双碳目标的挑战与汽车产业的应对策略

2021-07-02 10:42

碳排放是一个全球性的重大议题，受到各国政府和各个行业的广泛关注。中国也已提出了力争于2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。对于中国汽车产业来说，碳达峰尤其是碳中和目标意味着空前的机遇和挑战，需要我们站在人类可持续发展的战略高度，加快推进产业低碳化和脱碳化进程。在此，与各位分享我的一些研究和思考。

科学认识气候变化与双碳目标的关系

我认为，讨论碳达峰和碳中和（即双碳目标）的前提是，我们必须科学认识全球气候变化及其与双碳目标的关系。

截至目前，全球已有数以千计的专家学者用各种科学证据证明了地球气候变暖是真实存在的。需要强调的是，气候变暖是全面波及地球大气圈、水圈、冰冻圈、生态圈等的气候系统的整体性改变。上述各个要素都在发生变化，且变化的速度和强度还在增长，其深远影响远超人们的想象。在很多人的印象中，气候变暖带来的后果就是海平面升高，其实远不只是如此。例如气候变暖引发冰冻圈融化，可能导致上亿年前的微生物病毒被释放出来。因此，气候变暖是事关人类未来生存与发展的根本性问题。如果对此掩耳盗铃，那就无法真正意识到双碳目标的战略意义。

目前全球已经基本达成共识：人类碳排放的激增是导致全球气候变暖的主要原因，而碳中和的概念就是为了控制全球气温升高而提出的。从这个意义上讲，碳中和不是一道选答题，而是一道必答题。同时，碳中和作为非常重大的现实议题，还有很多前沿理论和创新实践问题有待解决。例如如何充分定义各种温室气体，以及明确二氧化碳在温室气体中的占比和影响等。最后，实现碳中和目标必须立足于科学应对气候变化的基础之上。

总体而言，实现碳中和是整个人类社会正在进行的一场全面深刻的系统性变革，涉及到能源生产使用、产业结构、工业基础、农业生产、交通运输、城乡建设以及百姓生活方式等方方面面、角角落落。由于站位和视角各异，大家对于双碳目标很容易出现“仁者见仁、智者见智”的不同观点和态度。而我认为，达成双碳目标既是环境问题，也是发展问题，更是人类存续方式选择的大问题，这应该成为我们开展所有相关工作的根本出发点。

碳达峰和碳中和将深刻改变整个世界

当前，碳达峰和碳中和作为立体式、系统性、全球性的重大议题，已在全球范围内达成共识。人类对于不断减少碳排放直至实现碳中和的追求，意味着传统工业时代的落幕，同时也意味着新的绿色发展时代的开启。

需要指出的是，各国所处的发展阶段各不相同，但都需要面向碳中和做出自身的努力，这样全球温升控制目标才有望实现。也就是说，一国当前的发展阶段既非提出碳中和战略的必要条件，也非充分条件。对于中国而言，尽管我们仍处于发展中阶段，但今后必须遵循低碳乃至脱碳发展模式，既要“金山银山”，也要“绿水青山”，以绿色发展方式实现经济可持续增长，而不能再走“先污染、后治理”的老路，这无疑给我们带来了异常严峻的挑战。不过另一方面，我们也要认识到，面向碳中和目标，发展中国家是有一定后发优势的。以中国为例，众所周知，我国经济发展远未饱和，今后GDP增量可以直接按照碳中和的方式实现；而发达国家的经济体系已经基本定型，后续脱碳转型的成本将会更高。从这个角度来看，碳中和其实也给我们带来了宝贵的历史机遇。

如前所述，碳达峰和碳中和既关乎人类的生态环境问题，包括海平面上升、极端气候频发等；也关乎人类的经济发展问题，包括碳排放权、碳关税、经济增长方式等。生态环境与经济发展相互协调、互相作用，最终将会深刻地改变整个世界。

