中国碳排放总量在全球的比重不断上升，中央政府对碳减排目标持续加码，逐步形成碳达峰、碳中和的“3060”目标。根据“碳中和”机理，实现双碳目标主要路径包括重点领域部门减少碳排放、生态固碳与技术固碳合力增加碳吸收、逐步完善碳交易市场、构建绿色金融配套体系等。未来，“碳中和”主题下可加速商业化落地的技术方向包括固态电池技术、新材料技术、智慧车路协同技术、存算一体AI芯片等；而根据与碳减排的相关程度，结合“碳中和”主要路径，可大致描绘“碳中和”产业图谱及重点领域在零碳革命之下的发展趋势。
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碳达峰、碳中和背景与内涵解析
1.“双碳”（碳达峰、碳中和）目标背景
中国承诺“3060”目标，充分体现大国担当
2020年9月，在第七十五届联合国大会期间，国家主席习近平提出“力争2030 年前CO2排放达到峰值、努力争取2060年前实现碳中和的目标”。2020年12 月，国家主席习近平于气候雄心峰会（CLIMATE AMBITION SUMMIT）发言，再次重申碳达峰、碳中和“3060目标”，并提出具体的数量目标 。而事实上，中国推进“碳中和”的速度将远快于欧美等发达国家，减排任务的艰巨程度史无前例。欧盟和美国均表示在2050 年实现碳中和，然而欧盟已于1979年实现碳达峰，美国也已于2005年实现碳达峰。作为世界上最大的发展中国家，中国的碳中和斜率会远远陡峭于欧美，碳减排速度也将超出欧盟一倍。
全球气候变化形势严峻，“碳中和”终成共识
全球气候变暖、生态环境不断恶化，全球已就此进行了多次气候谈判。2016 年11月正式生效的《巴黎协定》具有标志性意义，为2020年后全球应对气候变化行动作出安排，主要目标是将21世纪全球平均气温幅度控制在2℃以内，并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5℃ [1]以内。
自工业革命以来，地球气候系统长期升温，以1951~1980年平均温度为基准， 到2020年，全球平均温度增加了约1℃，目前这一数字正以每十年0.2 ℃ 的速度不断攀升。20世纪以来，地球气候变化主要由人类活动推动，特别是化石燃料的燃烧增加了地球大气中的温室气体含量。碳排放驱动温室效应积累，全球变暖趋势愈加严峻，导致了冰川融化、海平面上升、极端天气频发等恶劣影响，严重威胁人类生存。
图：全球气候治理3大里程碑
2.“双碳”（碳达峰、碳中和）概念内涵
碳达峰、碳中和、净零排放、气候中和，是各国应对气候变化的不同阶段目标。其中，“碳达峰”指CO2排放量不再增长，达到峰值后开始慢慢下降；“碳中和”（carbon neutrality）指排放到大气中的CO2净增量为零（又称“净零碳排放”（net-zerocarbon emissions））；“ 净零排放”（net-zeroemissions）既包含CO2 净零排放，又包含其他温室气体的净零排放，如甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF6）等；“气候中和”（climate neutrality）则除了需要温室气体的净零排放，还需要合理控制其他人类活动，如城市化、植被改变等。
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“碳中和”机理与主要路径解析
1.“碳中和”机理
“碳中和”是人类经济社会活动的综合反映，与人口、经济、产业、能源、技术等多重因素均相关。要实现“碳中和”目标，一方面需要“做减法”，即降低碳排放，包括能源消费总量与能源碳强度的降低，能源消费总量的下降，主要依靠产业结构调整，以及节能和提高能效；能源碳强度的下降，则主要依靠清洁化和电气化。另一方面，需要积极“做加法”，即增加碳移除和“负排放”。从碳移除来看，主要依靠碳捕获、利用与封存（CCUS）；从增加“负排放”来看，主要依靠土地利用变化和林业碳汇，以及提升生态系统碳汇能力。
