一、概念

“十年半導(dǎo)體，百年碳中和”。2020年9月22日，在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人提出：“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。”

那么究竟什么是“碳中和”呢?字面意思來(lái)看, “碳”即二氧化碳，“中和”即正負(fù)相抵，綜合起來(lái)說(shuō)就是排出的二氧化碳或溫室氣體被植樹(shù)造林，節(jié)能減排等形式抵消，但這并不代表著“零”排放，而是說(shuō)使用清潔能源減少碳的排放和加大碳的吸收，做到碳排放和吸收的均衡，從而起到環(huán)保的目的，這就是所謂的“碳中和”。

二、發(fā)展

“碳中和”這個(gè)概念早在1997年就已經(jīng)在美國(guó)問(wèn)世，后來(lái)經(jīng)過(guò)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了從“前衛(wèi)”到“大眾”的轉(zhuǎn)變。2006年，《新牛津美國(guó)字典》將“碳中和”評(píng)為當(dāng)年年度詞匯；2013年7月，國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)提出的航空業(yè)“2020年碳中和”方案浮出水面；2018年10月，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)發(fā)布報(bào)告，呼吁各國(guó)采取行動(dòng)，為把升溫控制在1.5攝氏度之內(nèi)而努力。

三、原因

碳排放過(guò)量是海洋生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴(yán)重、海洋酸化、海平面上升、冰川退縮等現(xiàn)象的導(dǎo)火索。近年來(lái)，我國(guó)地表平均溫升速率接近全球的2倍，海平面上升速度也高于全球平均水平。

根據(jù)第三次《氣候變化國(guó)際評(píng)估報(bào)告》，本世紀(jì)以來(lái)由于氣候變化造成的直接經(jīng)濟(jì)損失平均占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的1.07%，超過(guò)同期全球平均水平（0.14%）的7倍。顯然，氣候變化已對(duì)我國(guó)糧食安全、水安全、生態(tài)安全、能源安全、基礎(chǔ)設(shè)施安全以及人民生產(chǎn)財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了較為嚴(yán)重的威脅。

《巴黎協(xié)定》確立了2020年后，國(guó)際社會(huì)合作應(yīng)對(duì)氣候變化的基本框架。提出把全球平均氣溫，較工業(yè)化前水平升高幅度控制在2℃之內(nèi)，并為把升溫控制1.5℃之內(nèi)而努力。世界氣象組織的報(bào)告顯示，2019年全球平均溫度比工業(yè)化前水平高出1.1℃。面對(duì)持續(xù)增長(zhǎng)的碳排放，從而導(dǎo)致的溫度提升，實(shí)行“碳中和”刻不容緩。

四、各方舉措

1.中國(guó)

2018年8月1日，四川省舉行了“碳中和”項(xiàng)目啟動(dòng)儀式，計(jì)劃于2018年10月在成都龍泉山城市森林公園建設(shè)500畝“碳中和”林。用20年時(shí)間增加碳匯，用以完全抵消本次會(huì)議產(chǎn)生的921噸碳排放總量。

2019年10月，第一期全國(guó)A級(jí)旅游景區(qū)質(zhì)量提升培訓(xùn)班在陜西舉辦，并成為全國(guó)首個(gè)“碳中和”景區(qū)培訓(xùn)班。

2020年12月24日，中國(guó)第一家從事“碳中和”基礎(chǔ)研究的機(jī)構(gòu)“中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所碳中和研究中心”在北京正式掛牌成立。

2021年1月，全國(guó)首個(gè)“碳中和”垃圾分類站落地四川成都，居民可以投放自己日常產(chǎn)生的可回收物，通過(guò)回收抵消碳排放量，還能獲得收益。

2021年3月5日，國(guó)務(wù)院總理在2021年國(guó)務(wù)院政府工作報(bào)告中指出，扎實(shí)做好“碳達(dá)峰”、“碳中和”各項(xiàng)工作，制定2030年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)。