在此前景下，首先，各国必将围绕碳中和展开新一轮的技术竞争和经济博弈，从而重塑世界政治经济格局。其次，碳中和涉及整个经济体系的全面深度转型，这将是高度复杂的国家系统工程。最后，碳中和目标的落实将在不同的国家、区域、行业以及时间等维度上带来机遇、挑战，形成就业能力与发展水平的严重错位。一些行业和地区将因此逐渐趋于没落，出现传统产能与人才的相对过剩；另一些行业和地区则将蓬勃发展，并诞生新的产业，从而产生全新的人才和能力需求。比如一些化石能源丰富的省份将面临巨大的转型挑战，而太阳能、风能富集的西部地区则有望迎来全新的发展机遇。对于地方政府、企业以及个人来说，这些都是必须认真审视和思考的战略性问题。

由此可见，双碳目标是事关整个社会体系的全球性问题，我们应该站在人类可持续发展的战略高度予以看待和解决，并努力抓住这个不容有失的历史性重大机遇。

碳中和将改变人类的生产生活方式

如果说碳基的化石能源是当前人类文明的基础，那么未来碳中和将翻开人类文明的新篇章。

从能源的角度看，能源供给端要实现脱碳化，化石燃料将被全面替代，可再生能源的比例将大幅提升。与此同时，能源消费端也要加速转变，未来必须形成以清洁电力为主的能源消费格局。

从产业的角度看，碳中和将加速产业结构的调整与优化。具体来说，一是驱动相关的技术升级与模式创新；二是导致高能耗产业及产能的扩张受到抑制；三是促使数字经济、高科技产业及服务业成为发展重点。

从企业的角度看，企业核心竞争力将发生改变，低碳制造和低碳产品成为企业赢得竞争优势的必备能力。同时，企业的发展理念及业态也将发生改变，必须进行产品全生命周期的低碳运营，不仅要考虑产品使用过程中的碳排放，也要考虑产品生产过程中的碳排放，还要考虑产品全生命周期中所用能源的碳排放。未来碳配额管理将是企业有效运营的基础，高碳的企业必须花费大量资金来购买碳排放额度，甚至可能因此失去参与竞争的资格。预计未来低碳将成为国际上新的经济准则和贸易壁垒，高碳输出的企业将被直接拒之门外。

从社会的角度看，人类的生产和生活方式都将发生根本性改变，全社会需要培育低碳文化，我们每个人都应具备低碳意识，开启绿色节约的低碳生活。

对于中国提出双碳目标的认识和思考

过去40年，中国跟随传统工业国家的现代化路径，成功实现了经济的高速增长。然而这种模式带来了日益严重的环境污染问题，已经越来越难以为继。未来我们必须向低碳乃至脱碳经济转型，才能实现国民经济的可持续发展。

或许有人担心，双碳目标会影响中国的工业化进程。在我看来，这种想法还是没有跳出传统思维的框架。事实上，未来可持续的工业化必须也只能是绿色的工业化，因为传统工业化的环境代价是我们无法承受的，也无竞争力可言。

在我看来，碳达峰尤其是碳中和目标的提出，表明中国决心构建低碳及脱碳的新型经济模式，这将是一条全新的现代化之路，也是一个大国为实现可持续发展而做出的战略选择，代表着国家未来的发展方向。尽管在战术上，实现碳中和挑战巨大，但从战略的角度看，实现双碳目标的机遇大于挑战。因此，我们在战略上要倍加珍惜这一历史性机遇，系统思考、科学布局；在战术上要踏踏实实地科学践行绿色发展之路，以期最终抢占低碳科技与经济的全球制高点。

实际上，绿色转型是一场生产和生活方式的自我革命，以2060年实现碳中和目标倒推，今后40年低碳化和脱碳化行动的成败，将决定中国未来能否实现可持续发展以及能否形成相应的核心竞争力。具体来说，其一，碳中和是中国实现能源安全、经济转型和社会转型的内在需求。尽管也面临一些外部压力，但在我看来，内部因素才是中国做出国际承诺的根本考量。其二，碳中和的提出意味着中国决心利用这一契机驱动整个经济基础和本质发生脱胎换骨的改变。其三，如前所述，碳中和代表着中国未来可持续发展的重大战略机遇，以此为契机，中国将重塑国家发展的新范式。

