碳中和对我们的生活有什么影响2060年在我国全面实现碳中和的背景下未来生活将

文/段劼 李海英 贾黎明

近期，国家发改委连续发布了《“十四五”生物经济发展规划》(以下简称《生物经济规划》)和《“十四五”可再生能源发展规划》(以下简称《可再生能源规划》)。《生物经济规划》是我国首部生物经济五年规划，也是“生物经济”概念的首次提出，聚焦面向人民群众在医疗 健康 、食品消费、绿色低碳、生物安全等领域更高层次需求和大力发展生物经济的目标。生物能源是《生物经济规划》中的战略性新兴产业，与生物医药、生物农业、生物安全一起被列为生物经济的四大重点发展领域。《生物经济规划》中提到，发展生物能源对维护国家能源安全、粮食安全、生态安全，实现乡村振兴与绿色发展具有重要意义。《可再生能源规划》中指出发展生物质能源对于碳达峰和应对气候变化具有重要作用，是保障国家能源安全的重要选择，是我国生态文明建设、可持续清洁能源发展、建设生态宜居美丽乡村的客观要求。林业生物质能源发展正处于大有可为的战略机遇期。

林业生物质能源产业是生物经济与可再生能源的重要组成部分

《生物经济规划》中将生物能源定位为生物经济的支柱产业，目标是推动化石能源向绿色低碳可再生能源转型。《可再生能源规划》明确提出了将推动林业生物质能源多元化开发，包括生物质发电、生物质能清洁供暖、生物天然气和非粮生物质液体燃料四种类型，与《生物经济规划》中提到的生物能源领域产业发展类型一脉相承。此外，《生物经济规划》还明确了林业生物能源领域产业发展可采取的工程路径，包括：定向选育、推广和应用高产、高抗、速生的油料和能源林新品种，因地制宜开展生物能源基地建设，加强热化学技术创新，推动高效低成本生物能源应用在有条件的区域开展纤维素乙醇、生物柴油、生物天然气产业示范，打通生物质原料收集等重要环节，提高生物燃料生产规模建设以生物质热电联产、生物质成型燃料及其他可再生能源为主要能源的产业园区支持有条件的县域开展生物质能清洁供暖替代燃煤，稳步发展城镇生活垃圾热电联产，推进生物质成型燃料、沼气等生物质能清洁取暖在有条件的地区开展生物柴油推广试点，推进生物航空燃料示范应用。

我国国情特殊，富煤贫油少气，当前原油对外依存度超过70%，能源安全问题突出。同时，我国人口基数大，18亿亩耕地的红线不能突破，发展生物质能源不可能像国外一样使用粮食原料，必须以“不与人争粮、不与粮争地”为原则。依托我国46亿亩林地发展林业生物质能源是最佳选择，可以促进对化石能源的加速替代，保障国家能源向低碳、零碳方向发展，同时兼顾生态、粮食、能源和 社会 多重效益。

林业生物质能源具有可再生、储备量大、能值高、绿色低碳、能源转化类型多、安全等特点，是生物经济产业和可再生能源的重要组成部分，是绿色低碳能源银行。林业生物质能源不仅能促进实现碳中和，部分产业还可实现负碳排放。两个《规划》是在我国迈向“双碳”目标和第二个百年目标的背景下提出的，为我国林业生物质能源提供了巨大的发展机遇。

北林能源中心致力林业生物质能源产业发展

自2013年以来，依托于北京林业大学“国家能源非粮生物质原料研发中心”和“林业生物质能源国家国际 科技 合作基地”等科研平台，在国家自然科学基金、 科技 部 科技 基础资源调查专项和国家国际 科技 合作项目等支持下，北林林业生物质能源研发团队经过10年多系统研究，助力“能源林”写入新版《森林法》，牵头编制了《能源林培育技术规程》《油料能源林培育技术规程》和《纤维素乙醇能源林培育技术规程》等3项林业行业标准，协助国家林草局生物质能源办起草发布了刺槐、灌木、文冠果、元宝枫、欧李、山桐子等7项能源原料林可持续培育指南。在高能效先进生物质原料林可持续经营技术和“林油一体化”产业可持续发展模式等方面取得了重要标志性科研成果，为落实两个规划奠定了雄厚的技术基础。

