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一、基本概念
“十年半導體，百年碳中和”。去年9月22日，在第七十五屆聯合國大會上，國家領導人明確提出：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和?！?/span>
那到底什么是“碳中和”呢?字面意思來說,“碳”即二氧化碳，“中和”即正負相抵，結合一起說便是排出來的二氧化碳或溫室氣體被植樹造林，節能減排等方式抵消，但這并不象征著“零”排放，反而是說采用清潔能源減少碳的排放和加大碳的吸收，達到碳排放和吸收的均衡，因而起著環保的目的性，這就是所說的“碳中和”。
二、發展
“碳中和”這一個基本概念早在一九九七年就已經在美國誕生，之后歷經發展，完成了從“前衛”到“大眾”的轉化。二零零六年，《新牛津美國字典》將“碳中和”評選為當時本年度詞匯；二零一三年七月，國際航空運輸協會明確提出的航空業“2020年碳中和”方案進入大眾視野；2018年10月，聯合國政府間氣候變化專門委員會公布報告，號召世界各國采取行動，為把升溫把控在1.5攝氏度以內而全力以赴。
三、原因
碳排放過多是海洋生態系統破壞比較嚴重、海洋酸化、海平面上升、冰川退縮等情況的導火線。近年來，在我國地表平均溫升速率貼近全球的2倍，海平面上升速度也高過全球平均水平。
依據第3次《氣候變化國際評估報告》，21世紀至今因為氣候問題致使的直接財產損失平均占國內生產總值的1.07%，高于同期全球平均水平（0.14%）的7倍。顯而易見，氣候問題已對在我國糧食生產安全、水安全、生態安全、能源安全、基礎設施安全及其人民生產財產安全造成了較為比較嚴重的危害。
《巴黎協定》確定了2020年后，國際社會合作應對氣候問題的基礎架構。明確提出把全球平均氣溫，較工業化前水平升高幅度控制在2℃之內，并且為把升溫控制1.5℃之內而全力以赴。世界氣象組織的報告顯示，2019年全球平均溫度比工業化前水平高出1.1℃。應對持續上升的碳排放，進而致使的溫度提升，推行“碳中和”迫在眉睫。
四、多方措施
1.我國
2018年8月1日，四川舉行了“碳中和”項目啟動儀式，計劃于2018年10月在成都龍泉山城市森林公園建設500畝“碳中和”林。用20年時間提升碳匯，用于徹底抵消此次大會造成的921噸碳排放總數量。
2019年10月，首期全國A級旅游景點質量提升培訓班在陜西省舉行，并變成全國首個“碳中和”景區培訓班。
2020年12月24日，我國首家從事“碳中和”基礎研究的機構“中國科學院大氣物理研究所碳中和研究中心”在北京正式掛牌成立。
二零二一年1月，全國首個“碳中和”垃圾分類站落地四川省成都，市民能夠投放自己平時造成的可回收物，利用回收抵消碳排放量，還能獲取收益。
二零二一年3月5日，國務院總理在二零二一年國務院政府工作報告中強調，扎扎實實做好“碳達峰”、“碳中和”各項任務，制定2030年前碳排放達峰行動方案，提升產業布局和能源結構。
二零二一年3月15日，總書記主持召開中央財經委員會第九次大會，這一次大會明確了“碳達峰”、“碳中和”工作的定位，尤其是為今后5年做好“碳達峰”工作謀劃了清晰的“施工圖”。
2.美國
2007年1月22日，幾所知名企業督促美國總統布什，要求美國政府采取行動限制CO2等溫室氣體的排放。
2014年11月，中國與美國彼此達成共識，承諾到2025年前將美國的溫室氣體排放在二零零五年的基礎上降低26至28個百分點。我國也承諾在2030年前做到碳排放峰值后開始逐漸降低CO2排放，并會盡力盡快完成。
2015年3月19日，奧巴馬簽署了1項行政命令，要求美國聯邦政府部門在2025年前削減40%的溫室氣體排放。
3.歐盟
2018年11月28日，歐盟委員會發布1項長期愿景，總體目標是到2050年完成“碳中和”，即將凈碳排放量降到零。
4.北歐