由此来看，中国提出碳达峰尤其是碳中和目标，意味着我们进入了全新的发展阶段，将基于全新的发展理念，谋求构建全新的发展格局。而中国高层实现双碳目标的决心与意志，将有助于自上而下地形成经济及社会低碳转型的共识，并产生强大的推动作用。同时毫无疑问，中国提出并致力于达成双碳目标，也有助于提升国际形象和声誉。

中国实现双碳目标的挑战

作为全球第二大经济体，中国实现双碳目标的任务是非常艰巨的。其挑战可以归纳为“时间紧、任务重”。

先看“时间紧”：中国目前是全球碳排放量最大的国家，同时从碳达峰到碳中和的缓冲时间只有短短30年。而发达国家从碳达峰到碳中和的间隔大都有50-60年。实际上中国提出2060年实现碳中和，超出了国际上很多专家的预期。因为这意味着像中国这样的大国，在碳排放远未达到峰值的发展节点上，必须在40年内实现二氧化碳的增量控制与存量消除，这种挑战在人类历史上是空前的。

再看“任务重”：第一，双碳目标是涉及多领域、多要素的空前复杂的国家系统工程。所谓“牵一发而动全身”，任何环节做不到位或者与其他环节不能有效衔接，都无法最终达成国家目标。因此必须全面思考和统筹推进，采取自上而下战略部署、自下而上战术支撑相结合的方式，有序实施系统性脱碳行动。

第二，高碳经济本身存在发展惯性及技术局限性，要彻底摒弃原有的发展模式绝非易事。目前中国的能源低碳化水平和能源利用效率都相对较低，在短时间内转变经济增长方式难度巨大。与此同时，中国的工业化和城镇化进程都还没有到达顶峰，民生服务需求也尚处于快速增长阶段，未来还需要大量的新增产能及服务来满足日益增长的国计民生需求。而新增生产与服务需要新增能源来提供支撑，这意味着中国既要解决增量能源脱碳替代，同时还要逐步解决存量能源的脱碳替换，其挑战可想而知。

第三，双碳目标的实现还需要兼顾经济发展和社会民生，以牺牲经济增长为代价的低碳转型显然是不可取的，中国必须不断满足14亿人民日益增长的美好生活需要，这既是实施双碳行动的前提，也是达成双碳目标的目的。因此，中国低碳转型的难度可谓超乎想象。

综上，我认为，中国实现双碳目标的本质是科学技术的革新、社会基础设施的再建以及国家发展方式的转变。这不仅涉及到国家能源结构、产业结构和工业基础的同时转型，还涉及到社会基础设施和文化环境的同步转变，是攸关国运的大战略。

碳达峰与碳中和的关系辨析

需要明确的是，碳达峰与碳中和两大目标既有内在关联，又有本质不同。概括来说，碳达峰是碳中和的重要阶段性目标和关键时间节点，而碳中和则是碳达峰之后的终极目标，也是国家发展模式完成彻底转变的根本标志。

图1 中国实现碳达峰和碳中和的过程

中国实现碳达峰和碳中和的过程见图1，从中可以看到双碳目标的差异。应该说，中国实现2030年碳达峰目标的技术难度相对较低，主要采取降碳技术（指降低现有技术的碳排放）并部分采用零碳技术（指采用无碳排放的清洁能源）就能达成；而要实现2060年碳中和的目标，技术难度极高，除了必须把降碳和零碳技术应用到极致之外，还必须采取负碳技术（指捕捉环境中的碳并进行封存或再利用，或通过植树等手段实现自然环境的碳吸收）。通俗地讲，碳达峰只要把“容易的事情”先做完可能就实现了，而碳中和必须把“困难的事情”全都做好，才有可能达标。做个类比，实现双碳目标犹如从一棵果树上摘苹果，把相对容易摘到的苹果摘下来装满筐就“达峰”了；但只有把树上所有的苹果都摘下来，才能“中和”。如果有些苹果实在够不到，那就要把相应的枝杈砍掉，相当于依靠“负碳”的手段来最终解决“中和”的问题。