(1)高能效先进生物质原料林可持续经营技术

为解决限制我国林业生物质能源产业发展原料短缺这一瓶颈问题，在 科技 部国家国际 科技 合作项目和教育部重大项目培育项目等的支持下，北林团队以刺槐、柠条、沙棘、沙枣、胡枝子、紫穗槐、三倍体毛白杨B301、欧美107杨、文冠果、无患子、黄连木等11个主要能源原料树种为研究对象，创新形成了高能效先进生物质原料林可持续经营技术。团队基于雄厚的前期研究基础，依托 科技 部“林业生物质能源国家国际 科技 合作基地”，与德国哈尔博格学院、西班牙马德里理工大学等一流高校的相关机构，围绕燃料型、燃油型能源原料林可持续经营技术开展了务实合作，形成了刺槐和杨树能源林高密度超短轮伐培育技术体系，生物质收获量比原有培育模式提高20%以上；形成了立地-树种(品种)适配、合理密度确定、平茬复壮等灌木能源林培育技术体系，生物量提高35%，还可形成能-饲联产产业体系；建立了我国主要燃油树种高含油率、高皂苷含量优良种质资源筛选技术，可实现多目标利用最优种质精确选择，并形成了系列新品种；形成了无患子、文冠果等主要燃油树种种质资源经济性状与立地适配、冠形及花果精准调控等原料林高效标准化培育技术，果实原料产量比现有措施分别提高47.4%和51.0%提出了国际接轨的能源原料林培育经济、环境、能耗可持续评价指标体系和评价技术。以上技术为保障林业生物质能源产业原料稳定供应奠定了坚实基础。

文冠果高产单株

刺槐高密度超短轮伐原料林

杨树高密度超短轮伐原料林

柠条饲能兼用原料林

(2)“林油一体化”产业可持续发展模式

为解决我国林业生物质能源产业原料供应不足、原料林培育技术体系不完善、产品单一、企业投资回报期长等问题，北京林业大学团队牵头，联合我国林业生物质能源龙头企业开展了“林油一体化”产业可持续发展模式及相关因素研究。以无患子、小桐子、光皮树等油料能源树种为研究对象，创新提出了“优良无性系种植园原料林培育模式+多联产产业链可持续发展模式”。研究表明：无患子无性系种植园的果实产量是实生林的2.3倍，经济效益是实生林的3.3倍，林油-皂-碳多联产产业链扭转了仅生产生物柴油的亏损局面1吨无患子干果的净收益可达3.5万元；1吨无患子生物柴油的碳足迹为-11.5t CO2eq，相比石化柴油，温室气体减排量达15.2 t CO2eq/t。除此之外，研究还形成了我国自主创新的“林油一体化”生产工艺及多联产路线图提出了符合我国国情的优先享受营造林普惠财政补贴政策、国家种业和良种优惠政策、财税优惠政策等7条产业可持续发展扶持政策建议。该模式为我国乃至世界林业生物质能源“林油一体化”产业发展提供了一条优化路径，对推进我国林业生物质能源产业高质量发展具有重要现实意义。

林业生物质能源生物产业发展展望

十多年来，北林林业生物质能源研发团队已基本摸清了适合各主要气候区的各类型最优能源原料发展树种，并围绕这些树种构建了原料高产稳产培育技术体系，在各能源林树种主要发展区域建立了优良种质资源收集与种植试验基地，作为技术支撑单位有效带动了一大批坚定开展林业生物质能源相关领域研发与推广应用的企业。同时，在国家林业和草原局的带领下，建立了“无患子产业国家创新联盟”“国家林草刺槐工程技术研究中心”等。这些平台的建立打通了 科技 成果转化通道，形成了林业生物质能源产业的良性合作和推广转化机制，在我国林业生物质能源原料树种良种选育和原料林培育、应用开发、绿色精深加工等方面实现了“政产学研用”的有机结合，为逐步形成有效的林业生物质能源市场化开发机制奠定了重要基础。