2021年3月15日，總書(shū)記主持召開(kāi)中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議，這次會(huì)議明確了“碳達(dá)峰”、“碳中和”工作的定位，尤其是為今后5年做好“碳達(dá)峰”工作謀劃了清晰的“施工圖”。

五.作用

1.經(jīng)濟(jì)發(fā)展的信號(hào)，決定未來(lái)經(jīng)濟(jì)的走向和面貌

比如，可再生能源行業(yè)將會(huì)迎來(lái)大發(fā)展機(jī)遇。而煤炭采掘、煤炭燃燒發(fā)電等行業(yè)會(huì)逐漸被淘汰，國(guó)民經(jīng)濟(jì)會(huì)受到全面的影響。

2.對(duì)空氣質(zhì)量改善也會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響

“綠水青山就是金山銀山”，“碳中和”目標(biāo)的提出，實(shí)際上就是提出了更高的空氣質(zhì)量改善目標(biāo)。

3.驅(qū)動(dòng)能源新舊轉(zhuǎn)換，提升國(guó)家能源安全

工業(yè)化階段，煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源，其能量釋放伴隨大量二氧化碳的排放，是全球碳排放增量的重要來(lái)源。而“碳中和”戰(zhàn)略則鼓勵(lì)新型清潔可再生能源對(duì)傳統(tǒng)化石能源的逐步替代，這將從根本上轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力的“碳排放”需求。

在逆全球化趨勢(shì)下，能源安全重要性不言而喻。而“碳中和”戰(zhàn)略，有望推動(dòng)我國(guó)的能源安全戰(zhàn)略從渠道端向源頭端延伸，在根本上提升能源安全，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展確定性與穩(wěn)定性。

4.倒逼產(chǎn)能提效降耗，加速產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

近20年工業(yè)部門(mén)能源消耗比例一直維持在65%以上，這直接決定了工業(yè)部門(mén)的“碳瘦身”成為我國(guó)“碳減排”的重要環(huán)節(jié)。一方面，“碳中和”戰(zhàn)略將進(jìn)一步倒逼低效產(chǎn)能的升級(jí)換代和落后產(chǎn)能的淘汰，另一方面還將推動(dòng)國(guó)內(nèi)工業(yè)制造效能的全面提升，通過(guò)加速電氣化，互聯(lián)化和智能化等多個(gè)維度切實(shí)推進(jìn)工業(yè)部門(mén)的生產(chǎn)效能。

5.從供給側(cè)改革到經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，產(chǎn)業(yè)升級(jí)向各個(gè)行業(yè)不斷滲透

“碳中和”目標(biāo)中單位增加值對(duì)應(yīng)的碳排放，實(shí)際上是一個(gè)對(duì)各行業(yè)均適用的效能評(píng)價(jià)指標(biāo)。而且這種指標(biāo)更有利于推動(dòng)產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的全面升級(jí)，進(jìn)一步推動(dòng)中國(guó)制造從“高質(zhì)量”走向“綠色高質(zhì)量”。

6.發(fā)掘中國(guó)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提升中國(guó)影響力

我國(guó)可再生能源優(yōu)勢(shì)顯著，“零碳”新能源產(chǎn)能豐富。2013年以來(lái)，我國(guó)可再生能源總產(chǎn)能加速攀升。截至2019年底，我國(guó)可再生能源產(chǎn)能約75.86萬(wàn)兆瓦，同期歐盟和美國(guó)產(chǎn)能僅分別約為49.68萬(wàn)兆瓦和26.45萬(wàn)兆瓦，優(yōu)勢(shì)明顯。

