2023中美碳中和地区性进展跟踪报告

报告作者 FredrichKahrl*、JessicaGordon*、FanDai*和JieHan *加州-中国气候研究所，加州大学伯克利分校加州大学伯克利分校 关于加州-中国气候研究所 加州-中国气候研究所成立于2019年9月，是加州大学伯克利分校法学院和劳瑟自然资源学院共同举办的一项加州大学全加州大学倡议。它由加利福尼亚州前州长杰里·布朗担任主席，由加利福尼亚州空气资源委员会前主席玛丽·尼科尔斯担任副主席。该研究所还与其他加州大学校园，部门和领导人密切合作。通过加州和中国之间的联合研究，培训和对话，该研究所旨在为政策制定者提供信息，促进合作与伙伴关系，并在各个层面推动气候解决方案。 ACKNOWLEDGEMENTS 作者要感谢以下审稿人的有用评论：MichaelDavidson（加州大学圣地亚哥分校），HeGang（纽约城市大学巴鲁克学院，NinaKhanna（劳伦斯伯克利国家实验室），HongyouLu（劳伦斯伯克利国家实验室）和JimWilliams（旧金山大学）。 CONTENTS Acknowledgementsi 缩写和缩写列表iii 执行摘要v 1背景1 2碳中和指标及里程碑 跟踪进度：2000-20217 3 3.1发电73.2集中供热123.3建筑物133.4行业173.5运输213.6林业253.7能量强度293.8二氧化碳强度323.9能源和二氧化碳强度趋势Vis - à - Vis 2035里程碑35 4结论 38 5参考文献 40 附录A：里程碑计算 43 A.1电力A.2建筑物A.3工业A.4运输A.5林业 4445464649 附录B：数据来源和准备 B.1美国数据51B.2中国数据51 EXECUTIVESUMMARY 美国（U.S.）和中国为碳中和设定了雄心勃勃的目标-分别到2050年和2060年将二氧化碳（CO 2）排放量减少到净零水平。实现这些目标的政策将在美国境内的国家以下一级实施。S.州和中国各省。政府和非政府组织如何跟踪国家以下地区在实现碳中和方面的进展？ 本报告为每个指标制定指标和2035个里程碑，以跟踪美国的进展S.各州和中国各省朝着本世纪中叶的碳中和目标迈进。它建立在2021年的一份报告《实现净零》的基础上，该报告制定了一个框架，用于支持美国之间碳中和的协调S.和中国，包括技术途径，共同的里程碑，以及对话，研发和国际领导的优先领域。 本报告中的指标（表1，第vi页）旨在平衡简单性和完整性，公开可用的数据可以随着时间的推移定期更新。它们侧重于两个核心过渡： （1）从化石燃料为主的能源系统过渡到非化石燃料能源系统，以及（2）过渡到更碳密集的土地利用。 表1包括两种指标：流量（采用率）和库存（车队）指标。流量指示器跟踪新基础设施和设备的流量，并且可能会相对较快地变化。存量指标跟踪总能源结构和土地利用的变化，并且将趋于相对缓慢地变化。流量和库存指标可以为政策的影响以及近期和长期变化的步伐提供有用的视角。对于大多数流量指标，尚未在国家以下一级获得标准化的公开数据。各国政府可以在解决这一数据差距方面发挥重要作用。 表1中的2035个里程碑是国家里程碑，与当前的国家政策或长期碳中和路径的研究相一致。1每个州和省的指标值可能会以不同的速率变化，但是变化应该与2035年的里程碑方向一致，随着时间的推移，各州和各省之间的指标值应该有更大的趋同。跟踪国家以下各级进展的一个关键目标是确定可能需要国家政府更有针对性的支持的区域和部门，以便为国家政策提供信息和调整。 The U.S.和中国有非常不同的经济，地理和能源系统。那么，为什么要为两国制定一套共同的指标呢？通过制定共同的指标，我们可以确定每个国家取得更快或更慢进展的部门和地区，作为国家和地方政府之间对话和协调的基础。一套共同的指标也可以帮助建立信心，让对方国家的州或省在能源和土地利用转型方面取得进展。 