編者按

讓我們來暢想一個2050年的碳中和世界:走出家門,城市中的汽車變少了,人們出行更多選用便捷綠色的公共交通。穿梭于城市大街小巷的是沒有尾氣排放的電動汽車,甚至還有氫燃料汽車。鋼鐵中有相當部分以氫氣煉制,而氫氣則完全由綠色能源電解水生產而成;大漠戈壁建起了成排的集中式光伏發電站,廣袤草原上成排的風機為農村、也通過特高壓輸配電網向遠方的城市送去光明;城市建筑屋頂上、道路兩旁電燈上是各式各樣的分布式光伏和儲能裝置,千家萬戶的輸配電系統彼此相連、互相支持……實現這樣的愿景,也意味著到2030年全球人為造成的二氧化碳凈排放量將較2010年降低約45%,到2050年達到“凈零排放”,面對目標與時間的雙重挑戰,碳中和轉型的道路亟待開啟。

碳中和是值得全人類共同奮斗的目標,各國已紛紛開展多項具體的研究與落地工作。歐盟委員會公布《歐洲氣候法》草案,決定以立法的形式明確2050年實現碳中和的目標;美國宣布重返《巴黎協定》;日本、韓國等國也紛紛在近期就碳中和給予承諾;2020年,中國在第七十五屆聯合國大會一般性辯論中率先提出了“碳達峰、碳中和”目標。在此關鍵節點上,麥肯錫在中國區正式啟動中國大規模碳中和轉型研究公益項目,借助麥肯錫全球可持續發展研究的豐富經驗,結合對中國社會、行業和企業的全面理解和深刻洞見,投入十億級美元資源,動員全球百余人知識力量,開展橫跨各大主要工業板塊的碳中和轉型趨勢、對策和技術研究,希望能為中國早日達成碳中和目標略盡綿力。

本文是“中國加速邁向碳中和”系列文章的開篇之作,接下來我們將陸續發布一系列文章以餮讀者,內容涵蓋鋼鐵、煤化工、水泥、油氣、電力等行業,涉及脫碳路徑剖析、新興技術研討、投資成本預測、國際實踐分享等眾多主題,也會探究傳統脫碳工藝革新、碳捕集利用與封存(CCUS)、氫能等新型脫碳技術的最新趨勢。在我們持續推進此項研究的過程中,非常歡迎各界專家同仁不吝賜教,在留言區提出寶貴意見,您也可直接與團隊取得聯系。我們期待與社會各界共同推進綠色中國碳中和轉型之路。

實現2060年凈零目標,未來十年是制勝關鍵

第一次工業革命以來,人類的碳排放已使氣候變暖風險累積到了“積重難返”的程度,遏制進一步升溫至關重要。在2018年,全球平均氣溫較前工業化時代(1850-1900年的平均值)上升了約1.0℃。中國是受到全球氣候變化影響最大的國家之一,1901-2018年地表年平均氣溫已上升了1.5℃ ,預計到2100年將上升4.8℃。中國也是主要的二氧化碳排放國,自2004年以來,中國的碳足跡一直保持世界第一。2017年,中國二氧化碳排放量占全球總量的28.3%。

氣候變化可能會對社會經濟系統造成災難性影響。根據麥肯錫全球研究院(MGI)分析,氣候變化將直接影響宜居性與宜業性、糧食系統、實物資產、基礎設施服務以及自然資本。到2030年,中國可能有1,000至4,500萬人面臨極端高溫和致命熱浪的威脅;到2050年,該數字會攀升至1.1至2.5億人。全球氣候變暖導致格陵蘭冰原、南極冰蓋以及山地冰川加速融化,進而致使海平面上升、臺風的強度和頻率增加以及降雨增多,加劇沿海地區風暴潮、海岸侵蝕、洪澇、泥石流等災害風險。若要避免氣候變化帶來的最嚴重沖擊,氣溫上升須被控制在1.5℃內。