从图中我们还可以看到：在碳达峰前后，碳排放会逐渐进入一个平稳波动的平台期。碳达峰后在峰值平台上“滞留”时间越长，留给碳中和的时间窗口就越短，后续脱碳的代价也就越高。因此，虽然从时间轴上看，碳达峰一定先于碳中和实现，但在具体行动中，碳达峰与碳中和是相辅相成的，绝不能做好了碳达峰再去做碳中和。我们必须清醒地认识到：碳达峰是碳中和的前提条件，碳达峰时间越早，峰值排放量越低，就越有利于实现碳中和。同时，进入碳排放平台期的时间点应尽可能早于碳达峰，这将有利于推动碳中和技术的产业化实践并加大碳中和的时间窗口。

综上所述，双碳目标的实现难度不可同日而语。碳中和限制了碳达峰的时间和峰值，也从根本上否决了碳达峰“先冲高、再降低”的“取巧”路径。而碳中和约束下的碳达峰将变得更具挑战性，也更加重要。站在当前的时间节点，中国的低碳转型必须充分考虑碳中和，才能合理地规划碳达峰的策略，进而确保在碳达峰之后能够如期实现碳中和。由此我们也就不难理解，为什么碳达峰目标早在2015年就已提出，但在碳中和目标于2020年9月提出后，关于低碳脱碳的讨论和行动才进一步快速升温起来。

实现碳中和的总体策略

针对如何实现碳中和目标，专家学者们已有基本共识，那就是必须从源头减量、能源替代、节能提效、回收利用、工艺改造、碳捕集等六个方面共同努力。以下是我关于碳中和总体策略的一些思考和认识：

首先在方向和原则上，第一，气候问题的广泛性决定了自下而上的减排方式很难实现全球温控指标，自上而下的布局与实施是必然选择；第二，绝不能先实现碳达峰再考虑碳中和，而是要从碳中和的角度约束碳达峰行动，这是我们必须遵循的基本原则；第三，中国碳达峰与碳中和的间隔时间很短，这既意味着挑战巨大，但也意味着我们在尚未被高碳经济模式锁定之际，就可以战略性地布局低碳经济并向脱碳经济发展，这将使中国系统性转型的成本相对较低，并有望在很多方面实现跨越式发展。

其次在范围和方式上，一方面，碳中和不仅体现在生产活动上，还体现在生活方式和价值观念上，在此我想强调的是，生活方式的转变也是实现碳中和的一个重要方面，要努力使全社会都崇尚绿色节约的生活方式；另一方面，今后的经济增量应尽可能基于碳中和技术来实现，以避免后续高碳模式的替换成本。

最后在具体举措上，一要加快供给侧改革，提高可再生能源比例，构建零碳电力为主的新型能源结构，并大力推动储能技术发展与产业布局，以保障电网平衡；二要加强需求侧改革，从工业、交通、建筑等多个领域同时切入，全面推广终端电动化/电气化、源头减排和节能提效；三要改良工业生产全过程，针对各个环节可能产生的碳排放，采取有针对性的原料替换、技术革新、工艺改良以及装备改造。

实现双碳目标的具体路径

实现双碳目标的技术手段可以分为三类：一是降碳。包括能效提升、资源回收、工艺创新以及燃料/原料替代等。降碳主要是技术改进的问题。

二是零碳。如果能源结构始终以碳基化石燃料为主，那么无论如何降碳，都不可能实现碳中和。为此我们必须推进能源脱碳化，包括引入可再生能源、核能和生物质能源等。由此将形成“可再生能源+储能”为主的能源供给体系和“电为主+氢为辅”的终端耗能格局。在此前景下，电和氢将成为未来人类能源的主要载体，两者的“制、储、运、用”将变得日益关键。零碳主要是能源替换的问题。

