中国碳中和路径中的电气化

2022年综合报告对中国碳中立 中国碳中和路径中的电气化 致谢 本报告是能源基金会（中国）与多团队研究联盟合作的成果，由能源基金会（中国）和马里兰大学全球可持续发展中心协调，并由来自中国和国际研究机构的专家库整合。作者还承认马里兰大学 （http://hpcc.umd.edu）的高性能计算资源可用于进行本文报告的研究。 能源基金会（中国）和项目团队感谢审稿人为改进本报告的框架和分析提供了建议。 审稿人（按姓氏字母顺序排列） 理查德。男爵欧洲气候基金会贸易计划主任;2050Pathways平台执行董事 Jae埃德蒙兹太平洋西北国家实验室（PNNL）联合全球变化研究所首席科学家和巴特尔研究员;马里兰大学帕克公共政策教授 迈克尔·格林斯米尔顿·弗里德曼经济学杰出服务教授;芝加哥大学贝克尔·弗里德曼研究所和跨学科能源政策研究所所长艾莫里洛文斯落基ft研究所联合创始人兼名誉主席 罗伯特。斯托哈佛环境经济学项目执行主任和哈佛气候协议项目联合主任 马西莫Tavoni米兰理工大学气候变化经济学教授;RFF-CMCC欧洲经济与环境研究所所长 主阿戴尔特纳能源转型委员会主席;新经济思维研究所高级研究员、前主席 Shaoda王芝加哥大学哈里斯公共政策学院助理教授;国家经济研究局（NBER）教职研究员 约翰病房董事总经理Pengwern同事 马蒂亚斯Weitzel欧盟委员会联合研究中心项目官员 哈拉尔德温克勒开普敦大学能源研究中心教授，IPCC第六次评估报告WGIII协调主要作者 Chunping谢格兰瑟姆气候变化与环境研究所政策研究员 Changwen赵国务院发展研究中心国际发展知识研究中心主任、高级研究员 免责声明 -除非另有说明，本报告中表达的观点是作者的观点，不一定代表能源基金会中国的观点。能源基金会不保证本报告所载信息和数据的准确性，也不对任何第三方使用本报告而导致或与之相关的任何责任负责。 -提及特定公司、产品和服务并不意味着能源基金会（中国）认可或推荐它们优先于未提及的类似性质的其他公司、产品和服务。 封面图片:@能源基础 在中国电气化的碳中立 通路 2022年11月 研究财团和作者的团队 主要合作作者 -中国能源基金会:上海富 -马里兰大学:上海昱 主要作者（按机构和作者的字母顺序排列） -中国可再生能源工程学院:小秦 -中国能源基金会:陈玲燕，杜璇，李曼琪，梅成成，杨卓祥 -国际应用系统分析研究所：范,Volker克雷 -哈尔滨工业大学、深圳:刘为骨干 -劳伦斯伯克利国家实验室:尼娜KhannaHongyou路,南周 -北京大学:亚真吴 -中国人民大学:科王 -清华大学:Qimin柴,署名为陈蜀 -马里兰大学:珍娜·贝伦特、程新钊、莱昂·克拉克、内森·霍特曼、娄洁红 建议引用 俞淑贞，傅，贝伦特，柴琪，陈立，陈伟，程晓，克拉克，杜晓，郭芳，霍特曼，卡纳，克雷，李敏，刘军，卢华，娄俊，梅春， X.秦，王强，吴彦，杨忠，张淑，和N.周（2022）.《中国碳中和2022年综合报告：中国碳中和路径中的电气化》。能源基金会（中国），中国北京。见：https://www.efchina.org/Attachments/Report/report-lceg-20221104/综合报告-2022-关于中国-碳中和-电气化-中国-碳中和-路径.pdf 前言 自习近平总统于2020年9月宣布碳中和目标以来，世界经历了持续的起伏。在新动态下，中国重申了在2060年前实现碳中和的坚定目标。2021年，中国提交了更新版的国家自主贡献和强化目标，制定了本世纪中叶长期温室气体低排放发展战略，并形成了指导全国碳达峰和中和行动的“1+N”政策框架。 能源基金会（能源基金会）自1999年成立以来，一直致力于通过安全和可持续的能源促进繁荣。它一直在战略性地支持以碳中和未来为目标的研究和政策制定。为了更好地为中国世纪中叶战略的制定和实施提供信息，能源基金会于2018年成立了旗舰脱碳长期战略工作组（LTS），致力于为中国探索多赢的低温室气体排放发展道路。