要實現這一目標,就必須根本性地改變現狀,迅速地以空前幅度減少二氧化碳、甲烷、一氧化氮等諸多溫室氣體排放。為應對時代危機,麥肯錫全球可持續發展研究團隊歷時兩年打造了以將全球升溫控制在1.5℃以內為目標的減碳路徑模型,并得出至2050年全球二氧化碳排放量需控制在5,700億噸以內的結論。在各轉型路徑中,我們認為最可行的當屬未來十年減排速度較快的“有序轉型”路徑,這意味著截至2030年全球需減少50%~55%的排放量,破局就在未來十年

中國的減排行動已大幕開啟。碳中和目標已經被納入“十四五”規劃建議,并在2020年12月召開的中央經濟工作會議上被作為2021年的重要任務進行部署。在實現碳中和的諸多路徑中,如何選擇并搭建具體執行過程至關重要,這也涉及行業、社會、企業、民眾之間的相互關聯和影響,其整體協同水平會直接影響措施的落地效果和凈零目標的達成進度。

學界業界多家機構也已積極開展中國低碳發展的路徑調研工作,行業研究機構、院校、企業的碳中和研究百花齊放、各有所長,有些聚焦宏觀經濟規劃,有些則更關注具體實施技術。麥肯錫致力于在2050年愿景的指引下,研究搭建一條充分考量技術發展、商業模式與社會效益的平衡路徑,以有效推動各階段的碳中和轉型事業發展,構建中國的零碳聯盟。同時,我們也充分意識到,要在2060年甚至更早實現碳中和,勢必需要盡早達到碳峰值,越早制定明確且有共識的路徑圖,后續達成目標的可能性就越高,所需資源和經費也就越可控。所以,未來十年將是中國擴大脫碳規模、成功實踐碳中和的關鍵破局期

中國產業碳中和轉型路徑概述

據麥肯錫團隊測算,工業排放約占中國目前總排放量的40%,工業產業也是中國最大的碳排放源,必將面臨脫碳大環境的短期沖擊與長期轉型挑戰。我們對鋼鐵、煤化工、水泥、油氣、電力、新興能源等重點板塊開展研究,試圖在碳中和目標、產業轉型、社會變革、需求升級等各驅動力之間,尋找到能夠為社會、政府、行業、企業和民眾等各方接受的優化路徑與方案抓手。

鋼鐵:當前中國鋼鐵行業的碳排放量相當于17億噸二氧化碳當量,在升溫不超過1.5℃的情境下,到2050年需減排98%。在我們的分析中,鋼鐵企業需要因地制宜,在能效變革、廢鋼再利用、碳捕捉技術和氫能煉鋼技術中選擇合適的脫碳抓手,不同區域也可建立脫碳自循環。碳捕捉與氫能煉鋼等新興技術的商業化進展能否有效彌補減排缺口,將是未來一大挑戰。

煤化工:煤化工行業在2015年約占中國碳排放量的10%。因為資源稟賦,相比其他國家,中國的化工行業更多使用高碳排的煤炭。根據麥肯錫分析,為達成升溫不超過1.5℃的目標,化工行業需要在2050年前將碳排降低90%以上。在需求降低、原料煤耗減少、燃料電氣化、碳捕捉技術和電解制氫等脫碳抓手中,煤化工的最佳招數組合有進一步探討空間。鑒于資源有限和利潤縮減,行業可能需要外部推動力來為減碳舉措提供激勵。

水泥:當前水泥產業每年約產生17億噸二氧化碳當量,在升溫不超過1.5℃的情景下,到2050年需減排71%。在水泥產業的減碳抓手中,能效提升與替代燃料是兩大無悔舉措,但更大的貢獻來自于城市化放緩以及替代建筑材料技術出現所帶來的需求下降。若要確保實現1.5℃情景,則需要超百億美元的資本支出,政府與業界能否持續投入會是路徑通達的挑戰。

油氣:在升溫不超過1.5℃的情景下,油氣全生命周期須在2050年減少95%的溫室氣體排放。疫情和低油價為油氣行業敲響了一記警鐘,也吹響了加快能源轉型的號角。從長期需求來看,全球電氣化與可再生能源的發展會進一步降低油氣需求,我們也掃描了能效提升、電氣化、碳捕捉與天然氣替代等諸多脫碳抓手,描繪了中國的油氣減排軌跡。針對石油化工排放,我們錨定了三種區域脫碳類型及各自路徑。油氣企業如何由傳統油氣資產基底轉型構建適配的組織結構與業務模式,以及政府如何提供投資端與成本端的激勵,也是亟需探討的重要問題。