二零一九年十一月，歐洲國家芬蘭、瑞典、挪威、丹麥和冰島在芬蘭首都赫爾辛基簽署1份解決氣候問題的聯合宣言。五國在聲明中指出，將協力提升 解決氣候問題的力度，努力爭取比全球其他國家更快完成“碳中和”總體目標。
五.作用
1.社會經濟發展的信號，影響以后經濟發展的動向和面貌
比如說，可再生能源領域可能會邁入大發展新機遇。而煤炭采掘、煤炭燃燒發電等領域會逐步淘汰，國民經濟會遭到全方位的影響。
2.對空氣質量持續改善也會造成深刻影響
“綠水青山就是金山銀山”，“碳中和”目標的明確提出，事實上便是明確提出了更高的空氣質量持續改善目標。
3.驅動能源新舊變換，提高國家能源安全
工業化時期，煤炭、石油、天然氣等傳統的化石能源，其能量釋放出來隨著大批量二氧化碳的排放，是全世界碳排放增加量的主要來源。而“碳中和”發展戰略則鼓勵新型清潔可再生能源對傳統化石能源的逐步取代，這將從源頭上變化經濟發展動力的“碳排放”要求。
在逆全球化發展趨勢下，能源安全必要性顯而易見。而“碳中和”發展戰略，有希望促進我國的能源安全發展戰略從渠道端向源頭端延伸，在本質上提高能源安全，加強社會經濟發展確定性與穩定性。
4.倒逼生產能力提效降耗，加快產業鏈轉型發展
近20年工業部門能耗占比始終保持在65%以上，這就直接影響了工業部門的“碳瘦身”變成我國“碳減排”的關鍵環節。首先，“碳中和”發展戰略將更進一步倒逼低效生產能力的更新換代和滯后生產能力的取代，而另一方面還將促進國內工業生產制造效能的全方位改善，利用加快電氣化，互聯化和智能化等多個維度更進一步推動工業部門的生產效能。
5.從供給側改革到產業轉型升級，產業升級向不同領域不斷滲透
“碳中和”總體目標中單位增加值相匹配的碳排放，事實上是一個對各領域均適用的效能評價指標體系。并且這類指標更有利于促進產業鏈各階段的全方位升級，更進一步促進中國制造從“高質量”邁向“綠色高質量”。
6.發掘中國優勢，更進一步改善我國影響力
我國可再生能源競爭優勢非常明顯，“零碳”新能源生產能力豐富。二零一三年至今，我國可再生能源總生產能力加快攀升。截止到2019年底，我國可再生能源生產能力約75.86萬兆瓦，同一時間歐盟和美國生產能力僅各自約為49.68萬兆瓦和26.45萬兆瓦，競爭優勢非常明顯。
從水能、風能和太陽能等“零”碳排放的能源生產能力看，我國太陽能和風能生產能力各自在17年和2018年超過歐盟，生產能力競爭優勢全世界領跑，而這種生產能力儲備都將是我國“碳中和”總體目標實現的核心支撐。除此之外，我國采取行動積極應對氣候問題，盡快達峰邁向近零碳排放，這不僅僅是國際性責任與擔當，也是美麗中國建設的需要和保障。
“碳中和”6大實現路徑
一、根源減量
壓減滯后產能，限制高能耗產品，降低能耗故而降低CO2排放量。
根源減量是實現碳減排的主要方法，也是短時間切實可行的對策之一。在我國鋼鐵行業二氧化碳排放占國內碳排放總產量的15%左右，是國內二氧化碳排放最高的制造業行業，現階段鋼鐵行業根源減量最可能的方法有2種：1.壓降粗鋼產量；2.提升 全廢鋼短流程工藝比例。
壓降粗鋼產量短期內見效快，但很有可能會給市場供需關系尤其是普鋼供需產生階段性錯配，故而產生供給缺口。對于煤炭行業，煤炭的高碳屬性是沒有辦法變化的，但是能夠通過技術手段加以清潔低碳運用，例如強化煤層氣高效率開采技術，運用煤制氣等技術完成能源轉化，故而徹底解決一部分高碳排放難題。
二零一九年，煤炭占中國能源消費的58%，占國內CO2總排放量的80%；煤電裝機高達10.4億千瓦，占全世界煤電總裝機的50%。這要求中國嚴控新增煤電，淘汰掉滯后產能。
碳排放總產量位列國內第3的江蘇，為了更好地解決氣候問題，啟動低碳發展加速鍵。把降碳當做源頭治理的“牛鼻子”，嚴控煤炭總產量，持續性壓減低端滯后化工、水泥、鋼鐵、玻璃產能，強化溫室氣體與空氣污染物協同治理。
二、能源取代
