碳中和下中国能源转型与煤炭清洁高效利用丛书:碳中和下中国能源转型与煤炭清洁高效利用丛书--应对气候变化背景下的能源转型

1.本书带读者了解国际气候变化与能源转型的新趋势，带来世界主要经济体气候变化政策与能源转型的案例分析，分析了世界主要行业典型企业应对气候变化与能源转型的具体实践，中国实现能源转型的关键要素，描述了碳空间作为一种资源约束将对中国能源转型的影响，碳价与能源转型的关系。2.从应对气候变化新趋势、能源转型动力机制、碳排放空间测算和碳价格走势等方面进行了科学总结与量化分析，研判全球能源转型的基本趋势及其不确定性，定量评估能源转型的动力机制，情景分析中国碳排放约束空间和碳价格走势，以期更好地支撑中国能源转型战略的研究以及模型的构建。3.在剖析国际大趋势的基础上，借鉴国际先进的经验，从国家-区域-企业层面进行分析与总结，为中国能源转型提供参考。

席卷全球的新冠病毒感染启示我们要认识到人与自然关系的脆弱性。气候变化作为长期、深层的重大危机，将给人类社会带来极大风险，因此，需加快形成绿色发展和生活方式。虽然目前已有190多个国家向IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）提交了国家自主减排贡献，但是距离实现温控1.5℃目标依然有较大差距（联合国环境规划署，2021）。为实现我国经济绿色转型及履行大国责任，2020年9月，党中央经深思熟虑宣布了“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”的重大战略决策部署。中国“双碳”目标包括了5个具体目标：2030年前碳达峰、2060年前碳中和；2030年碳强度较2005年下降65%以上；2030年非化石能源占比25%；2030年森林积蓄量60亿立方米；2030年风、光装机新增12亿千瓦以上。
当前，电力行业是中国碳排放量最大的行业（Liu et al., 2015）。国际能源署数据显示，2018年中国电力与供热系统产生的二氧化碳为49.23亿吨，占中国能源消耗相关总排放量的51.44%。要实现2030年前碳达峰与2060年前碳中和目标，电力系统的深刻转型并实现近零排放是最关键的问题。目前，中国供电排放约600克/（千瓦·时）【较2005年900克/（千瓦·时）已下降约33%】，但距离国际先进水平还有较大差距，较全球平均水平450克/（千瓦·时）仍然高出了33%左右。需至少以每年10克/（千瓦·时）左右的速度下降，才能确保在2060年左右达到目前近零排放国家的水平。对于中国而言，最关键的工作就是能源系统的近零碳排放转型。实现能源系统的近零碳排放目标需要政府和非政府部门之间协力，也需要国家之间的合作与协同。要在剖析国际大趋势的基础上，借鉴国际先进经验，从国家—区域—企业层面进行分析与总结。为此，基于国家能源集团2030先导项目“国家中长期碳减排路径与能源结构优化战略研究”的研究成果，武汉大学项目组组织力量编写了本书。本书是一本兼具大众可读性和学术严谨性的专著，以期助力更大范围内的能源转型讨论。
我国提出的“30·60双碳”目标（2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和）对全球减排的战略意义重大。中国正在构建以“能源转型”为牵引带动“产业低碳转型”的基本路径，基于此，本书逐步讨论国际应对气候变化与能源转型的趋势，分析了典型国家、地区及典型行业代表企业应对气候变化与能源转型的主要经验与政策工具，最后以中国自身作为研究对象，分析中国能源转型的驱动因素、碳中和背景下中国碳排放空间的跨期配置与能源转型、中国碳市场价格趋势与能源转型等内容。那么本书具体能为读者带来哪些关键信息呢？