從水能、風(fēng)能和太陽(yáng)能等“零”碳排放的能源產(chǎn)能看，我國(guó)太陽(yáng)能和風(fēng)能產(chǎn)能分別在2017和2018年超越歐盟，產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)全球領(lǐng)先，而這些產(chǎn)能儲(chǔ)備都將是我國(guó)“碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要支撐。此外，我國(guó)采取行動(dòng)積極應(yīng)對(duì)氣候變化，盡早達(dá)峰邁向近零碳排放，這不僅是國(guó)際責(zé)任擔(dān)當(dāng)，也是美麗中國(guó)建設(shè)的需要和保障。

“碳中和”六大實(shí)現(xiàn)路徑

一、源頭減量

壓減落后產(chǎn)能，限制高耗能產(chǎn)品，降低能耗進(jìn)而減少二氧化碳排放。

源頭減量是實(shí)現(xiàn)碳減排的首要途徑，也是短期內(nèi)行之有效的措施之一。我國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放量占全國(guó)碳排放總量的15%左右，是國(guó)內(nèi)碳排放量最高的制造業(yè)行業(yè)，目前鋼鐵行業(yè)源頭減量最可能的方式有兩種：1.壓降粗鋼產(chǎn)量；2.提高全廢鋼短流程工藝占比。

壓降粗鋼產(chǎn)量短期見(jiàn)效快，但可能會(huì)給市場(chǎng)供需關(guān)系特別是普鋼供需帶來(lái)階段性錯(cuò)配，進(jìn)而形成供給缺口。對(duì)于煤炭行業(yè)，煤炭的高碳屬性是沒(méi)有辦法改變的，但是可以通過(guò)技術(shù)手段加以清潔低碳利用，比如強(qiáng)化煤層氣高效開(kāi)采技術(shù)，通過(guò)煤制氣等技術(shù)進(jìn)行能源轉(zhuǎn)化，從而解決部分高碳排放問(wèn)題。

2019年，煤炭占中國(guó)能源消費(fèi)的58%，占全國(guó)二氧化碳總排放的80%；煤電裝機(jī)高達(dá)10.4億千瓦，占全球煤電總裝機(jī)的50%。這要求中國(guó)嚴(yán)控新增煤電，淘汰落后產(chǎn)能。

碳排放總量位居全國(guó)第三的江蘇省，為了應(yīng)對(duì)氣候變化，按下低碳發(fā)展加速鍵。把降碳作為源頭治理的“牛鼻子”，嚴(yán)格控制煤炭總量，持續(xù)壓減低端落后化工、水泥、鋼鐵、玻璃產(chǎn)能，強(qiáng)化溫室氣體與大氣污染物協(xié)同治理。

二、能源替代

即清潔替代，也就是說(shuō)由清潔能源（如可再生能源）替代高碳能源，在源頭上減少碳排放。

發(fā)展新能源，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的關(guān)鍵。新能源的主要類型有太陽(yáng)能、風(fēng)能、氫能、核能，新材料儲(chǔ)能等，與煤炭、石油，天然氣等傳統(tǒng)含碳化石能源相比，新能源在理論技術(shù)、利用成本、環(huán)境影響，管理方式等方面有顯著不同。

隨著新能源技術(shù)快速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能，新材料等技術(shù)不斷進(jìn)步，新能源產(chǎn)業(yè)處于突破期，逐漸進(jìn)入黃金發(fā)展期，已成為全球能源增長(zhǎng)新動(dòng)力，并將逐步替代化石能源，在“碳中和”進(jìn)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

碳排放問(wèn)題的根源是化石能源大量開(kāi)發(fā)和使用，治本之策是轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式，加快推進(jìn)清潔替代和電能替代，徹底擺脫化石能源依賴。實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)清潔化和能源消費(fèi)電氣化，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)最根本的措施。

電能具有清潔、高效、安全、便捷等優(yōu)勢(shì)，是利用效率最高、經(jīng)濟(jì)效率最高的終端能源品種。能源消費(fèi)環(huán)節(jié)加快電能替代、提升電氣化率十分必要。隨著工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域電能替代推進(jìn)，電能在全社會(huì)終端能源消費(fèi)占比將從目前的27%提升至66%，這將帶動(dòng)電力需求快速增長(zhǎng)，達(dá)到14-15萬(wàn)億千瓦時(shí)。