我们希望这一努力将有助于中国走上可持续繁荣和碳中和的轨道。 截至目前，本院已启动3个旗舰项目（LTSI、II和III），与30多家中国顶级智库合作，参与50多个高水平研究项目，并形成了一个全面的 研究格局涵盖中国脱碳行动的所有重要领域和主题领域。LTSI的成功为2020年中国碳中和路径提供了总体框架，受到鼓舞，我们继续 深化重点，将重点转移到LTSII的中国2035年低碳转型实施路线图，以及LTSIII中支持碳中和的技术和创新。同时，为了引入国际视野，能源基金会继续与国际能源署（IEA）、马里兰大学国际应用系统分析研究所、欧盟联合研究中心、波茨坦气候影响研究所（PIK）、荷兰环境评估局（PBL）、2050途径平台和劳伦斯伯克利国家实验室等国际领先智库合作。在LTS建模和技术讨论中。这些频繁的交流赋能并服务于气候和能源研究领域，并为更广泛的合作创造了一个多边开放的知识平台。同时，能源基金会还组织了国际顾问圆桌会议和经济学家对话，以巩固碳中和在中国决策中的战略地位，促进碳中和经济学的发展和主流化。最后但并非最不重要的一点是，LTS工作组已扩大其工作范围，以支持超过15个城市和省份的次国家脱碳研究和试点，目的是探索和演示 与碳中和愿景兼容的高质量经济增长模式。 2020年，我们自豪地发布了第一份综合报告，全面介绍了中国成功实现2060年承诺及其长期发展目标的新增长路径。该报告描绘了脱碳的大致轮廓，并确定了整个经济和个人内部战略的关键要素 经济部门。电气化被视为实现碳中和的五大支柱之一（电气化、能源效率、电力脱碳、低碳燃料替代和二氧化碳去除），电气化与电力系统脱碳相结合，不仅是一个可行的选择，可以比其他行业更快地实现电力大幅减排，而且是一个遏制并最终减少最终能源消耗的机会。因此，能源基金会决定继续深入研究电气化在中国碳中和大格局中的作用，以及终端部门和电力部门双重转型的动态。 今天，我们更加兴奋地发布该系列的第二份综合报告。这是9个领先的国际研究和建模团队的合作成果 气候变化，并聚集了一批专家来审查和巩固成果。本报告深入探讨了电气化和 实现中国碳中和目标的相关电力系统转型， 并确定反映技术可用性、区域差异和经济成本的部门近期行动和长期战略。拟议的立即行动，长期 战略和政策框架将加速电气化和电力行业脱碳，使中国走上成功的低排放增长道路。 我们所处的时代充满了机遇和挑战，竞争与合作。 促进中国脱碳和经济转型需要持续的研究，能源基金会将继续支持这一努力。 我们将真诚、不懈地与所有合作伙伴一起寻求多赢的解决方案 ，创造、发展和共享可持续发展的未来，并助力讲述中国的“新增长故事”。 在此，我衷心祝贺作者团队取得这一非凡的胜利，感谢各位专家朋友对能源基金会发展的持续、全心全意的支持。我还要感谢能源基金会的梦之队，没有他们的努力，这份礼物就无法如此生动。谢谢！ 邹骥 中国能源基金会的首席执行官和总裁 表的内容 01介绍01 02中国气候政策05年的最近发展 2.1社会经济、能源和排放的最新趋势06 2020年以来经济、能源和排放趋势的变化06 能源部署和排放的地区差异08 2.2最近的政策发展09年 政治气候行动09年的承诺 09年“1N”政策框架 部门和专题政策发展12 政策突出了15 政策和实施差距15 03在2060年之前零17的途径 3.1场景18 3.219的排放途径 3.3能量转换22 一次能源22最终能源25 04电气化的角色在最终使用部门29 4.1当前状态30 4.2未来电气化通路32 4.3政策影响35 05电气化路线图建筑37 5.1现状38 5.2建筑电气化在碳中和中的作用39 5.3挑战和机遇40 挑战40机会41 5.4关键领域的电气化42 住宅空间加热42烹饪47 水加热47 建筑光伏现场使用47岁 5.5关键政策方法48 06电气化路线图行业51 6.1 6.2 6.3 6.4电气化59 6.5 07运输68 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 08电力系统和电气化78 8.1 8.2系统79 8.3 8.4电气化85 8.5 09 9.1 9.2 数据列表 图2.1 “1N”政策的时间表公布的2022年7月。 