中科院院士丁仲礼解读“中国碳中和框架路线图”

近日，在中国科学院学部第七届学术年会上，中国科学院院士丁仲礼作了题为《中国“碳中和”框架路线图研究》的专题报告，介绍了中国科学院学部近期围绕碳中和问题所布局的咨询项目进展情况。

丁仲礼院士解读了碳中和的科学概念及其内涵，分析了碳达峰和碳中和工作的国内外形势，介绍了中国科学院学部重大咨询项目“中国碳中和框架路线图研究”的背景和意义、关键科学问题、任务设计和已有的初步认识，并就未来我国实现碳中和的路径等提出了5点初步看法。

碳中和是指人为排放量（化石燃料利用和土地利用）被人为作用（木材蓄积量、土壤有机碳、工程封存等）和自然过程（海洋吸收、侵蚀-沉积过程的碳埋藏、碱性土壤的固碳等）所吸收，即净零排放。2019年，全球碳排放量为401亿吨二氧化碳，其中86%源自化石燃料利用，14%由土地利用变化产生。这些排放量最终被陆地碳汇吸收31%，被海洋碳汇吸收23%，剩余的46%滞留于大气中。碳中和就是要想办法把原本将会滞留在大气中的二氧化碳减下来或吸收掉。

当前，世界各国碳排放处于不同阶段，大体可分为四个类型。英国、法国和美国等发达国家的排放在上世纪70-80年代就已经实现达峰，目前正处于达峰后的下降阶段；我国还处于产业结构调整升级，以及经济增长进入新常态的阶段，排放量逐步进入“平台期”；印度等新兴国家排放量还在上升；还有大量的发展中国家和农业国，伴随经济社会快速发展的排放尚未“启动”。欧盟部分成员国率先承诺到2050年实现碳中和，我国也于2020年9月承诺“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”这是雄心勃勃但又极其艰难的战略目标。从主要发达国家的碳排放与经济增长的历史关系看，一个国家的发展程度同人均累计碳排放密切相关，就我国而言，人均累计碳排放远远低于主要发达国家，也小于全球平均。我们追求2060年达到碳中和，其难度远大于发达国家。

针对碳中和问题中的科技需求，中国科学院学部设立重大咨询项目“中国碳中和框架路线图研究”，目标是设计初步路线图，可供研讨、修订、完善，同时在如何落实“路线图”上，提出操作层面的建议。项目按照排放端、固碳端、政策端3方面进行组织，围绕未来能源消费总量预测、非碳能源占比阶段性提高途径、不可替代化石能源预测、非碳能源技术研发迭代需求、陆地生态系统固碳现状测算、陆地生态系统未来固碳潜力分析、碳捕集利用封存技术评估、青藏高原率先达标示范区建议、政策技术分析研究设立了9个专题进行研究。
丁仲礼院士在报告中指出，碳中和看似很复杂，但概括起来就是一个“三端发力”的体系：第一端是能源供应端，尽可能用非碳能源替代化石能源发电、制氢，构建“新型电力系统或能源供应系统”；第二端是能源消费端，力争在居民生活、交通、工业、农业、建筑等绝大多数领域中，实现电力、氢能、地热、太阳能等非碳能源对化石能源消费的替代；第三端是人为固碳端，通过生态建设、土壤固碳、碳捕集封存等组合工程去除不得不排放的二氧化碳。简言之，就是选择合适的技术手段实现“减碳、固碳”，逐步达到碳中和。

基于碳中和国家战略目标和中科院碳专项的已有成果，丁仲礼院士还提出了5个方面的初步看法：

（1）“碳中和”过程既是挑战又是机遇，其过程将会是经济社会的大转型，将会是一场涉及广泛领域的大变革。“技术为王”将在此进程中得到充分体现，即谁在技术上走在前面，谁将在未来国际竞争中取得优势。国家需要积极研究与谋划、谋定而动、系统布局、组织力量、特殊支持，力争以技术上的先进性获得产业上的主导权，使之成为民族复兴的重要推动力。

（2）这轮“大转型”需要在能源结构、能源消费、人为固碳“三端发力”，所需资金将会是天文数字，决不可能依靠政府财政补贴得以满足，必须坚持市场导向，鼓励竞争，稳步推进。政府的财政资金应主要投入在技术研发、产业示范上，力争使我国技术和产业的迭代进步快于他国。在此过程中，特别要防止能源价格明显上涨，影响居民生活和产品出口。

（3）本学部咨询项目只能先给出一个框架性建议，以供科技界讨论、修正、完善。期望汇聚众智后，学部的建议对我国如何推动此大转型，如何在未来国家创新体系中形成布局完善、责任明确的研发体系等重大问题，有实质性的指导意义。项目组认为，我国学术界应该秉持开放的态度，广泛参与，发挥出想象力和创造力；国家有关部门在确定路线图的问题上可考虑先经历一段“百家争鸣”时期，不要急于“收口”。

（4）“大转型”中，行业的协调共进极其重要。“减碳、固碳”“电力替代”“氢能替代”均需要增加企业的额外成本，如果某一行业不同企业间不能协调共进，势必会使“不作为企业”节约了成本，从而出现“劣币驱逐良币”现象。由此，分行业设计“碳中和”路线图及有效的激励/约束制度需尽早提上日程。

（5）评价国家、区域、行业、企业甚至家庭的碳中和程度，需从收、支两端计量。从能源消费角度论，“支”（即排放）相对容易计量；“收”（即固碳）由于类型多样，过程复杂，很难精确计量，尤其是“人为努力”下的固碳增量不易确定。由此，国家应尽早建立系统的监测、计算、报告、检核的标准体系，以期针对我国的碳收支状况，保证话语权在我。

此外，丁仲礼院士建议对未来排放权的分配、碳排放的报告核查等问题进行深入研究。在科技支撑方面，还有很多基础性的科学问题比如二氧化碳对增温的敏感性等需要深入研究。在碳中和问题上，科技界依然任重而道远。