三、回收利用

再生資源的回收利用可以有效減少初次生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放，如廢鋼利用，塑料回收，動(dòng)力電池回收以及垃圾分類。

“碳中和”背景下，金屬資源的循環(huán)利用不僅可以解決未來(lái)可能面對(duì)的資源短缺問(wèn)題，也可以有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，減少對(duì)環(huán)境的污染，是助力我國(guó)減碳的一條路徑。

我們知道電解鋁是高耗能、高碳排放行業(yè)，生產(chǎn)一噸電解鋁的碳排放為鋼鐵的6.2倍。2019年，我國(guó)電解鋁碳排放量達(dá)4.3億噸，約占全國(guó)總碳排放量的5%。限制電解鋁，嚴(yán)控電解鋁新增產(chǎn)能，支持再生鋁應(yīng)得到廣泛應(yīng)用。

與此同時(shí)，對(duì)垃圾分類回收也是一個(gè)很不錯(cuò)的舉動(dòng)。2021年1月14日，全國(guó)首創(chuàng)“碳中和”垃圾分類站在成都落地使用，群眾通過(guò)綠豆芽APP參與日常減碳行動(dòng)，了解更多的“碳中和”知識(shí)，實(shí)實(shí)在在地參與到“碳中和”的環(huán)保行動(dòng)中，為實(shí)現(xiàn)“碳中和”貢獻(xiàn)自己的綿薄之力。

四、節(jié)能提效

能源再利用，提高公共建筑能效水平。

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)不斷改善，能效明顯提高，但仍不夠革命性。產(chǎn)業(yè)偏重、能效偏低、結(jié)構(gòu)高碳等瓶頸，使我國(guó)環(huán)境問(wèn)題日趨尖銳。

近年來(lái)，雖然我國(guó)已將能源強(qiáng)度、碳強(qiáng)度列入考核指標(biāo)，能源彈性系數(shù)逐步下降，但目前能源強(qiáng)度依然是世界平均水平的1.5倍，這顯然是不可持續(xù)的。如果這一數(shù)字提升至1.0，就意味著同等規(guī)模的GDP可節(jié)省十幾億噸標(biāo)煤。

因此，節(jié)能提效應(yīng)為我國(guó)能源戰(zhàn)略之首，成為綠色、低碳的第一能源，保障國(guó)家能源供需安全和能源環(huán)境安全的要素。特別是在當(dāng)前以化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)下，節(jié)能提效應(yīng)是減排的主力。

“十四五”期間，能源行業(yè)要走上高質(zhì)量發(fā)展新征程。化石能源要盡可能適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型需要，如煤炭要實(shí)現(xiàn)清潔高效利用，石油行業(yè)仍要“穩(wěn)油增氣”，且要大力發(fā)展非化石能源。

五、工藝改造

工業(yè)過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化、升級(jí)、改造，主要集中在對(duì)電池技術(shù)升級(jí)、智慧電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等方面。

面對(duì)碳排放總量大、高碳發(fā)展慣性強(qiáng)的嚴(yán)峻形勢(shì)，中國(guó)要用不到10年的時(shí)間實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，再用30年左右的時(shí)間實(shí)現(xiàn)“碳中和”，任務(wù)非常艱巨。因此需要在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化、升級(jí)、改造。

比如中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)質(zhì)是“智能電網(wǎng)+特高壓電網(wǎng)+清潔能源”，加快發(fā)展特高壓電網(wǎng)是構(gòu)建中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。沒(méi)有特高壓電網(wǎng)，我國(guó)清潔能源無(wú)法大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用，霧霾、酸雨等環(huán)境問(wèn)題不能根本解決，“碳中和”目標(biāo)將難以實(shí)現(xiàn)。