在过去的二十年中，美国和中国在向非化石燃料能源系统过渡的初始阶段都取得了重大进展，尽管迄今为止最明显的变化是在电力部门。在这两个国家，非化石燃料发电-可再生能源， 1在这些里程碑中，美国只有“非化石燃料发电量占总发电量的份额”明确与特定的国家政策目标挂钩。其余的里程碑值与长期脱碳研究的结果一致。有关里程碑计算的概述，请参见附录A。 大型水电和核能-现在约占新发电量的70%至80%。从2010年到2020年，美国非化石燃料能源发电的份额从30%上升到40%。S.在中国，从19%到32%。从区域来看，2000年至2020年间非化石发电份额增长最大的地区是风能资源质量较高的地区：美国中西部S.和中国北方。然而，最近，太阳能发电成本的大幅下降导致中国新的非化石发电能力份额的区域趋同，这一趋势可能在美国出现S.也是。 能源消耗部门-建筑，工业和运输-呈现了一个更加微妙的故事。在过去十年中，在环境政策和技术变革的共同推动下，中国非化石燃料能源在建筑和工业中的使用份额迅速增长。在美国S.，非化石能源在建筑和工业中的份额相对持平；可能是低天然气价格和有限的联邦和州鼓励燃料转换的政策的结果。尽管有十多年的国家生物燃料政策，更严格的国家车辆排放标准以及州和省努力支持替代运输燃料，但这两个国家在减少化石燃料在运输中的份额方面都没有取得重大进展。 州和省化石燃料消耗、能源强度和二氧化碳强度变化的地理位置反映了美国不同的社会、技术和资源挑战。S.中国面临着向非化石燃料能源过渡的能源系统。例如，在建筑领域，中国北部城市地区拥有广泛的区域供热网络，而南部城市地区和大多数农村地区缺乏集中供热。中国增加非化石能源在建筑物中的使用份额的挑战将是（1）为农村和南部城市地区开发非化石供热解决方案，以及（2）决定是否开发非化石能源用于区域供热或电气化北部城市地区的建筑供热。在美国S.，相比之下，区域供暖很少，城乡地区的大多数化石燃料供暖都是由天然气和石油产品供应的。美国增加非化石能源使用份额的最大挑战S.建筑物将开发可靠和低成本的方法，以在较冷的北部地区通电供暖。 未来15年的持续进展将对美国S.和中国走上了实现本世纪中叶碳中和目标的轨道。例如，在交通运输领域，排放标准、政府计划和激励措施是否足以推动电动汽车(EV)的快速采用和非化石燃料能源在交通运输中所占份额的增长？非化石燃料发电量的增长是否足以确保交通运输电气化实际上导致二氧化碳排放量的显著减少？本报告中的指标提供了全面的，然而，衡量未来十年国家以下各级进展的手段仍然是可行的。 跟踪美国碳中和进展的价值S.和中国一起，而不是单独这样做，随着时间的推移，两国将面临并克服一系列区域挑战：可再生能源发展的土地限制；区域电网中的可再生能源一体化挑战；技术，工业的政治和经济挑战；在寒冷地区建设电气化和重工业电气化；在后勤枢纽采用非化石燃料运输模式；以及协调经济发展和土地保护的困难。通过监控美国S.和中国同时，两国之间的合作可以集中在面临类似挑战的地区-例如，美国东北部的土地限制S.和中国的沿海省份可能意味着两者都采取更分散的方法来发展可再生能源。随着时间的推移，以区域为目标的双边合作有助于促进各州和省之间指标的趋同。 第一章Background 美国和中国都设定了雄心勃勃的国家目标，以在本世纪中叶左右实现碳中和。为实现这些目标，能源系统和土地利用将在州或省一级发生变化，这意味着通过近期指标和里程碑跟踪州和省在实现这些长期目标方面的进展非常重要。 本报告制定了指标和里程碑，用于跟踪美国各州和中国各省在实现国家世纪中叶气候中立目标方面的进展。它建立在先前的报告《实现净零：美中框架和碳中立里程碑》的基础上，2Thefocusedonnational-Chinacoordinationandmilestones.Incontrast,thisreportdevelopesindicatorsandmilestonesfortrackingprogresstowardcarbonneutralityatasubnationallevel. 