即清潔取代，換句話說由清潔能源（如可再生能源）取代高碳能源，在源頭上減少碳排放。
發展新能源技術，促進能源結構轉型發展是完成“碳中和”的核心。新能源技術的主要類別有太陽能、風能、氫能、核能，新材料儲能等，與煤炭、石油，天然氣等傳統含碳不可再生能源對比，新能源技術在理論技術、運用成本、環境危害，管理方式等領域有明顯差異。
伴隨著新能源技術快速進步和互聯網+、AI人工智能，新型材料等技術不斷發展，新能源產業處在突破期，逐步進入到黃金發展期，已變成全球性能源提高新動力，并將逐步取代不可再生能源，在“碳中和”進程中充分發揮關鍵作用。
碳排放問題的源頭是不可再生能源大批量開發和使用，治本之策是變化能源發展方式，積極推進清潔替代和電能替代，完全解決不可再生能源依賴性。完成能源生產制造清潔化和能源消費電氣化，是完成“雙碳”目標最本質的舉措。
電能具備清潔、高效、安全、便捷等優點，是利用率最高、經濟效率最高的終端能源種類。能源消費階段加速電能替代、提高電氣化率極為重要。伴隨著工業、交通、建筑等領域電能替代推動，電能在全社會終端能源消費比例將從現在的27%提高至66%，這將推動電力需求持續增長，做到14-15萬億千瓦時。
三、回收再利用
再生資源的回收再利用能夠有效的降低首次生產過程中的碳排放量，如廢鋼利用，回收塑料，動力電池回收及其垃圾分類回收。
“碳中和”大環境下，金屬資源的循環利用不但能夠緩解將來很有可能面臨的資源緊缺問題，還可以有效的地完成節能減排，降低對環境的污染，是助推國內減碳的1條途徑。
我們知道電解鋁是高能耗、高碳排放量行業，生產制造1噸電解鋁的碳排放量為鋼鐵的6.2倍。二零一九年，國內電解鋁碳排放量達4.3億噸，約占全國總碳排放量的5%。限制電解鋁，嚴格控制電解鋁新增加產能，扶持再生鋁應得到廣泛應用。
此外，對垃圾分類回收回收也是一個很好的行為。二零二一年1月14日，全國開創“碳中和”垃圾分類回收站在成都市落地應用，人民群眾根據綠豆芽APP參加日常生活減碳行動，掌握更多的“碳中和”專業知識，切切實實地參加到“碳中和”的環保行動中，為完成“碳中和”貢獻自己的綿薄之力。
四、環保節能提效
能源再利用，提升公共建筑能效水準。
中國改革開放以來，國內能源結構連續不斷改進，能效明顯增強，但仍不夠革命性。產業偏重、能效稍低、結構高碳等瓶頸期，使國內環境污染問題日趨尖銳。
近些年，盡管國內已將能源強度、碳強度納入考核標準，能源彈性系數逐步降低，但現階段能源強度仍然是全世界平均水平的1.5倍，這很明顯是不可持續的。假如這一數字提升至1.0，就代表著同樣規模的國民生產總值可節約十多億噸標煤。
所以，環保節能提效應為國內能源發展戰略之首，成為綠色、低碳的第一能源，確保國家能源供求安全性和能源環境安全的因素。尤其是在當今以化石能源為主導的能源結構下，環保節能提效應是節能減排的主力軍。
“十四五”期間，能源業要踏入高質量發展新的征程?；茉匆M量融入能源轉型需要，如煤炭要達到清潔高效利用，石油行業仍要“穩油增氣”，且要大力發展非化石能源。
五、工藝改造
工業流程中對生產工藝流程做好優化、升級、改造，核心聚集在對電池技術升級、智慧電網、能源互聯網等領域。
應對碳排放總量大、高碳發展慣性強的形勢嚴峻，在我國要用不到十年的時間完成“碳達峰”，再用30年左右的時間完成“碳中和”，總體目標十分艱難。所以必須在生產過程中對生產工藝流程做好優化、升級、改造。
例如在我國能源互聯網本質是“智能電網+特高壓電網+清潔能源”，加速發展特高壓電網是搭建在我國能源互聯網的核心。沒有特高壓電網，在我國清潔能源沒辦法大規模的開發利用，霧霾、酸雨等環境污染問題無法根本解決，“碳中和”總體目標將難以達到。
在電池技術領域，新能源電動車的續航始終是大家始終詬病的。所以制造廠商還可以改善技術，產品研發出更高容量密度的同類型電池，從而增加車輛的續航里程。
六、碳捕集、運用與封存