在電池技術(shù)方面，純電動(dòng)汽車的續(xù)航一直是大家最后詬病的。因此制造商可以改進(jìn)技術(shù)，研發(fā)出更高容量密度的同類型電池，從而增加車輛的續(xù)航里程。

六、碳捕集、利用與封存

將高碳企業(yè)排放的二氧化碳收集起來(lái)，并用各種方法儲(chǔ)存（地質(zhì)封存、海洋封存）以避免排放到大氣中的一種技術(shù)。

我國(guó)能源系統(tǒng)規(guī)模龐大、需求多樣，從兼顧實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)和保障能源安全的角度考慮，碳捕集、利用與封存（CCUS）是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)技術(shù)組成的重要構(gòu)成部分，是目前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化石能源零排放利用的較好技術(shù)選擇，是“碳中和”目標(biāo)下保持電力系統(tǒng)靈活性的主要技術(shù)手段。

綜合考慮CCUS技術(shù)在電力系統(tǒng)、工業(yè)部門(mén)的應(yīng)用及其負(fù)排放潛力，研究顯示，預(yù)計(jì)到2050年，CCUS技術(shù)科提供減排貢獻(xiàn)為11億-27億噸二氧化碳。

以上6種路徑中，在其他減排路徑經(jīng)濟(jì)技術(shù)較為一般或時(shí)間成本較高的情況下，短期壓減產(chǎn)能或許是一條行之有效的措施。我們這里主要想分析的是能源替代，是因?yàn)闊o(wú)論從需求端還是供給端來(lái)看，能源替代符合戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，同時(shí)也是對(duì)“十四五”規(guī)劃的很好踐行。

實(shí)現(xiàn)“碳中和”的能源替代

一、供給側(cè)：光伏、風(fēng)電

近年來(lái)，為了促進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國(guó)家出臺(tái)了多項(xiàng)扶持政策。在新能源產(chǎn)業(yè)方面，3月份，國(guó)家能源局等5部門(mén)聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于引導(dǎo)加大金融支持力度 促進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電等行業(yè)健康有序發(fā)展的通知》，通過(guò)加大金融政策支持，聚焦市場(chǎng)企業(yè)關(guān)注的補(bǔ)貼拖欠問(wèn)題，穩(wěn)定市場(chǎng)預(yù)期。據(jù)估算，到2020年末，光伏、風(fēng)電項(xiàng)目累計(jì)補(bǔ)貼缺口將達(dá)到4000億元左右。

本次通知的下發(fā)，從多個(gè)方面緩解風(fēng)、光電項(xiàng)目在資金上的緊張局面，有利于在平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代，風(fēng)，電項(xiàng)目的平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)，明確了政府支持可再生能源發(fā)展的信心和決心。在《關(guān)于2021年風(fēng)電、光伏發(fā)電開(kāi)發(fā)建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知》中，國(guó)家能源局相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，為加快推動(dòng)“碳達(dá)峰”、“碳中和”工作，將加快清潔能源開(kāi)發(fā)利用，制定更加積極的新能源發(fā)展目標(biāo)，推進(jìn)陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電全面實(shí)現(xiàn)平價(jià)無(wú)補(bǔ)貼上網(wǎng)。

據(jù)專家測(cè)算，2030年風(fēng)電、光伏新增裝機(jī)量分別為1.53、1.88億千瓦。2060年風(fēng)電、光伏新增裝機(jī)量進(jìn)一步達(dá)到為2.19、2.7億千瓦。光伏、風(fēng)電單位投資成本保持下降趨勢(shì)，到2030年分別達(dá)到0.371元/瓦、5.63元/瓦。到2060年分別達(dá)到1.35元/瓦、4.5 元/瓦。預(yù)測(cè)“碳中和”將為可再生能源發(fā)電領(lǐng)域累計(jì)增加約84萬(wàn)億元人民幣的新增投資，其中光伏、風(fēng)電裝機(jī)建設(shè)投資規(guī)模約60萬(wàn)億元。

