新發展。能源轉型路徑研究可以為實現多種目標下的經濟社會發展戰略提供支持。

　　關鍵詞 能源轉型 大氣污染治理 能源安全 碳中和 碳捕集 綠氫 可再生能源

　　作者簡介：姜克雋，博士，中國宏觀經濟研究院能源研究所研究員。

　　基金項目：科技部重點研發項目“結合增暖1.5℃下集成預估的我國減排目標確定和路徑優化”(2017YFA0603804);科技部重點研發項目“世界主要國家碳減排潛力與經濟代價研究”(2017YFA0605302)

　　一、引 言

　　能源行業是我國社會經濟發展的核心支撐行業，能源出了問題，社會經濟會即刻出現問題。因此，能源的發展不僅影響我國社會經濟目標的實現，而且全方位影響著我國社會經濟的發展前景。常規的能源發展一般是在安全供應的目標下推進。20世紀90年代以來，氣候變化問題被納入全球各國的決策進程之中，因為能源活動排放的二氧化碳占全部二氧化碳排放的80%以上，所以能源發展開始受到二氧化碳減排的影響。20世紀90年代末，我國開始治理大氣污染，在這個過程中，認識到與霧霾有關的污染物排放，約65%來自能源活動。在霧霾治理進程中，我國將減少能源活動的大氣污染物排放作為能源發展的重要政策。2013年9月10日，國務院發布了《大氣污染防治行動計劃》，改進優化能源結構，控制煤炭消費特別是散煤的使用成為最主要的霧霾治理政策。展望未來，我國已經宣布了2030年前碳達峰目標和2060年前碳中和目標，大氣污染治理在前期取得顯著成果的情況下開始進入治理的深水區，這些都需要我國的能源結構明顯轉型。根據相關研究估測，到2050年我國非化石能源占一次能源消費的比例將達到75%甚至更高，能源結構明顯轉型。同時，我國石油消費將明顯下降，屆時我國不需要石油進口，天然氣進口也將明顯下降，我國開始出口氫。到那個時候，能源安全的含義將轉變為能源高可靠度供應安全，在大規模可再生能源等不穩定電力接入的情況下確保高可靠性電力供應，實現99.99%以上的供電可靠性。

　　習近平主席關于中國碳中和愿景的重要宣示為我國應對氣候變化、實現綠色發展指明了方向。黨中央多次在經濟工作會議、財經工作會議上布局碳達峰碳中和戰略，這預示著實現碳中和已經不僅是溫室氣體減排事務，而且事關技術創新和經濟發展。習近平同志主持召開中央財經委員會第九次會議并發表重要講話強調，實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局。

　　由此可見，我國能源和經濟轉型需要在更加廣泛的國家發展目標下進行解析，構建溫室氣體和大氣污染物凈零排放、用水量、化學品毒性和礦物開采量明顯下降等多重目標，助力實現碳中和愿景、美麗中國遠景目標、生態文明建設等中長期目標。

　　二、多重目標

　　在IPAC模型組的研究中，多重目標的設定主要依據美麗中國建設的含義，以人類社會對自然的影響最小為目標，根據能源活動帶來的各種影響設置未來的目標。這些目標主要包括氣候變化目標、大氣質量目標、減少水的使用、生產低毒性的化工產品、減少礦物開采、農業改革等。

　　(一)氣候目標

　　依據《巴黎協定》，各國支持將全球氣溫升高幅度控制在2℃以內的目標，力爭實現1.5℃溫升目標。溫升目標將是推動能源轉型的最為重要的影響因素，實現溫室氣體深度減排，需要能源系統的明顯轉型，否則減排成本將很大，而且會與其他發展目標發生沖突。

　　(二)大氣質量目標

　　世界銀行設置了大氣質量推薦標準，即PM2.5達到10微克/立方米。2021年10月，世界衛生組織進一步提出了推薦目標，即5微克/立方米。我國的本底PM2.5濃度已經達到7微克/立方米，因而我國可以努力實現10微克/立方米的目標。目前，能源活動排放的大氣污染物占大氣污染物總量的65%左右，而且能源行業屬于易治理行業，因此大氣質量目標也對能源轉型提出了很高的要求。

　　(三)控制和減少水的消費

　　除農業以外，能源行業是用水量最大的部門。大量的水主要用于化石燃料燃燒鍋爐工藝，包括工業鍋爐、電站鍋爐以及供熱鍋爐等。未來，隨著社會經濟發展，我國對水的需求量很有可能持續提升，因此，能源轉型需要將減少水的消費作為目標之一。

　　(四)低毒性的化工產品生產

　　大部分石化產品和化工產品來自化石能源，以化石能源為原料，使用化石燃料作為生產時的能源。人類社會影響自然的主要途徑之一就是使用化學產品。未來的氫基產業將改變化工產業，綠氫不僅將使生產綠色的化工產品成為可能，而且產品價格低廉。因此，在未來的產業變革中將出現新型化工產品的生產和制造，降低生產過程和產品的毒性，大大減少對自然生態的影響。

　　(五)明顯減少礦物開采，減少對自然的傷害

　　能源是所有行業中開采量最大的，大量的礦井、塌陷區不僅破壞了地下水，也會帶來地表的破壞，這些都屬于人類生產活動對地球的傷害。因此，能源轉型研究不僅要盡量減少能源開采活動，同時也要分析能源轉型對其他礦物開采的影響。

　　(六)農業的變革

　　農業是溫室氣體排放的重要來源之一，而且很難實現深度減排。能源轉型有可能對農業生產產生重大的變革性影響。如利用便宜的可再生電力延長光合作用的時間，提高生產率等。另外，如果綠氫和回收的二氧化碳價格便宜，可以嘗試工業化地生產食品和肉食。