两个《规划》的发布为我国林业生物质能源的发展提出了纲领，也为“能源中心”的 科技 创新指明了方向。“十四五”期间，“能源中心”制定了8大专项计划共27条具体措施，将重点在油料能源林、固体燃料能源林及纤维素能源林等方面开展理论和技术突破，并开创淀粉能源林、新型林草生物质能源等新领域，在行业标准化建设方面继续发挥积极作用，扩大在生物质能源领域的国内外影响力，助力我国生物经济与林草生物质能源事业高质量可持续发展，最终为服务国家“双碳”战略和维护我国能源安全发挥重要作用。（作者单位系北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心）

2019 年，全球碳排放总量达 341.69 亿吨，中国占 29%。2011-2019 年，全球碳排 放总量年复合增速分别为 0.83%；截至 2019 年，全球碳排放总量达 342 亿吨。纵 观中国，我国碳排放量占世界排放量比例逐年攀升，由 1990 年的 11%快速攀升至 2019 年的 29%。近十年（2011-2019），全球碳排放增量的 55%来自中国，我国碳 排放量年复合增速为 1.35%

我国碳排放占比提升的原因。碳排放的攀升并不意味着我国无视环境地发展，致 使我国碳排放占世界比例不断提升的原因有以下几个：1）欧美等发达国家已经经历了经济高速发展、大量排放温室气体的阶段。2）部分发达国家已经完成清洁能源改造，因此近些年的碳排放量有所减少，但累计排放量依然巨大。3）基于任何独立个人都拥有平等排放权的基本前提，我国的人均二氧化碳排放量仍处于相对低位。

我国单位 GDP 排放量较 2000 年下降 76%，低于其他发展中国家

二、本轮能源革命中，哪些行业受影响较大？

电力行业受影响最大。依据 2017 年 CEADs 的统计分析，电力行业受影响最大，其次是冶金、运输和炼化。细分来看：

1）电力行业中火电及供热空间将受到挤压，腾出的缺口将由风电、光伏、水电、核电等予以补充；

2）冶金和炼化行业中，清洁能源供电比例将增加，同样挤压火电的空间；3）交通运输方面，随着新能源车的普及，电能将对燃油形成强替代。殊途同归，无论是电力替代煤、气、油，抑 或是清洁电力替代火电，最终受影响的行业交汇点在发电行业及其产业链。

三、火电行业如何发展？

火电仍为中短期最重要的装机类型，但规模高增长时代基本宣告结束

与 2015 年相比，火电机组规模占比下降 7 个百分点，释放的容量份额被光伏等量替代；水电、核电、风电容量占比变化分别为-3、1、2 个百分点。从装机规模增速角度分析，2015-2019 年，火电装机规模同比增速从 7%下降到 4%。在“碳中和”的长期政策指引下，火电机组的规模增速在未来十年间预计会进一步放缓，且不排除出现负增长的可能性。

五大集团在西北五省亏损面超 50%，计划压降产能实现减亏。根据国资委数据， 2018 年，五大集团在西北五省共有燃煤电厂 474 户，其中 257 户亏损，亏损比例 达 54%，亏损额为 380 亿元。分区域看，央企煤电业务整体盈亏主要省份集中在 西南、西北和东北。在“十三五规划”提前完成的大背景下，煤电的规划预计将 转向调整区域结构

四、煤炭是否会被全面替代？煤炭行业如何发展？

能源消费结构拐点即将出现，清洁能源占比提高已成定局，但煤炭在我国能源结 构中依然无法被完全取代：在碳中和的推动下，清洁能源消费占比提升虽然刚刚开始， 但已成定局；

供给侧改革并未停止，“30 万吨以下”去产能正式开启，为实现 2021 年去产能目标，尚有 8200万吨煤炭产能可退出，优势地区的市占率会进一步提升。

煤炭供给趋于平稳，产量向优势地区和头部煤企集中。从煤炭市场的格局来看，2016 年实行供给侧改革以来，我国煤炭产量持续向晋陕蒙等优势资源地区集中。随着运输条件改善以及坑口电厂建设，晋陕蒙地区在煤炭产销方面的核心地位得到持续强化。截至 2019 年，晋陕蒙新四地贡献了当年 77%的全国新增的产量；