二、需求側(cè)：終端電氣化

由于能源供給側(cè)向綠色電力轉(zhuǎn)變，所以需求側(cè)的脫碳首先意味著終端電氣化。根據(jù)國(guó)網(wǎng)能源研究院2019年12月的研究成果，終端電氣化率在2050年達(dá)到50%以上，其中工業(yè)、建筑，交通部門(mén)分別達(dá)到52%、65%，35%。

1.工業(yè)電氣化

2019年我國(guó)鋼鐵行業(yè)90%以上的產(chǎn)能采用高爐（BOF）技術(shù)，而電爐技術(shù)（EAF）僅占生產(chǎn)總量的9%，特別是以廢鋼為原料的短流程煉鋼技術(shù)，碳排放量?jī)H0.4噸二氧化碳/噸鋼，若使用綠色電力為電爐供能，則碳排放量可降為0。

2.建筑電氣化

制冷、照明、家電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了100%電氣化，供暖和烹飪的電氣化推進(jìn)較為緩慢。我國(guó)北方城鎮(zhèn)普遍實(shí)行集中供暖，主要熱源為燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)和燃煤鍋爐。建筑部門(mén)電氣化需綜合考慮公共部門(mén)與居民住宅，也要考慮南北方氣候差異。隨著人民生活水平提高，家用電器的數(shù)量和使用強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)。未來(lái)采暖電氣化應(yīng)逐步替代燃煤鍋爐，炊事電氣化應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注餐廳電氣化和住宅炊事習(xí)慣引導(dǎo)。

3.交通電氣化

發(fā)展新能源汽車是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)、應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)綠色發(fā)展的重要國(guó)策。2020年中國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量雙雙突破130萬(wàn)輛，全國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)保有量已經(jīng)超過(guò)500萬(wàn)輛。

2021年是“十四五”的開(kāi)局之年，從政府工作報(bào)告中可以看出，隨著新能源汽車后市場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加速，政府不斷在消費(fèi)端釋放利好信號(hào)，為穩(wěn)定新能源汽車消費(fèi)市場(chǎng)發(fā)展建立更多長(zhǎng)效機(jī)制。增加停車場(chǎng)、充電樁、換電站、電池回收等設(shè)施，將進(jìn)一步完善新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，加快推進(jìn)新能源汽車代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車的進(jìn)程。

氫能源汽車和電動(dòng)汽車同屬于新能源汽車賽道，電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，對(duì)于氫能源汽車來(lái)說(shuō)是一個(gè)良好的勢(shì)頭，具有一定的發(fā)展共性。氫能源汽車的發(fā)展將有望推動(dòng)其上游氫燃料電池的發(fā)展。

氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈介紹

一、上游：氫能供應(yīng)商（制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加注）和組件供應(yīng)商

中國(guó)制氫規(guī)模居世界第一，2019年全年氫能源產(chǎn)量超過(guò)2100萬(wàn)噸，目前主要包括煤制氫、天然氣重整、甲醇重整制氫和化學(xué)工業(yè)副產(chǎn)制氫、電解水制氫等方法。

其中，東中部地區(qū)能源相對(duì)緊缺，環(huán)境約束要求高，經(jīng)濟(jì)承受力強(qiáng)，以工業(yè)副產(chǎn)氫、甲醇制氫為主；西北地區(qū)有大量的煤化工工廠、焦化工廠、氯堿工廠；西南地區(qū)有大量的天然氣合成氨、天然氣甲醇工廠，也有煤化工工廠，均可成為氫源。

總的來(lái)說(shuō)，中國(guó)的制氫技術(shù)處于較成熟的階段，產(chǎn)氫形式比較多，氫能產(chǎn)能充分。目前使用比較廣泛的儲(chǔ)氫手段有高壓儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、金屬氧化物儲(chǔ)氫、碳基材料儲(chǔ)氫以及化學(xué)儲(chǔ)氫等。