“双碳”目标属于系统性工程，涉及能源供给等多个领域，因此，2060年中国“碳中和”愿景的实现颇具挑战，需要有效识别电力、工业、交通、建筑、农业、林业等关键领域的碳减排和碳足迹，从政策、技术和金融等多角度实现跨行业合作。根据能源基金会中国碳中和综合报告研究，要达到1.5℃的温控目标，低碳能源在一次能源消费总量中的占比，应从2015年约6% 增加至2035 年的35~65%，以及2050年的70~85%，这些脱碳战略的实施还将导致建筑、工业和交通领域使用的能源载体发生根本性变化。
2.“碳中和”主要路径解析
减少碳排放
减少碳排放，需要能源供给侧的深度“脱碳”，以及工业\交通运输\建筑等领域的清洁化电气化。
（1）能源供给侧- 能源体系清洁低碳化
从国情出发，实现碳中和潜力最大的方向是能源结构的清洁化、低碳化。国家电投在2020年12月8日，成为国内第一个宣布碳达峰的企业，计划在2023 年实现在国内的碳达峰；此后各高耗能企业纷纷出台碳达峰、碳中和路线图，明确承诺企业碳达峰时间，推动能源结构化转型，发展低碳清洁能源。
图：全球气候治理3大里程碑产业研究
（2）终端用电部门- 工业\交通运输\建筑领域清洁化电气化
从工业领域来看，工业部门以建材、冶金、化工等重工业生产部门碳排放量最高；这些传统工业一般是建立在丰富的煤炭、石油、矿石资源基础上，其碳排放一方面来自于生产过程中的高温加热的燃料燃烧，另一方面来自于原材料的合成加工。工业部门减排而言，主要是通过燃料的替换以及生产工艺的升级。
从交通运输领域来看，我国交通运输领域碳排放占全国终端排放的15% 左右，是前四大碳排放部门；2013~2019年，碳排放平均增速保持在5% 以上，成为温室气体排放增长最快的领域。根据2020年12月发布的《机动车污染防治政策的费用效益评估（CBA）技术手册》，未来5年我国还将新增机动车1亿多辆，工程机械160多万台，由此导致的碳排放量十分巨大。为了实现零排放的交通运输，电气化是解决运输部门排放日益增长的主要方式。
从建筑领域来看，建筑业占全球能源和过程相关CO2排放的近40%。中国建筑行业预计在2039年前后实现碳达峰，远低于2030年碳达峰目标。我国现有城镇总建筑存量约650亿㎡，这些建筑在使用过程中排放的CO2约占中国碳排放总量的20%，即“运营碳排放”；此外，我国每年新增建筑面积约20亿㎡，其钢铁、水泥、玻璃等建筑材料的生产和运输，以及现场施工过程的碳排放被称为“内含碳排放”，约占我国总碳排放量的11%。面对减碳要求，建筑业应对整个生命周期内实现建筑脱碳，提升材料效率，推广低碳材料、采用清洁室内能源等。
增加碳吸收
负排放技术（Negative EmissionsTechnologies, NETs）不可或缺，是实现“碳中和”的关键环节。根据美国国家科学院《负排放技术和可靠的封存：研究议程》报告，造林/再造林、森林管理的变化、农业土壤的吸收和储存以及生物能源与碳捕获和封存（BECCS）这4种负排放技术已准备进行大规模部署。
碳汇指通过森林、草原、湿地等保护修复措施增加对温室气体的吸收，减缓气候变化。我国大规模国土绿化行动成效显著，目前我国碳汇造林项目已具备从育苗、栽种、设计到养育、监测的全产业链实施能力。中国森林生态系统贡献了约80%的固碳量，据评估，我国森林覆盖率最大潜力有可能达到28%，对应森林碳汇约22.7亿吨。
CO2捕获、利用与封存（CCUS）是指将二氧化碳从排放源中分离后或直接加以利用或封存，以实现CO2减排的工业过程。IEA（国际能源署）在《通过CCUS 改造工业》（2019）（TransformingIndustry through CCUS）提出，在清洁技术情景（与《巴黎协定》路径一致）下，CCUS 将实现38%的化工行业减排，15% 的水泥和钢铁行业减排。CCUS 全球发展和部署正继续加快步伐，相较于发达国家和地区，中国的CCUS 项目尚处于起步阶段，未来仍有较大增长空间。从中国CCUS技术现状来看，CO2捕集环节，部分技术已进入或接近商业化应用；运输环节，陆运和船舶运输技术成熟，正处于陆地管道运输示范阶段；利用环节，地质利用潜力大，技术成熟；封存环节，目前也已进入工业阶段，陆上地址利用封存容量达万亿吨。