本书带读者了解国际应对气候变化与能源转型的新趋势。第1章主要分析、总结和提炼了全球应对气候变化与能源转型历程，国际应对气候变化新趋势，国际能源转型新趋势，以及国际能源转型的主要举措，包括优化能源结构的具体实践、提高能源效率的工具、低碳技术为什么要超前部署以及如何实现气候投融资的落实。
本书为读者带来世界主要经济体应对气候变化与能源转型的案例分析。笔者认为，只要能够吸收国际先进的能源转型经验，并结合我国的基本国情做出科学的调整，将有助于我国碳中和目标的实现。为此，笔者选择了欧盟这一具有紧密组织的跨政府经济体，还选择了美国、日本这样独立的发达国家经济体，同样选择了“金砖四国”这种经济组织作为研究对象，深入剖析了各经济体或组织的经典实践。
本书为读者分析世界主要行业典型企业应对气候变化与能源转型的具体实践。碳中和目标的实现，最终要落实到企业的执行层面。第3章选择了重点行业典型企业，包括英国石油公司、美国新纪元能源公司、安赛乐米塔尔集团作为研究对象，对企业应对气候变化政策及能源转型战略进行了分析，以期为国内企业的能源转型提供借鉴。
本书让读者明白中国实现能源转型的关键要素有哪些。笔者认为，技术可行、成本可控、政策引导、产权结构设计是实现能源转型的关键因素。技术创新是实现能源转型的根本路径，只有绿色低碳、成本更低的能源才能替代现有的能源体系，那么控制成本就是实现能源转型的基本前提，而政策引导是基本保障，产权结构设计是实现能源转型的有效手段。
本书为读者描述了碳排放空间作为一种资源约束将对中国能源转型的影响。以往应对气候变化的经济研究大多采用成本-收益分析，及比较不同减排路径的长远收益与短期成本。首先，碳排放空间作为一种资源并没有被考虑到模型中，并且对碳排放空间进行货币价值定价存在很大的不确定性，也带来跨期分配碳排放空间的贴现率如何科学设置的问题。其次，经济分析往往只能捕捉到有市场交易的经济活动或者可以货币化的经济影响，而气候变化带来的一些冲击超越了传统的经济分析或者难以定量化与货币化，如海平面上升、极端天气增加、生态失衡及社会福利减少等。因此，研究的范式应该变为如何以最大的社会福利有效达到科学目标，即从成本-收益分析转变为福利-有效性分析。笔者同时构建了人均GDP、社会公平性及碳排放三目标耦合的新社会福利函数，对碳排放空间进行贴现，从跨期的视角在实现每期社会福利最大化的基础上实现科学能源转型目标。
本书让读者了解碳价格与能源转型的关系。第6章笔者在梳理世界主要国家和中国试点碳市场碳价格走势的基础上，分析了中国试点碳市场碳价格的影响因素，并进一步结合集成经验模态分解模型（EEMD）和中国能源动态一般均衡（CHINAGEM-E）模型分别预测了基准情景和“2060碳中和情景”下中国2021～2060年碳价格区间走势。最后分析了碳价格与能源转型的关系。
在本书编写过程中，张继宏、李锴、谭秀杰讨论确定了框架设计，齐绍洲教授给出了整体修改意见与建议，张继宏负责最终的修改与统稿工作。其中第1章、第6章由谭秀杰、程师翰、杨芷萱编写；第2章、第4章由李锴、周朝波、王卓亚、段博慧、欧阳泽宇编写；第3章、第5章由张继宏、陈豪、郑晓威编写。此外，李慧娟、李晓慧、沈昂星、王子辰与赵清华承担了校对及文献梳理工作。
走向碳中和对所有人来说都是一个长期的学习过程，能源转型也不是一朝一夕可以实现的。由于水平和时间有限，本书难免存在疏漏之处，希望广大读者给予批评与指正。让我们共同努力，助力实现美丽中国梦！