煤价逐渐失去周期属性，股价催化因素转向高分红。 历史 上，煤炭价格表现出了 极强的周期性。但是自 2017 年起，煤炭供给侧改革成果显现，煤价稳定性提高， 政策导向的价格绿色区间基本实现，煤价的周期性逐渐消失。目前，煤炭价格绿 色区间中枢依旧维持在 535 元/吨。

煤炭板块的股价催化因素顺势转变为“预期 EPS 提升（或稳定）+预期分红率提升”

五、大规模风光建设，消纳是否存在预期差

兼顾资源错配问题和“碳中和”的钥匙是特高压

我国能源资源和负荷中心的分布并不平衡：西北地区有丰富的煤炭、风力资源；西部地区有丰富的光照和水资源，但这些能源都远离东部负荷中心。

因此，若想兼顾资源错配问题并实现“碳中和”，解决问题的钥匙是西电东送《特高压》

特高压输电量存在预期差，非水可再生能源占比偏低。

目前，在运行的“西电东送”水电特高压与“风火打捆”特高压输送可再生能源占比区别明显。2018 年，国家能源局公布了 20 条特高压线路输电情况表，合计输送清洁能源占比高达 52%，其中，几条水电占比较高的线路表现远超于平均值。据此，在实现“碳中和”的初期，如建设进度出现预期差，特高压线路覆盖的区域的水电、火电的利用率可获得提升。

六、风、光、核电是否可以覆盖电力需求增量？

依照“碳中和”的目标做了测算，观察不同类型的电源发电量将受到什么影 响。基本假设如下： “碳中和”目标：风电和光伏的装机达到 12 亿千瓦； 假设 2020-2025 年，我国发电总量维持 4%的 CAGR。

假设到 2025 年风电+光伏发电量占比超过 20%。

假设各类型发电机组利用小时数为最近 5 年的平均值。 核电装机容量增长参考在建核电站规模

结论：1）未来 5 年，火电发电量仍为主力：截至 2025 年，我国发电量为 9.3 万亿千瓦时。其中：火电发电量占比约58%，较 2019 年下降 10 个百分点。

2）风、光发电量开始高增长：至 2025年，预计风力发电 1 万亿千瓦时，光伏发电 8537 亿千瓦时；未来 5 年，风电的发电量 CAGR 为 18%，光伏 CAGR 为 25%。

3）2020-2025 年的发电量 CAGR，火电仍有 1.1%，水电 2%，核电 5%。

实现碳中和的过程中，随着电网逐步建设，风电、光伏运营商通过特高压实现消纳，带来的上网电量边际改善；

看好利用小时数相对有保障的水电、核电项目对火电电量的边际替代；以及为了生产清洁能源设备，在碳达峰的几年里，煤炭消费前置带来的煤炭行业的短暂改善

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一、上游分析

1.碳排放量

碳排放一般指温室气体排放。温室气体排放，造成温室效应,使全球气温上升。地球在吸收太阳辐射的同时,本身也向外层空间辐射热量其热辐射以3 ~ 30μm的长波红外线为主。根据数据显示，2019年我国碳排放量达98.3亿吨，2020年我国碳排放量达99亿吨，同比增长0.71%；预计2021年我国碳排放量可达101.5亿吨。

2.碳排放来源

从我国碳排放主要来源来看，2020年我国碳排放主要来源于火力发电，占比达78%；其次为工业排放（钢铁、水泥、电解铝），占比达14%；农业排放占比达7%。

二、中游分析

1.能源替代

（1）水电

水力发电是指把水的动能转换为电能。水力发电利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。根据数据显示，2020年我国水电装机容量为3.7亿千瓦，较2019年同比增长3.35%；2021年上半年我国水电装机容量为3.78亿千瓦。