將高碳公司企業排出的CO2收集起來，并且用各種各樣方式 存儲（地質封存、海洋封存）以防止排出到空氣中的一類技術性。
在我國能源系統經營規模非常龐大、需求多樣，從兼具完成“碳中和”總體目標和確保能源安全的方向考慮到，碳捕集、運用與封存（CCUS）是在我國完成“碳中和”總體目標技術性組成的至關重要組成部分，是現階段完成大規模的化石能源0排放運用的較好技術性選擇，是“碳中和”總體目標下維持電力系統靈活性的關鍵技術性。
綜合考慮到CCUS技術性在電力系統、工業部門的運用以及負排放潛力，科學研究表明，預估到2050年，CCUS技術科提供減排貢獻為11億-27億噸CO2。
以上6種方向中，在其它減排路徑經濟技術比較一般或時間成本較高的具體情況下，短期內壓減產能也許是1條切實可行的對策。我們在這里主要想剖析的是能源替代，是由于無論從需求端還是供給端來看，能源替代符合戰略性新興產業發展規劃，同時也是對“十四五”規劃的很好踐行。
實現“碳中和”的能源取代
一、供給側：光伏、風電
近些年，為了更好地推動戰略新型產業的發展，我國頒布了多項政策扶持。在新能源項目這方面，3月份，能源局等5職能部門聯合公布了《關于引導加大金融支持力度促進風電和光伏發電等行業健康有序發展的通知》，根據加大金融政策支持，聚焦市場公司關心的補助托欠問題，穩定市場預估。據估計，到2020年末，光伏、風電項目累計補助缺口將達到4000億元左右。
此次通告的頒發，從好幾個方面減輕風、光電項目在資金上的短缺局勢，有助于在平價上網時代，風，電項目的穩定經營，明確了政府部門支持可再生能源發展的自信心和決心。在《關于2021年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知》中，能源局有關負責人指出，為加速推動“碳達峰”、“碳中和”工作，將加速清潔能源綜合利用，制定更為積極的新能源技術發展規劃，推動陸上風電和光伏發電全面實施平價無補貼上網。
據權威專家推算，2030年風電、光伏新增加裝機量分別為1.53、1.88億千瓦。2060年風電、光伏新增加裝機量更進一步達到為2.19、2.7億千瓦。光伏、風電單位項目投資成本費用維持下降趨勢，到2030年分別達到0.371元/瓦、5.63元/瓦。到2060年分別達到1.35元/瓦、4.5元/瓦。預測“碳中和”將為可再生能源發電領域累計增加約84萬億元人民幣的新增加項目投資，其中光伏、風電裝機建設投資規模約60萬億元。
二、需求側：終端電氣自動化
因為能源供給側向綠色電力改變，因此需求側的脫碳最先代表著終端電氣自動化。依據國網能源研究院二零一九年十二月的科研成果，終端電氣自動化率在2050年達到50%以上，當中工業、建筑，交通部門各自做到52%、65%，35%。
1.工業電氣自動化
二零一九年我國鋼鐵行業90%以上的生產能力采用高爐（BOF）技術，而電爐技術（EAF）僅占生產總量的9%，尤其是以廢鋼為原材料的短流程煉鋼技術，碳排放量僅0.4噸二氧化碳/噸鋼，若采用綠色電力為電爐供能，則碳排放量可降為0。
2.建筑電氣自動化
制冷、照明燈具、家用電器現已實現了一百%電氣自動化，供暖和烹飪的電氣自動化促進比較遲緩。在我國北方地區城鎮普遍實施集中供暖，主要是熱源為燃煤熱電聯產和燃煤鍋爐。建筑部門電氣自動化需綜合考慮到公共部門與居民住宅，也需要考慮到北方和南方氣候差別。伴隨著人民生活水平提升，家用電器的數量和使用強度呈持續上升趨勢。未來采暖電氣自動化應逐步取代燃煤鍋爐，炊事電氣化應重點關注餐廳電氣自動化和住宅炊事習慣性正確引導。
3.交通電氣自動化
發展新能源汽車是在我國實現“碳中和”目標、解決氣候問題、促進綠色發展理念的重要國策。2020年中國新能源汽車銷售量同時突破130萬輛，全國各地新能源汽車累計擁有量現已超過500萬輛。