完善碳交易市场
1997年12月于日本京都通过了《公约》的第一个附加协议，即《京都议定书》[2]，其重要贡献是将市场机制作为解决CO2为代表的温室气体减排问题的新路径，即把CO2排放权作为一种商品，从而形成了CO2排放权的交易，简称“碳交易”。现阶段，全球的碳定价机制包括碳税、碳排放交易市场（ETS）、碳信用机制、基于结果的气候金融（RBCF）、内部碳定价等。各国在不同的碳定价机制下，形成了不同的碳价水平，瑞典的碳税最高为119 美元/ 吨，大部分国家和地区碳价水平在28美元/ 吨之下。尽管碳价水平在不断提高，但仍低于实现《巴黎协定》目标所需水平[3]。
中国碳市场的建设路径是从试点市场向全国统一市场过渡。2011年10月，国家发改委发布《关于开展碳排放交易试点工作的通知》，将北京、天津、上海等7省市列为碳排放试点地区。2013年6月至2014年，7省市相继启动碳排放权交易市场。2020年底，生态环境部出台《碳排放权交易管理办法（试行）》，正式启动全国碳市场第一个履约周期。
根据全国碳市场总体设计，启动初期将以电力行业（纯发电和热电联产）为突破口，最终纳入全国碳市场的高能耗行业有电力、石化、化工、建材、钢铁、有色金属、造纸、民航等8大行业，其20个主要子行业中，近7500家企业都将纳入，碳市场控制的碳排放总量约为67亿吨，约占全国碳排放量的72%。全国碳排放交易市场建立后，将进一步提高光伏、风电等清洁能源替代的经济效益。
绿色金融支撑配套
绿色金融是指为支持环境改善、应对气候变化和资源节约高效利用的经济活动，即对环保、节能、清洁能源、绿色交通、绿色建筑等领域的项目投融资、项目运营、风险管理等所提供的金融服务。“十四五”规划明确提出“发展绿色金融，支持绿色技术创新，推进清洁生产，发展环保产业，推进重点行业和重点领域绿色化改造。”
2021年3月，中央财经委员会召开第九次会议，明确“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期，为此要完善绿色低碳政策和市场体系，加快推进碳排放权交易，积极发展绿色金融。为助力碳达峰、碳中和愿景，国开行成功发行首单3年期200亿元“碳中和”专题“债券通”绿色金融债券，推动电力系统脱碳，同时树立国内外碳中和债券市场典范。未来，可建设更多样化的碳市场，扩大交易主体范围，合理定价碳排放权，先试点碳远期、碳掉期等场外产品，再逐步推广到碳期货、碳期权等场内碳产品。
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“碳中和”主题之下的技术前瞻
1.“碳中和”技术前景
要实现“碳中和”目标，必须依靠突破性技术。根据红杉中国发布的《迈向零碳，基于科技创新的绿色变革》，在此背景下可加速商业化落地的十大技术方向则包括固态电池技术、太阳能搭配锂电池的一体化家用储能、促进节能减排的新材料技术、缓堵减排的智慧车路协同技术、暖通空调AI数据采集与节能控制系统、高能效比的存算一体AI芯片、“化石能源+CCUS”低碳排放技术、直接空气中碳捕获技术、碳排放的量化和审计技术、合成生物技术等。
除掌握不同技术的应用场景外，更需要关注技术背后应用产业所处的生命周期，判断其市场前景，为技术在时间纵向布局提供支持。因为产业替代空间大、紧迫性强，光伏、新能源汽车等技术应优先推广普及，而对于碳移除、太阳辐射管理这类产业空间大但技术尚未成熟、短期见效慢的新技术，可继续进行技术培育和储备，待减排成本整体可控之后，结合实际情况纳入前瞻性布局。
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