本报告分为五个主要部分： 1.碳中和指标和里程碑提供了为本报告制定的指标和2035个里程碑的概述。2.跟踪进度：2000 - 2021对于每个指标，说明了美国各州和中国各省在过去二十年中的进展。3.Conclusions确认指标的重要性，从历史趋势分析中突出关键要点，并概述未来的挑战。4.附录A：里程碑计算解释了如何为每个指标计算2035个里程碑。5.附录B：数据来源和准备描述了指标值的数据来源和数据准备方法。 尽管本报告中的大多数指标都可以使用公开数据进行跟踪，但美国和中国的国家以下指标存在一些数据差距和问题。在整个报告中，我们确定了这些差距和问题在哪里，以及各国政府如何在解决这些差距和问题中发挥作用。 在数据允许的情况下，将继续定期更新为本报告制定的指标。 第二章碳中性指标和里程碑 碳中和指标是跟踪碳中和目标进展的衡量标准。指标应简洁而有效：它们应跟踪实现长期目标所必需的能源系统和土地利用的重要变化。实际上，这意味着将重点放在一组相对较小的指标上，以捕获能源基础设施和最终用途设备的流量和存量（见方框）以及土地使用方面的最关键变化。同时，至少某些指标应该与政策相关，这意味着它们可以直接由政策和法规来塑造。 流量和库存指标 流量指示器捕捉新能源基础设施和设备的采用和退役的更快变化，以及土地利用的边际变化。库存指标捕捉能源基础设施和设备总存量的较慢变化。 下图使用车辆示例说明了流量指标和库存指标之间的区别。每年，一些新车都会从车辆的总库存中添加和退役。流量指示器跟踪车辆增加（销售）和退役或这些车辆的属性和性能的变化。库存指标跟踪车辆总库存或道路上整个车队的属性或性能的变化。 流量变量的变化可以相对较快地发生。例如，从2017年到2022年，在加利福尼亚州，轻型ZEV的销量从轻型汽车总销量的4％增加到18％。AHowever,changesinstockvariablestendtooccurmoreslowly.AlthoughincreasesinZEVsales,throughtheendof2020California’stransportationsectorisstill98%reliantonpetroleumproducts.B运输部门能源使用总量的变化发生得更慢，因为新车的销量(在加利福尼亚州，每年约200万辆)相对于车辆库存(在加利福尼亚州，2020年登记约1400万辆)往往很小。C A数据来自加州能源委员会（CEC），https://www.energy.ca.gov/data-reports/energy-almanac/零排放车辆和基础设施统计/new-zev-salesB车辆销售数据来自上面的CEC链接;总注册车辆数据来自美国联邦公路管理局（FHA）公路统计系列，https://www.fhwa.dot.gov/policyinformation/statistics/2020/mv1cfm 根据定义，实现碳中和意味着一个国家减少其净二氧化碳排放量 -年度二氧化碳排放量减去陆地或地质隔离的任何碳-为零。3由于化石燃料燃烧是美国和中国二氧化碳排放的主要来源，因此减少化石燃料在能源总供应量中的份额将是两国实现零净二氧化碳排放的基石。 几乎所有非化石燃料能源-生物质，地热，水电，核裂变，太阳能，波浪和风能-目前都用于发电。4这意味着，至少在短期内，减少二氧化碳排放的两个最重要的策略将是增加非排放能源产生的电量，并使能源需求来源电气化。这两种策略对应两种存量指标：（1）非化石燃料能源在发电中的份额；（2）非化石燃料能源包括电力、建筑，工业和运输部门的消费。5对于中国，我们还包括一个非化石供热份额指标，用于捕获该国大型区域供热网络。 除了这些库存指标外，我们还提出了四个更近期的流量指标，可以更准确地衡量新设备和基础设施的销售和采用变化。其中包括非化石燃料发电能力在总新增