中国科学技术发展战略研究院：世界主要经济体碳中和战略剖析及启示
王超 孙福全 许晔
（中国科学技术发展战略研究院）
摘要：气候变化是当今人类面临的重大挑战，应对气候变化已成为全球共识。在此背景下，本文聚焦美国、英国、法国和日本四国新近发布的碳中和战略报告，从战略目标、实施路径、重点领域、科技政策、金融政策和国际合作等角度，开展对比分析。相关结论包括：碳中和战略涵盖多维度发展目标；产业技术发展和碳减排目标设定是碳中和战略行动的主要措施；高碳排部门是碳中和战略部署的重要改革领域；低成本化和基础研究是碳中和科技政策的重要支持方向；融资有效性是碳中和金融政策的重要制定原则；国际科技竞争加剧是碳中和国际合作的重要背景；政策制定协调性是碳中和进程顺利推进的重要保障。结合我国碳减排面临的困难和挑战，提出我国推进碳达峰、碳中和行动的相关政策建议：深入开展碳中和行动关键领域科技攻关；全面推进绿色技术和产品低成本化；建立健全“双碳”战略政策体系；积极推动碳中和行动国际科技合作。
关键词：碳中和；主要经济体；战略剖析；科技政策
进入21世纪以来，全球自然灾害发生频次、受灾人数和经济损失较1980—1999年均呈指数级增加。政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）第六次评估报告指出：人类行为影响气候变暖“毋庸置疑”。在此背景下，《巴黎协定》确定的应对气候变化目标获得全球共识。截至2021年底，全球已有130余个国家/地区宣布碳中和目标或计划，约涉及全球CO2排放总量的83%，全球经济总量的91%，全球人口总数的80%。
美国、英国、法国和日本近期相继发布了具体的碳中和行动战略，希望借助碳中和契机推动绿色技术发展、实现本国产业转型升级。具体而言，美国政府希望以电力系统脱碳为战略重心，推动新型产业发展，构建可持续、富有弹性的经济增长模式，保持美国社会繁荣发展，助力美国再次强大；英国政府提出通过碳中和战略，在实现本国零碳排放目标的基础上，打造绿色技术全球领导地位，借助碳中和契机实现本国就业和经济增长；法国政府希望通过碳中和行动形成新的可持续增长模式，创造就业和财富并改善社会福祉；日本政府认为，以破坏环境为代价的经济增长时代已经结束，亟需创造“经济与环境良性循环”的产业发展模式。
本文以美国、英国、法国和日本为研究对象，聚焦四国碳中和战略报告，从发展目标、关键举措、重点领域、科技创新、金融政策和科技合作角度开展战略政策的异同点对比。在此基础上，结合我国碳减排面临的困难和挑战，提出我国推进碳达峰、碳中和行动的相关政策建议。
1）美国政府发布的《长期战略——到2050年实现温室气体净零排放的路径》提出了近10年重点工作及中长期工作方向：以能源系统转型为主线，全面推动电力、交通、建筑、工业领域降碳转型；2035年零碳电力系统构建是实现2050年净零排放目标的重要基石，将加速以零碳电力取代化石燃料发电，预计至2050年太阳能光伏和风力发电所占比例将大幅增加。交通运输领域作为最高碳排放部门（占比29%），将持续推动交通工具电气化和可持续低碳燃料（氢能、生物燃料）使用；建筑领域重点是加速用电清洁化，推广终端用能电气化，提升能源效率，降低电力传输及配电成本；在工业领域，能源密集型产业（例如：采矿、钢铁、水泥、化工）的温室气体排放总量占工业领域的50%，其减排关键举措包括提升能源效率、提升材料效率、推广电气化和推广清洁燃料四种方式，其中清洁燃料（氢能、生物质能）、能源效率和电气化三个领域的技术研发预计可在2050年减少工业部门69%~95%的温室气体排放量。
2）英国政府发布的《绿色工业革命十点计划》和《能源白皮书》涵盖了能源生产端、能源消费端、负碳排领域和绿色金融等多个方面。结合碳排放构成，英国政府将碳减排重点锁定在建筑-消费、工业用能和电力-能源系统三个领域，预计到2032年分别实现1.2、0.7和0.4亿吨的碳减排任务。建筑-消费领域，加速智能电器、智能仪表和智能税收在内的智慧型能源消费系统建设和消费者低碳税收制度建设，通过电热泵安装推进房屋能源效率提升计划；工业用能领域，提出至2030年实现5GW低碳氢气产能目标，建成四个低碳产业集群；电力-能源系统领域，推进小型模块化核反应堆及核聚变发电厂建设，至2030年形成40GW海上发电能力，同时建成世界领先的智慧能源系统。