三是负碳。要最终实现碳中和目标，必须把人类活动中不得不排放的碳进行回收处理，这就是所谓碳汇的概念，主要分为自然碳汇和人工碳汇两种。自然碳汇包括海洋碳汇和农林业碳汇等，即通过海洋及森林等来吸收碳，这种方式成本较低，但潜力有限；而人工碳汇指的是碳捕集/封存/利用技术，这种方式成本较高，技术本身也有待突破，短期内应用空间不大，但长期看却是实现碳中和的关键技术。并且该技术的进步，还将拓展人类使用化石燃料的空间。负碳主要是解决碳回收和碳保存的问题。

由此可知，实现双碳目标的具体路径，短期内主要是“降碳”，中长期一定是“零碳+负碳”。未来碳减排将成为人类社会发展第一层次的问题，而由此带来的成本等相关问题则是第二层次的，必须在脱碳的大前提下予以解决。最终，科技才是实现双碳目标的战略制高点，而相关技术的进步有赖于国家的政策支持和企业的商业模式创新。

需要强调的是，未来中国的双碳达标既要进行增量的替代，同时又要逐步实施存量的替换。在这个过程中，增量的替代主要依靠零碳技术来实现；而存量的替换将依靠降碳、零碳与负碳技术的有效组合，只有供需两端、多个产业齐头并进，才能最终实现碳中和的战略目标。在具体的实践中，增量替代与存量替换带来的减碳效果将不可避免地存在竞争关系。相比之下，短期内增量替代的成本往往高于存量替代，在市场经济规律下势必让企业难以采用。然而如果现在不进行增量替代，后续这部分增量就将成为存量，仍然需要被替换，其社会综合成本只会更高。因此，当前国家应该给予有力的政策优惠和财政补贴，促进增量替代得到最大程度的完成。否则不仅会加大后续实现碳中和目标的压力，还可能丧失宝贵的时间窗口期。

双碳目标对中国汽车产业的严峻挑战

双碳目标广泛影响各行各业，而汽车产业作为制造业中的集大成者，产业链条长、涉及领域广、能源消耗大，并且在国民经济中兼具支柱性和载体性特点，因此其低碳和脱碳转型更具代表意义和重要作用。

相较其他产业，汽车产业实现双碳目标面临三大严峻挑战：

第一，产业规模大，受关注程度高。目前，汽车产业碳排放量在国家总量中的占比已经较高，同时产业发展尚未饱和，在可预期的未来，中国的汽车保有量还将持续增长。目前中国汽车保有量已达2.87亿辆（截至2021年一季度数据），而到2050年，根据我们团队的测算，中国汽车保有量将接近5.5亿辆，这意味着汽车产业增量替代和存量替换的任务都异常艰巨。此外，汽车产业是受关注程度极高的显性产业，汽车产业低碳及脱碳转型的效果将成为中国履行双碳目标国际承诺的“显示器”。

第二，国际经贸机制变化，低碳竞争日趋激烈。当前国际政治经济环境的不确定性不断增强，各国可能会围绕碳排放制定更加严格的贸易政策，形成新的贸易壁垒。诸如碳边境调节机制、碳足迹、碳泄漏等法规，将使“高碳制造、低碳使用”的模式受到限制，进而影响一国产业的国际竞争力。以碳泄漏为例，欧盟目前已在探讨立法，站在全生命周期的视角审视产品的碳排放。随着碳泄漏法等的出台，那些在高碳地区生产的产品，即便使用环节中低碳或零碳，也不会被允许进入相关立法地区销售，或者必须支付高额的碳税。这一点对于在生产环节碳排放相对较高的电动汽车来说，更需要加倍关注。市场环境向低碳化的转变，要求汽车企业必须把低碳制造与低碳产品打造成企业新的核心竞争力，否则可能根本没有资格参与未来的竞争。