（2）风电

风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源能源，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。根据数据显示，2019年我国风力发电装机容量为2.1亿千瓦，2020年我国风力发电装机容量为2.82亿千瓦，同比增长34.29%；2021年上半年我国风力发电装机容量为2.92亿千瓦。

（3）光伏发电

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。根据数据显示，2020年我国光伏发电装机容量为2.53亿千瓦，较2019年同比增长24.02%；2021年上半年我国光伏发电装机容量为2.68亿千瓦。

（4）核电

轻原子核的融合和重原子核的分裂都能放出能量，分别称为核聚变能和核裂变能，在聚变或者裂变时释放大量热量，能量按照核能-机械能-电能进行转换，这种电力即可称为核电。根据数据显示，2020年我国核电装机容量达4989万千瓦，2021年上半年我国核电装机容量达5216万千瓦，同比增长6.9%。

2.节能减排

合理用电，节约用电，以及将一些废弃能源转化为电能已经成为节能减排工作中的重中之重。

节电：很多工矿企业的大型机电设备因为工艺生产的原因存在着严重的耗能现象，其节电率在经过专业节能改造后不影响正常生产的情况下大都在20%以上；

余热发电：我国有着最大的煤焦化产业，有着在数量和产量上都占世界前列的冶金钢铁行业、水泥行业。

3.碳捕捉

碳捕捉，就是捕捉释放到大气中的二氧化碳，压缩之后，压回到枯竭的油田和天然气领域或者其他安全的地下场所。吸引力在于能够减少燃烧化石燃料产生的有害气体——温室气体。碳捕集与封存（CCS）对于高效减缓气候变化至关重要。中国的经济高度依赖煤炭，尽管近期国家尽最大努力限制其在能源结构中的比例但在可预见的未来煤炭仍旧将是主导能源。目前，碳捕集与封存也是唯一能够大幅（可达90%）减排电力与工业二氧化碳排放的技术。

4.碳吸收

林业碳汇是指通过市场化手段参与林业资源交易，从而产生额外的经济价值，包括森林经营性碳汇和造林碳汇两个方面。根据数据显示，2020年我国再造林项目数量最多，占林业碳汇总数的51.77%；其次为植树造林，占林业碳汇总数的10.15%。

5.企业优势分析

现阶段，我国碳中和行业产业链中游优秀企业主要包括长江电力、国投电力、上海电气、金风科技、隆基绿能科技股份有限公司、协鑫(集团)控股有限公司、晶科能源有限公司、宝钢股份、华能国际等。

三、下游分析

1.可再生资源

可再生能源包括水能、风能、太阳能、生物质能等，是绿色低碳能源。根据数据显示，2020年我国可再生能源发电装机容量达9.34亿千瓦，较2019年同比增长17.63%；2021年上半年我国可再生资源发电装机容量达9.71亿千瓦。

2.新能源汽车

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。根据数据显示，2020年我国新能源汽车产销均达137万辆，2021年上半年我国新能源汽车产销分别完成121.5万辆和120.6万辆。

3.储能

根据能量存储形式的不同，广义储能包括电储能、热储能和氢储能三类。电储能是最主要的储能方式，按照存储原理的不同又分为电化学储能和机械储能两种技术类型。根据数据显示，2020年我国储能装机容量为36.04GW，较2019年同比增长11.23%；据推测，2021年我国储能装机容量可达38.26GW。

4.绿色建筑（光伏建筑）

光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池，能够利用太阳辐射发电，并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。根据数据显示，2019年我国光伏玻璃产量为4.97亿万平方米，2020年我国光伏玻璃产量为5.47亿万平方米，同比增长10.06%；预计2021年我国光伏玻璃产量可达5.94亿万平方米。

5.碳交易

碳交易基本原理是，合同的一方通过支付另一方获得温室气体减排额，买方可以将购得的减排额用于减缓温室效应从而实现其减排的目标。根据数据显示，2020年我国碳交易量为4340.09万吨，成交额为12.67亿元；2021年上半年我国碳交易量达412.91万吨，碳成交额达1.20亿元。