11 图2.2 2021年和2022年发布的关键气候政策时间表。 14 图3.1 到2060年实现温室气体净零排放的排放途径。 19 图B3.1 降低碳强度与中国政策保持一致 20 目标。 图3.2 部门的温室气体排放NDC碳Neu——更新trality场景。 21 图3.3 一次能源转换的更新NDC碳中立情景：（a）一次能源总量，（b）一次能源总量 23 ergy技术。 图B3.2 国家一次能源目标及与现代能源的比较 24 分析：（a）化石能源和非化石能源在能源中的份额一次能源，（b）单位国内生产总值的一次能源。 图3.4 一次能源的份额NDC碳Neutrali——更新 25 泰场景。 图3.5 最后的能源转换NDC碳Neu——更新trality情景：（a）总最终能量，（b）最终能量 27 燃料。 图B3.4 氢在模型中更新后的国防委员会 28 碳中和场景。 图4.1 最终能源电气化率NDC汽车——更新bon中立场景。 33 图4.2 电气化在零路径更新后的国防委员会 33 碳中和场景:(A)人均电力完全总和相对于中国和组织经济合作与发展（经合组织）国家，（b）各模式的最终能源电力需求。 图4.3 电气化的路线图。 36 02 03 04 图5.1 中国、日本和美国建筑行业电气化的历史趋势 38 图5.2 建筑最终能源消耗更新后的国防委员会 39 碳中和场景:(A)总最后的能量,(B)决赛能源燃料。 图5.3 电气化在建筑行业更新后的国防委员会 40 碳中和场景。(一)电力需求。(B)加热器-trification率。 图B5.1 地源热泵热泵泵为空间供暖。 45 图6.1 中国制造业分行业的碳排放2014-2018 53 图6.2 行业最终的能源消耗更新后的国防委员会 54 碳中和场景:(A)总最后的能量,(B)决赛能源燃料。 图6.3 在行业电气化NDC汽车——更新bon中立场景。(一)电力需求。(B)Electrifi- 54 阳离子率。 图6.4 氢在行业股票更新后的国防委员会 55 碳中和场景。 图6.5 PECE_按工业分部门划分的能源消耗刘2021模型。 56 图6.6 按工业分部门分列的能源消耗份额 56 PECE_LIU2021模型。 图B6.2 粗钢产量在前5省。 64 图7.1 电气化在交通运输中占有率的历史趋势 70 加强部门的中国、日本和美国 图7.2 客运最终能耗 71 更新NDC碳中立场景:(A)总决赛能源,(B)最终能源燃料。 图7.3 货运最终能耗——约会NDC碳中立场景:(A)总最终释放埃拉- 72 gy,(B)最终能源燃料。 图7.4 交通运输部门的电气化更新 72 NDC碳中立场景。 图7.5 燃料在交通行业的股票更新后的国防委员会 73 碳中和场景。 05 06 07 图8.1 电力系统过渡更新NDC碳中立场景。 80 图8.2 总发电能力的技术更新NDC碳中立场景。 80 图8.3 发电的股票更新NDC碳中立场景。 81 图8.4 太阳能和风能的能力NDC碳Neu——trality更新场景。 82 图8.5 内地省份（a）及（b）2060年可再生能源占总发电量的份额（%）。 84 08 介绍 01 01介绍 @能源基金会 2020年9月，习主席承诺中国将在2030年前达到二氧化碳排放峰值，并在2060年前实现碳中和。2021年4月，他宣布了中国计划在“十四五”规划期间严格限制煤炭消费增长，并在“十五五”规划中逐步减少。2021年9月，习主席进一步承诺，中国将停止在海外新建燃煤电厂。在整个2021年，习近平主席和其他中国高级官员多次重申并加强