3）法国《国家低碳战略》对运输、建筑、农业、森林、工业、能源生产和循环经济七个主要碳排放部门分别设置碳减排目标，重点聚焦于运输业（法国最大碳排放部门，占比30%）。政府计划通过加速航空业减碳、确定不同交通工具能耗目标、划定低碳排放区、向低能耗交通模式转型、提高单车货运量、降低客运需求量等措施，努力实现2030年碳排放减少28%、2050年零排放的目标。针对工业和建筑业等其他高碳排部门，法国政府以提升能源效率、降低能源消耗为主线，通过降低住宅煤炭等化石燃料使用占比、推进房屋高效能源设备换装、制定工业碳减排路线图、研发工业级CCUS技术等措施，实现低碳化目标。
4）日本《2050年碳中和绿色增长战略》将占温室气体排放量80%以上的能源部门作为改革重点，以能源系统电气化作为发展主线，提出电力部门脱碳是实现碳中和目标的重要前提。为此，海上风电、氢能和蓄电池产业成为重要领域。日本计划将海上风电产业发展为具有国际竞争力的新兴产业，2030年建成10GW，2040年实现30~45GW。将氢能作为工业、运输业和建筑业脱碳的重要选项，计划至2050年，实现氢气供应量2000万吨/年，成本降至20日元/Nm^3，同化石燃料具有较强竞争力。针对蓄电池产业，一方面通过研发提升电池性能，另一方面扩大储能电池的固定化应用，以实现对电力系统的供需调节。
相较于英国和法国，日本在碳循环和基础设施数字化两个领域提出了较为详细的发展路线图。其中，碳循环产业以降低成本为目标，涵盖CO2制混凝土、CO2制燃料、CO2制化学品和CO2分离回收四个领域；在基础设施数字化方面，提出了“数字化绿色”和“绿色数字化”两个发展方向，前者强调利用数字化技术提升能源效率、降低能源消耗，后者强调数字设备和信息通信领域的节能环保。
碳中和行动引发的低碳经济将重塑人们的生产和生活方式，社会各部门需持续开展低碳技术研发和标准化制定，以引导经济社会低碳转型。美国政府认为技术创新关键体现在两方面，一是借助规模效应降低成本，加速清洁技术部署，例如电动汽车和热泵；二是加强基础研发，为2030年后的低碳转型提供技术支撑，例如：绿氢、燃料电池、新型地热系统、长效储能和先进核能等。英国政府承诺至2027年将科技研发投资总额提升至GDP的2.4%，聚焦于电力、建筑和工业领域，关注核能、氢能、海上风力发电、CCUS、智慧能源系统等技术研发。法国政府明确了三个科技攻关方向，即能源部门脱碳、能源利用效率提升和碳封存，并将生物质能作为清洁能源研发重点。日本政府认为技术标准化是促进新技术大规模应用的重要前提，并为此积极开展碳减排技术与设备的国际标准制定，尤其注重氢能、海上风力发电和蓄电池三个产业的国际标准化工作，加速上述产业新技术的国际市场化应用。
低碳技术的高绿色溢价，成为阻碍其市场化推广的重要因素。加速低碳技术的海外市场推广，扩大国际市场需求，通过规模化生产降低成本，已成为英国、法国和日本开展国际合作的主要目标和推动低碳技术降本的重要方式。日本政府将技术成本作为低碳技术发展的重要考量指标。例如，2030年，海上风力发电成本降至8~9日元/kW·h，生物航空燃料成本同现有燃料价格相同（100日元/升）等。
积极、有效的金融政策是开展绿色技术研发、降低净零转型成本、促进绿色商业发展的重要推动力。因此，确保融资有效性和精准性至关重要。英、日两国着力加强对低碳项目投资、逐步移除不利于减缓气候变化的相关财政支持和补贴，以确保金融政策正面促进碳中和目标实现。
具体而言，英国政府绿色金融政策主要体现在投资方向政策性引导、私人资本长期性支持和基础研发针对性投入三方面。在投资引导方面，计划于2025年在经济领域引入与气候相关的强制性财务信息报告，并采用绿色分类法确定哪些经济活动有利于绿色低碳转型，以更好地引导资本投入；在私人资本方面，目前绿色技术的工业化推广需要社会资本的长期投入，而非依赖政府的有限支持。为此，英国政府计划于2021年发行英国首支绿色债券，为急需的绿色基础设施建设提供资金；在基础研发方面，通过研发基金形式推动技术创新，计划在小型模块化核反应堆和氢能分别投入2.15亿英镑和2.4亿英镑并设立专项研究基金。