電力:電力脫碳是所有行業脫碳的基石。為實現2060年凈零排放目標,電力行業需在2050年實現零碳排放。根據麥肯錫電力模型測算,中國電力系統即將發生發電裝機容量和發電量顯著增加、電力結構由燃煤發電轉向可再生能源兩大關鍵變革,隨之而來的是系統靈活性管理、燃煤電廠逐步淘汰、太陽能與風能成本降低等落地實施挑戰。我們正在積極研究電力行業由煤炭到清潔能源轉型換檔的臨界點,并開展平衡用電需求、電氣化程度提升與電力脫碳壓力等各方利益路徑的深度研究,希望就電力脫碳瓶頸與業界各方持續交流碰撞。

新興脫碳技術:我們發現,即使各產業使用最優化的生產工藝和最先進的生產技術,仍有部分脫碳缺口需要使用頗為激進的新型脫碳技術來實現。在我們的測算中,到2050年需要新興技術來彌補的脫碳缺口可高達33%。以碳捕集、利用與封存技術為例,由于經濟效益與減排成本限制,各方尚未就如何搭建基礎設施與生態圈達成共識。我們從目標深度拆解、商業監管機制、跨界生態打造等維度探討了推動技術早日實現的關鍵條件,也充分意識到技術不是行業脫碳的最佳替代品,脫碳事業仍有賴供需兩端的共同努力。

中國走向碳中和轉型之路,仍須應對重重挑戰。第一,由于缺少經驗佐證用例,企業自主探索脫碳成本較高,缺乏持續投資研發的動力。第二,巨大的脫碳缺口帶來了高昂的脫碳成本,企業在財務表現及績效壓力下自主應用新型脫碳技術的動力不足,需要補貼、稅收優惠等進一步的政策支持。第三,由于各方未統一利益,脫碳舉措尚未走出囚徒困境,企業自主開展脫碳行動將承受短期成本壓力,此時若遭遇對手低價搶占市場,最終可能造成價值雙輸。成功實現中國脫碳轉型,不僅需要在認識上警醒,更亟待在行動上落實,自上而下形成從中央到地方,再到行業協會、企業乃至投資者的合力,以構建“零碳社會”。然而挑戰和機遇總是相伴相生,變革會催生新技術和新產業,從而帶來新的增長動力和潛在商機。雖然未來道阻且長,我們相信中國可以把握時機,成為碳中和領域真正的領袖。

結束語

實現“零碳中國 ”,需要未來十年持之以恒的關鍵舉措與實際行動。我們認為,碳中和轉型早已不是“可選項”,而是如箭在弦的“必選項”。我們希望通過即將推出的一系列文章為盡快落實碳中和轉型提供思路和洞見,觸發更多思維激蕩和觀點碰撞,與社會各界協力構建零碳社區,推動各方共同努力實現深度變革。

在近期的一系列微信推文中,我們將就重點產業脫碳(包括鋼鐵、煤化工、水泥、油氣產業等)、電力行業脫碳及新型脫碳技術(碳捕集利用與封存、氫能等)展開深度論述。歡迎行業同仁在留言區與我們交流觀點,或直接與團隊取得聯系。

作者介紹

華強森(Jonathan Woetzel)為麥肯錫資深全球董事合伙人及麥肯錫全球研究院聯席院長,常駐上海分公司;
許浩為麥肯錫全球董事合伙人,常駐北京分公司;
汪小帆為麥肯錫全球董事合伙人,常駐上海分公司;
全亮為麥肯錫全球副董事合伙人,常駐上海分公司;
廖緒昌為麥肯錫資深項目經理,常駐香港分公司。

本文作者感謝馮梓君、高雅、黃逸楠、李雅婷、廖建凱、林天惠、盧奕丞、謝瑢、姚宇涵、葉婧文、于冰清、袁子葳、張明亮、趙佳茵對本文的貢獻。(排名按照姓氏順序)