编著者
2023年1月

本书通过梳理国际应对气候变化与能源转型的趋势，分析了典型国家、地区及典型行业代表企业应对气候变化与能源转型的主要经验与政策工具，以期为中国能源转型提供参考。也通过中国的数据实证分析了中国能源转型的驱动因素，同时在碳中和背景下，研究了中国碳排放空间的跨期配置，分析了碳市场价格趋势，最后提出能源企业面临的挑战、机遇与应对措施。
本书聚焦于能源转型，可供能源经济学、环境经济学等专业的高校师生以及能源企业、政策研究者阅读参考。

第1章国际应对气候变化与能源转型趋势001
1.1全球应对气候变化与能源转型历程002
1.1.1全球应对气候变化历程002
1.1.2全球能源转型历程005
1.2国际应对气候变化新趋势007
1.2.1各国纷纷提出碳中和目标008
1.2.2气候峰会促进国际间气候合作014
1.2.3国际减排联盟规模不断壮大017
1.3国际能源转型新趋势020
1.3.1能源转型清洁低碳化020
1.3.2能源转型多元化023
1.4能源转型的主要举措025
1.4.1优化能源结构026
1.4.2提高能源效率028
1.4.3超前部署低碳技术030
1.4.4大力促进气候投融资035

第2章典型国家与地区应对气候变化与能源转型趋势039
2.1欧盟应对气候变化与能源转型040
2.1.1改革排放交易体系（ETS）041
2.1.2制定《欧洲绿色协议》041
2.1.3推动碳边境调节机制立法进程045
2.1.4增强气候适应能力046
2.2美国应对气候变化与能源转型050
2.2.1实施气候新计划051
2.2.2颁布应对气候变化的行政命令052
2.2.3增强国际气候雄心053
2.3日本应对气候变化与能源转型054
2.3.1能源政策设计遵循“3E+S”原则055
2.3.2制定《绿色成长战略》056
2.3.3加强氢社会建设057
2.4金砖国家应对气候变化与能源转型058
2.4.1俄罗斯：大型项目托起的能源转型059
2.4.2南非：政策引导下向风能转型060
2.4.3印度：煤税支持新能源技术发展060
2.4.4巴西：能源治理和规划集中化062

第3章典型企业应对气候变化与能源转型趋势065
3.1英国石油公司应对气候变化与能源转型066
3.1.1英国石油公司的基本概况066
3.1.2英国石油公司的能源转型目标066
3.1.3英国石油公司应对气候变化与能源转型的战略069
3.1.4英国石油公司应对气候变化与能源转型的经验与启示073
3.2新纪元能源应对气候变化与能源转型074
3.2.1新纪元能源的基本概况074
3.2.2新纪元能源应对气候变化与能源转型的主要目标075
3.2.3新纪元能源应对气候变化与能源转型的战略076
3.2.4新纪元能源应对气候变化与能源转型的经验与启示083
3.3安赛乐米塔尔集团（Arcelor Mittal）应对气候变化与能源转型085
3.3.1Arcelor Mittal的基本概况085
3.3.2Arcelor Mittal应对气候变化与能源转型的主要目标086
3.3.3Arcelor Mittal应对气候变化与能源转型的战略086
3.3.4Arcelor Mittal应对气候变化与能源转型的经验与启示091

第4章中国能源转型的驱动因素095
4.1能源转型的评价指标与发展现状096
4.1.1能源转型的评价指标096
4.1.2主要发达国家能源转型的发展现状098
4.1.3中国能源转型的发展现状104
4.2中国能源转型的动力机制及其计量模型构建107
4.2.1能源转型的动力机制107
4.2.2计量模型构建109
4.2.3样本来源及数据说明111
4.3能源转型的动力机制分析115
4.3.1驱动因素的基准分析115
4.3.2基于技术的中介效应117
4.3.3政策的动态效应120
4.3.4不同产权结构的比较123

第5章碳中和目标下中国碳排放空间与能源转型127
5.1国内外对中国碳排放空间预测的比较分析128
5.1.1主要研究方法比较128
5.1.2主要情景比较131
5.1.3研究结果比较134
5.2碳中和目标下中国碳排放空间的动态优化模（CESDOM）构建136
5.2.1情景设计137
5.2.2模型构建143
5.2.3预测结果分析146
5.3碳排放空间约束下的中国能源转型153
5.3.1新型电力系统的构建153
5.3.2构建新型电力系统面临的挑战157
5.3.3构建新型电力系统路径158
5.3.4多元化与低碳化的能源转型路径166

第6章碳中和目标下中国碳价格预测与能源转型175
6.1全球主要碳市场碳价格走势176
6.1.1欧盟全域碳市场碳价格走势176
6.1.2美国区域温室气体减排行动区域碳市场碳价格走势178
6.1.3韩国全国碳市场碳价格走势178
6.1.4中国试点碳市场和全国碳市场碳价格走势179
6.2中国试点碳市场碳价格的分解及影响因素184
6.2.1碳价格的影响因素184
6.2.2分解中国试点碳市场碳价格186
6.2.3中国试点碳市场碳价格的重构及影响因素分析190
6.3碳中和目标下中国碳价格预测194
6.3.1中国碳价格的预测方法194
6.3.2情景设置195
6.3.3中国碳价格的预测结果197
6.4碳价格约束下能源企业的挑战、机遇与应对措施200
6.4.1面临的挑战200
6.4.2面临的机遇203
6.4.3应对措施206

参考文献208