電池組件包括燃料電池電堆、空壓機(jī)、水泵、氫泵、儲(chǔ)氫器、加濕器等，其中電堆又可劃分為雙極板、電解質(zhì)、催化劑、氣體擴(kuò)散層。

目前常用的商業(yè)化質(zhì)子交換膜是全氟磺酸膜，國(guó)內(nèi)的武漢理工新能源公司、山東東岳集團(tuán)、上海神力科技、大連新源動(dòng)力和三愛(ài)富都有均質(zhì)膜的生產(chǎn)能力。

燃料電池催化劑主要生產(chǎn)商國(guó)內(nèi)大連化物所具備小規(guī)模生產(chǎn)的能力；制備氣體擴(kuò)散層的炭材料，我國(guó)對(duì)炭紙的研發(fā)主要集中于中南大學(xué)、武漢理工大學(xué)以及北京化工大學(xué)等，上海和森公司已有小批量碳紙產(chǎn)品。總的來(lái)說(shuō)，在組件供應(yīng)方面，我國(guó)自己具備了自己生產(chǎn)的能力。

二、中游：氫燃料電池

產(chǎn)業(yè)鏈中游是燃料電池系統(tǒng)的組裝部分，即將上游的材料和部件進(jìn)行組裝，集成到燃料電池系統(tǒng)。燃料電池系統(tǒng)分為燃料電池電堆和輔助子系統(tǒng)兩大部分。目前我國(guó)氫燃料電池系統(tǒng)集成技術(shù)比較成熟，但冷啟動(dòng)溫度一般為-20℃，與豐田的-30℃還有差距。

三、下游：燃料電池應(yīng)用

氫能是公認(rèn)的最潔凈的燃料，所以交通領(lǐng)域漸成核心場(chǎng)景。2019年中國(guó)氫能源汽車保有量為6459輛，我國(guó)氫燃料電池汽車目前確定的發(fā)展目標(biāo)為：到2020年，實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車技術(shù)規(guī)?；痉哆\(yùn)行，示范車輛達(dá)到5000輛；到2025年，實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車技術(shù)的推廣應(yīng)用，商用車達(dá)到萬(wàn)輛規(guī)模，乘用車規(guī)模達(dá)到4萬(wàn)輛。到2030年，實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車的大規(guī)模推廣應(yīng)用，氫燃料電池汽車產(chǎn)銷規(guī)模達(dá)到50萬(wàn)輛。

在技術(shù)方面，氫能源汽車的續(xù)航里程，使用壽命都有一定的提高，氫燃料加注時(shí)間也明顯縮短。比如宇通第3代氫燃料電池客車采用350MPa鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞儲(chǔ)氫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了氫燃料加注時(shí)間僅需10分鐘，單次加氫續(xù)駛里程達(dá)600公里；還結(jié)合了宇通睿控3.0技術(shù)，將電池艙體溫度控制在15-35℃，滿足氫燃料電池26℃左右的適宜工作狀態(tài)，使其壽命也達(dá)到了5000小時(shí)。

氫燃料電池未來(lái)發(fā)展前景

通過(guò)上述對(duì)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的分析，其上游氫能源行業(yè)符合能源轉(zhuǎn)型需求，下游新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)迅速，有望共同驅(qū)動(dòng)氫燃料電池行業(yè)向好發(fā)展。

一、產(chǎn)業(yè)鏈上的可能性

在產(chǎn)業(yè)鏈的上游，制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫都已經(jīng)相對(duì)成熟，比較薄弱的是加氣環(huán)節(jié)，目前我國(guó)從事加氫核心設(shè)備研發(fā)的企業(yè)較少，主要依賴進(jìn)口，自主產(chǎn)品發(fā)展不成熟，導(dǎo)致了我國(guó)加氫站建設(shè)成本較高。