日本政府碳中和金融政策主要体现在：1）建立过渡金融，为低碳转型过渡阶段所需的技术研发提供资金；2）邀请致力于脱碳创新的企业进行融资，对重点产业发展（例如：海上风电、低油耗技术利用、蓄电池）提供风险管理支持，设立“绿色投资促进基金”，并由日本国际合作银行（JBIC）设立业务规模1.5万亿日元的“增长设施”基金，用于支持日本企业扩展海外高质量基础设置建设和其他商业活动；3）创造良好的金融市场环境，加强同政策性金融的合作，促进ESG投资，为拥有高技术和潜力的日本公司实现碳中和做出贡献。
我国面临经济增长所依赖的能源需求增长同碳中和愿景下温室气体减排之间的矛盾。能源系统占我国碳排放总量的近90%，在实现经济增长和“双碳”目标的背景下，加速能源结构低碳化转型尤为迫切和重要。
当今，全球能源系统建立在若干平行能源产业链之上，特定能源与特定用能部门严格相连（例如：煤炭-发电，石油-运输），降低了能源系统总体用能效率，制约了能源系统低碳化转型。我国在能源领域科技政策的制定过程中，多聚焦于单一产业规划未来发展路径和科技攻关方向，忽视了不同产业间的联动属性和耦合关系（例如光伏、风电产业发展可推动可再生氢气制备），缺乏能源系统供-需一体化布局。
我国在碳中和行动涉及的诸多关键领域，技术发展仍存在较大空间。在光伏产业，单结光伏电池理论极限为40.7%，通过多结、聚光等方法可将光伏理论极限推高至85.4%。德、法两国研究机构现已合作研制出光电转化率达46%的聚光太阳能电池，展现出光伏电池的巨大技术潜力。
绿色技术、产品的高成本成为阻碍其大规模市场化推广的重要因素。以我国生物质燃料乙醇为例，目前使用成本折合约7000元/吨标煤热当量，显著高于化石燃料+碳捕集技术成本，后者约1500~7200元/吨标煤热当量。与之相反，近十年来光伏发电和风电技术成本大幅下降，加速推动了能源系统绿色转型。IRENA报告揭示，2010—2019年间，光伏发电和陆上风电的平准化度点成本分别下降82%和39%，实现了同传统能源平价。成本下降加速了全球光伏和风电产业快速发展，2010—2019年全球光伏发电量从32TW·h增至699TW·h，年增幅240%，风力发电量从342 TW·h增至1404 TW·h，年增幅45%。
第三，建立健全“双碳”战略政策体系。法国低碳战略第一阶段失败表明，碳减排是一个复杂的系统工程，涉及多个行业，横跨多个部门，易受国际环境影响。我国在“双碳”行动政策的制定过程中，要在国家层面遵循“目标一致性、政策协调性、方案适时性”原则，明确主要碳排放部门碳减排路线图及阶段目标，从产业特征、科技创新、金融税收、国际合作、人才培养、舆论引导等多方面确保政策间协调性，保障碳减排方案可操作性。同时，紧密关注国际能源价格、前沿科技发展、矿产资源供应和碳边界调整税等国际动态，及时优化我国政策内容，确保“双碳”行动顺利实施。
在“双碳”行动实施初期，应加快推进“市场竞争机制”“资本导向机制”“消费鼓励机制”三类政策制定。市场竞争机制的引入一方面可引导企业加大对绿色技术的研发及应用，实现绿色技术及产品的优胜劣汰。另一方面有利于技术及产品绿色溢价的下降；资本导向机制将在政府定向研发投入的基础上，引导社会资本注入到低碳基础设施建设及成熟低碳技术商业应用，这对清洁低碳技术市场化推广将起到重要支撑作用；消费鼓励机制可有效引导民众使用绿色技术、产品和服务，扩大市场需求，促进绿色产品大规模生产，利用规模效应降低绿色溢价。
第四，积极推动碳中和行动国际科技合作。在国际科技竞争日益凸显的背景下，碳中和领域国际科技合作应遵循“四个促进”原则，即民间合作促进政府合作、科技交流促进科技合作、存续合作促进开拓合作、关键小国合作促进科技大国合作。以“四个促进”原则为指导，全面推进“四个维度”合作，即中美、中欧、“一带一路”和多边能源技术合作平台。基于“四个促进”和“四个维度”的国际科技合作总方针，围绕绿色能源技术链和产业链，积极推进全球绿色技术潜力评价图编制，梳理我国技术短板，提升我国优势技术水平。此外，注重加强同国际组织/协会合作，积极参与绿色技术国际标准、规则制定和国际碳减排行动，提高我国在全球碳中和行动中的影响力和话语权。
