中国碳达峰碳中和路径优化方法

本文构建了自下而上的国家能源技术模型（C3IAM/NET），用于中国碳达峰碳中和路径优化。模型耦合了“能源加工转换—运输配送—终端使用—末端回收治理”全过程和行业“原料—燃料—工艺—技术—产品/服务”全链条，实现了以需定产、供需联动、技术经济协同的复杂系统建模。

模型以2020年为基准年，2060年为目标年，考虑了社会、经济、行为不确定性的影响，对各个终端用能行业的产品和服务需求进行预测，并设置了高、中、低三种需求情景。同时，根据2060年自然系统碳汇可用量的不确定性，设置了能源系统高速转型、中速转型和低速低型三种情景，以刻画不同减排路径。

模型的目标函数为规划期内能源系统年化总成本最小，包含设备或技术的年度化初始投资成本、年度化运行和维护成本、燃料成本。约束条件包括产品和能源服务需求约束、能源消费约束、排放约束、设备运行数量约束和技术渗透率约束。

模型通过供需平衡过程，将供应侧、加工转换环节和消费侧连接起来，实现了能源系统的精细化管理。模型输出结果包括各个细分部门的技术布局和成本，以及能源系统相关的二氧化碳排放、其他污染物排放、一次能源需求、二次能源需求等多个方面。

本文成功应用于中国碳达峰和碳中和路径的优化设计，但关于模型应用的相关内容，将在姊妹篇“中国碳达峰碳中和时间表与路线图研究”中介绍。