《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(shū)（2016）》提出了2020年建設(shè)100座加氫站，2030年建設(shè)1000座加氫站的目標(biāo)，與此同時(shí)，國(guó)家也出臺(tái)了相應(yīng)的政策扶持氫能的發(fā)展。

在電池組件中，催化劑是關(guān)鍵材料之一，常用的催化劑是Pt/C，由于世界上僅有少數(shù)國(guó)家生產(chǎn)鉑金屬，使得鉑價(jià)格昂貴，此外還存在耐久性問(wèn)題，所以目前的一些研究專注于開(kāi)發(fā)尋找可以替代鉑的、低成本的、資源豐富的催化劑。

常用的質(zhì)子交換膜是全氟磺酸膜，但由于成本高，不耐高溫等缺點(diǎn)，各研究機(jī)構(gòu)也在研究其他類型的膜，比如復(fù)合膜、高溫膜、堿性膜等，這樣就使得催化劑可選擇的范圍更寬泛。

在產(chǎn)業(yè)鏈的下游，和其他燃料電池相比，氫燃料電池工作溫度低、響應(yīng)速度快和體積小等特點(diǎn)完全適用于電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，是未來(lái)新能源汽車最重要的發(fā)展方向之一。

二、政策的扶持

2018年國(guó)務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》曾提出：要系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，到2020年，實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)?；痉稇?yīng)用。

2019年《中國(guó)氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》指出氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展事關(guān)中國(guó)能源戰(zhàn)略體系，事關(guān)中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)，事關(guān)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)布局；在《中國(guó)制造2025》中，也明確支持燃料電池汽車的發(fā)展，推動(dòng)新能源汽車與國(guó)際先進(jìn)水平接軌的戰(zhàn)略。

在燃料電池領(lǐng)域出臺(tái)政策的密度越來(lái)越集中，戰(zhàn)略高度也越來(lái)越高，對(duì)于燃料電池的發(fā)展規(guī)劃也更加細(xì)節(jié)化、具體化，財(cái)政補(bǔ)貼也由點(diǎn)及面，由原來(lái)只限于試點(diǎn)城市擴(kuò)及到全國(guó)范圍。在政府大力補(bǔ)貼及扶持下，我國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也正在逐步推進(jìn)中。目前已有許多示范性項(xiàng)目，商業(yè)化應(yīng)用也在逐步展開(kāi)。

相信在國(guó)家政策的支持下，以及技術(shù)的不斷提升，產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，氫能及氫燃料電池產(chǎn)業(yè)是一片藍(lán)海，是21世紀(jì)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，將共同推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

我國(guó)敢于承諾爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”，底氣來(lái)自于近年來(lái)積極應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家戰(zhàn)略所取得的顯著成效。

截至2019年底，我國(guó)碳強(qiáng)度較2005年降低約48.1%，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)15.3%，提前完成我國(guó)對(duì)外承諾的到2020年目標(biāo)，扭轉(zhuǎn)了二氧化碳排放快速增長(zhǎng)的局面。

2020年，我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2015年下降18.8%，完成“十三五”單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放下降18%的目標(biāo)。

從本質(zhì)上來(lái)看，“碳中和”目標(biāo)是一次能源技術(shù)革新。它要求人類在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，提高能源利用效率、開(kāi)發(fā)清潔能源，減少對(duì)化石能源的依賴，實(shí)現(xiàn)能源技術(shù)和減排技術(shù)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和制度變革，追求綠色GDP，實(shí)現(xiàn)人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。

雖然我國(guó)還處在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的中后期，實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，“碳中和”難度更大，但我國(guó)的后發(fā)優(yōu)勢(shì)在于更好的技術(shù)條件和技術(shù)支撐。我們堅(jiān)信，在全國(guó)人民的共同努力下，我國(guó)的“碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)指日可待。