2021年是“十四五”的開局之年，從政府部門工作匯報中還可以看得出，伴隨著新能源汽車后市場基礎設施建設的加快，政府部門不斷地在消費端放出利好信號，為平穩新能源汽車消費市場發展建立更多的常態化。增加停車場、汽車充電樁、換電站、電池回收等配套設施，將全面健全新能源汽車全產業鏈構造，積極推進新能源汽車替代傳統式汽車的過程。
氫能源汽車和電動汽車同屬于新能源汽車賽道，電動汽車的迅速發展，相對于氫能源汽車而言是一個較好的趨勢，具有一定的發展共性。氫能源汽車的發展將有望促進其上游氫燃料電池的發展。
氫能源電池將來發展潛力
根據以上所述對氫能源電池全產業鏈的剖析，其上游氫能領域符合能源轉型需求，下游新能源汽車市場份額增長迅猛，有希望一同驅動氫能源電池領域向好發展趨勢。
一、全產業鏈上的可能性
在全產業鏈的上游，制氫、儲氫、運氫都現已相對成熟，較為欠缺的是加氣環節，現階段在我國從事加氫核心機器設備研發的公司較少，主要是依靠進口，獨立產品發展趨勢不成熟，造成了在我國加氫站基本建設成本較高。
《我國氫能產業鏈基礎設施發展趨勢藍皮書（2016）》明確提出了二零二零年基本建設100座加氫站，2030年基本建設1000座加氫站的總體目標，除此之外，國家也出臺了相應的扶持政策氫能的發展趨勢。
在電池組件中，催化劑是核心材料之一，常見的催化劑是Pt/C，考慮到世界上僅有極少數國家生產鉑金屬，促使鉑價格昂貴，除此之外還具有耐久性問題，因此現階段的一些科學研究致力于研發探尋能夠取代鉑的、成本低的、資源豐富的催化劑。
常見的質子交換膜是全氟磺酸膜，但考慮到成本相對高，不耐高溫等缺點，各科學研究機構也在科學研究其他類型的膜，例如復合膜、高溫膜、堿性膜等，這種就促使催化劑可選擇的范疇更廣泛。
在全產業鏈的下游，和其它燃料電池對比，氫能源電池工作溫度低、響應速度快和體積小等特性徹底適用電動汽車的動力源，是未來新能源汽車最重要的發展前景之一。
二、政策的幫扶
2018年國務院印發的《“十三五”國家戰略性新興產業發展方向》曾明確提出：要系統推進燃料電池汽車研發與產業化，到二零二零年，實現燃料電池汽車批量生產和規模化示范應用。
2019年《中國氫能及燃料電池產業白皮書》指出氫能產業鏈的發展趨勢關乎中國能源發展戰略體系，事關我國生態文明建設，關乎發展戰略新型產業布局；在《中國制造2025》中，也確立支持燃料電池汽車的發展趨勢，促進新能源汽車與國際優秀水準領先的發展戰略。
在燃料電池領域出臺政策的密度變得越來越集中，發展戰略高度也變得越來越高，針對燃料電池的發展方向也更加細節化、細化，政府補貼也由點及面，由原先只僅限于試點大城市擴及到全國各地范疇。在政府部門加大力度補貼及幫扶下，在我國燃料電池產業化進程也正在逐步推進中。現階段已有許多示范性項目，商業化應用也在逐步展開。
堅信在政策的支持下，及其技術的持續提高，全產業鏈逐步完善，氫能及氫能源電池產業鏈是一大片藍海，是二十一世紀的朝陽行業，將一同促進“雙碳”總體目標的實現。
在我國敢于承諾爭取2060年前實現“碳中和”，底氣來自于近些年妥善處理氣候問題戰略所獲得的明顯成果。
截止到2019年底，在我國碳強度較2005年降低約48.1%，非化石能源占一次能源消費比重達15.3%，如期完成在我國對外部承諾的到二零二零年總體目標，改變了CO2排放迅速增長的局勢。
二零二零年，在我國單位國內生產總值CO2排放比二零一五年下降18.8%，實現“十三五”單位國內生產總值CO2排放下降18%的總體目標。
從其本質上看來，“碳中和”總體目標是一次能源技術創新。它要求人類在經濟增長的同時，提高能源利用率、研發清潔能源，降低對不可再生能源的依靠，實現能源技術和減排技術的自主創新，實現經濟結構的調整和制度變革，向往綠色GDP，實現全人類生活發展趨勢意識的全局性改變。
盡管在我國還處于工業化、城鎮化的中后期，實現“碳達峰”，“碳中和”難度更大，但在我國的后發優勢取決于更快的技術標準和技術支撐。大家確信，在全國人民的共同奮斗下，在我國的“碳中和”總體目標實現為期不遠。
