综述：中国能源系统至2050/2060年脱碳路径的荟萃分析

《Energy Strategy Reviews》：A meta-analysis of the decarbonisation pathways of the Chinese energy system until 2050/2060

本文对131项实现2050年CO2减排70%以上的中国能源情景进行荟萃分析，系统识别出在高不确定性未来下具有稳健性的无悔脱碳策略。研究明确指出，提升能源强度、扩张可再生能源、推动终端部门电气化以及在难减排领域应用氢能与合成燃料是四大关键路径。情景预测显示，2050年能源强度需改善至1.9?MJ/USD2020?PPP，可再生能源在一次能源和电力结构中占比将分别达49%与65%，终端电气化率需达到52%，氢能与合成燃料需求约8?EJ。与全球1.5?°C目标指标相比，当前路径仍显保守，需更强行动力。

　　

1. 引言

中国作为全球最大的二氧化碳排放国，其能源供给在2021年仍以83%的化石能源为主导，实现2030年碳达峰与2060年碳中和的目标面临严峻挑战。为明确长期气候战略下的稳健脱碳路径，本研究对131项符合预设标准的中国能源系统情景进行荟萃分析，旨在识别不同未来条件下均有效的无悔行动，并评估其与全球1.5?°C目标的兼容性。

2. 方法与数据

通过系统文献检索，筛选出9项研究共131个情景，涵盖政府间组织、学术机构、企业及非政府组织等多方视角。情景按2050年相较于2020年的CO₂减排幅度分为四组：70–80%、80–90%、90–100%及超过100%。分析聚焦于能源强度、可再生能源、终端电气化及氢能与合成燃料四大关键脱碳因子，并采用相关性分析评估各因子对减排的贡献度。

3. 结果

3.1. 提升能源强度

能源强度与CO₂减排呈强正相关。情景预测显示，2030年能源强度需降至3?MJ/USD₂₀₂₀?PPP，年均改善率达4%；2050年进一步降至1.9?MJ/USD₂₀₂₀?PPP。实现净负排放的情景要求2030年前年均改善率提升至4.3%，且工业部门电气化率需接近90%。尽管历史改善率约为2.9%，未来加速提升需依赖能效措施与电气化的协同推进。

3.2. 扩张可再生能源

可再生能源在一次能源需求中的份额与CO₂减排负相关。平均而言，2030年可再生能源占比达21%，2050年升至49%，电力领域可再生能源发电占比达65%。太阳能与风能成为主力，2050年预计分别贡献约三分之一的发电量。生物能源在一次能源中占比约20%，其中生物能源结合碳捕集与封存在深度脱碳路径中作用关键，尤其在实现超100%减排情景中，生物能源占比可达三分之一。

3.3. 终端部门电气化

电气化率与CO₂减排呈现显著负相关。终端能源消费中电力份额预计从2020年的28%升至2050年的52%，2060年接近60%。工业部门电气化潜力最高，可达90%；交通部门受技术限制，电气化率较低，仅约10%。电气化与可再生能源扩张协同，可有效降低最终能源需求并提升系统效率。

3.4. 氢能与合成燃料的应用

氢能在终端能源需求中的份额虽小，但与深度减排强相关。2050年氢能需求平均约3?EJ，合成燃料需求约5?EJ，主要应用于工业 feedstock 与重型交通等难减排领域。约80%的氢能需来自可再生能源制氢。当前情景对氢能需求的覆盖不足，尤其在航空、航运等细分领域，未来需加强相关数据透明度。

4. 讨论

四大脱碳因子构成中国能源系统转型的基石。与IRENA提出的1.5?°C全球路径相比，中国当前情景在可再生能源占比与氢能应用方面仍显保守。实现碳中和需优先推进能效与可再生能源，同步布局电网与氢能基础设施。依赖碳捕集与封存技术存在风险，应作为兜底方案而非主要路径。未来研究需细化难减排部门模型，强化技术部署的可行性分析。

5. 结论

中国脱碳路径需多措并举，能源强度改善、可再生能源扩张、终端电气化及氢能应用为无悔策略。2050年目标要求能源强度降至1.9?MJ/USD₂₀₂₀?PPP，可再生能源占比49%，电气化率52%，氢能与合成燃料需求约8?EJ。深度脱碳乃至净负排放需进一步强化上述措施，并大规模部署生物能源结合碳捕集与封存。政策制定应聚焦基础设施投资与技术协同，确保路径稳健可行。