第三，汽车产业无法单独解决双碳达标的问题。由于具有高度的关联性，汽车产业只靠自身努力是不可能实现碳中和目标的。唯有跨产业协调发展，才能保证中国汽车产业的持续竞争力。

总之，碳排放量大、受关注度高、显性效果强的汽车产业，极有可能会“被迫”加快实现双碳目标的步伐。对此，我们必须有充分的认识和足够的预期。

双碳目标下汽车产业的应对策略

面对碳达峰尤其是碳中和目标的严峻挑战，汽车产业应当如何有效应对，变压力为动力，圆满完成自身的减碳及脱碳任务并为国家双碳大局做出贡献呢？首先必须明确，在践行双碳目标的漫漫征程中，汽车产业绝不能孤军奋战，而是要与其他相关产业及领域有效协同，因为脱碳是一场系统性的变革。

从产业内部来看，必须通过产业链上下游的联动来实现减碳，包括设计、采购、生产、使用、回收及服务等各个环节，即汽车全产业链条和产品全生命周期的降碳脱碳。从产业外部来看，必须通过跨行业、跨领域的协同来实现脱碳。特别是能源产业要为汽车产业提供零碳的能源，交通产业要为汽车产业提供低碳/零碳的出行应用场景。在此过程中，以碳交易为核心的低碳政策法规体系，将为汽车产业低碳和脱碳转型提供最直接的驱动力和根本的保障。具体如图2所示。

图2 双碳目标下汽车产业的应对策略

由此，汽车产业实现双碳目标的应对策略可以概括为：以车辆全生命周期减碳为核心，以多产业、多领域协同脱碳为基础，最后以负碳技术为补充。

具体来说，在内部联动方面，实现产业全生命周期减碳的措施可归纳为：一是生产减碳，包括能效提升、工艺创新、燃料/原料替代和绿色能源使用等。二是使用减碳，包括节能增效和提高运行效率等，特别是应当提高低碳/零碳产品的使用强度，以稀释其生产过程付出的能耗和排放代价。在这方面电动汽车搭载的电池量“够用就好”并提高车辆的利用率，就是一个典型案例。同时应尽可能延长产品的使用寿命，过去这主要是为了降低成本，而未来则是为了减少生产来降低碳排放。三是回收减碳，包括提升材料的回收与再利用效率、发展循环经济等。材料的回收与再利用意味着原材料生产的减少，这将有效减少原材料生产从矿产开采到加工应用全过程的碳排放。例如动力电池的回收与再利用，就会显著降低电动汽车整体的碳排放。四是供应链减碳，包括材料替换和工艺创新等，前者将从源头上解决上游产业链的碳排放问题，后者将有效降低零部件生产过程中的碳排放。

在外部配合方面，实现多产业、多领域协同脱碳的措施主要包括：一是能源产业的结构优化，不断加大清洁能源的比重，通过应用零碳能源支撑汽车产业的全生命周期脱碳。二是交通产业的结构优化与重新布局，不断丰富低碳/零碳汽车产品的应用场景，并增加其使用强度、提升其运行效率。三是负碳措施的“查漏补缺”，即通过植树造林以及应用碳捕集/封存/利用技术，使汽车产业难以消除的部分碳排放得以中和。

总之，实现碳达峰及碳中和目标，是一项高度复杂、关联广泛的国家系统工程。而汽车产业作为国民经济转型升级的龙头、抓手和载体，在践行双碳目标方面既是首当其冲，更是责无旁贷。未来，汽车产业必须从全生命周期、全产业链条以及全生态系统的高度和广度，与其他相关产业全方位协同努力，向着双碳目标不断迈进，有效支撑全社会早日实现低碳乃至脱碳的历史性转变！

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