中国碳中和的挑战与机遇

事实上，由于认识到中国在稳定地球气候方面的重要性，许多减缓政策已被引入。其中包括五年计划中规定的强制性能源和碳强度目标。专门侧重于减排的政策也得到了实施，每项政策都被更严格的目标所取代。例如，在2007年成立国家应对气候变化领导委员会，制定国家应对气候变化规划，提出降低能源强度、提高非化石能源比重的目标。紧随其后的是国家适当减缓行动(NAMAs)，以及2015年中国的国家自主贡献预案(INDCs)，后者的目标是到2030年(在2005年的水平上)实现碳强度降低60-65%，并在2030年左右达到排放峰值。

实现这些目标，特别是在2060年之前实现碳中和，需要技术改进和社会经济转型。这些措施包括增加非化石能源的份额，发展负排放技术，以及采取措施从大气中去除碳空气或增加碳汇。实施有效的政策也至关重要，例如开展低碳试点项目，推动“绿色市场”，建立碳排放交易的市场机制。

在这一视角下，我们评估了中国碳排放的现状和减排计划的进展，为未来的脱碳工作提供了基础。首先，我们概述了中国目前的二氧化碳排放状况，以及导致所观察到的变化的因素。随后，我们评估了中国在低碳发展方面取得的成就，并讨论了进一步脱碳的未来前景和挑战，包括在2030年之前达到排放峰值，在2060年之前实现碳中和。最后，我们对未来的研究提出了建议，以促进未来的深度脱碳。除非特别说明，排放是指自始至终的二氧化碳排放。

1970年以前，中国的二氧化碳排放总量<9亿吨，人均排放量约为全球平均水平的四分之一。然而，自20世纪70年代改革开放以来，特别是在2000年加入世界贸易组织(WTO)之后，中国经济的快速增长伴随着二氧化碳的排放(图1a)。实际上，中国的二氧化碳排放量在20世纪70年代年均增长10%，80年代年均增长5%，90年代年均增长3%，2000年代年均增长9%，2010年年均增长3% 。与此同时，人均二氧化碳排放量也有所增加，在2000-2013年期间快速增长，此后趋于稳定(图1b)。同时，碳强度(每GDP的二氧化碳排放量)自1980年以来呈现下降趋势(图1c)。截至2019年，这些关键特征最终导致二氧化碳排放量为10.3亿吨二氧化碳(±13%，置信区间(CI) = 90%)，人均二氧化碳排放量约为7.4亿吨二氧化碳(图1d)。

中国的二氧化碳排放主要来自化石能源和以制造业为基础的工业体系。

煤炭作为主要能源，是工业化和城市化的关键，目前占中国碳排放量的75% (图2a)。事实上，中国被认为是世界上最大的煤炭消费国，每年消耗的煤炭占全球煤炭消费量的一半以上。特别是在过去的几十年里，煤炭消费量激增，尽管2013-2016年期间煤炭消费量相对于碳排放量似乎有所下降，但从2017年到2020年，煤炭消费量每年反弹0.8%。考虑到能源统计中排放因素的广泛范围和不确定性，这种以煤炭为基础的排放结构导致中国碳排放核算具有很大的不确定性(专栏1)。

随着技术、能源和经济结构的区域差异，这种 CO2 排放的部门分解也影响了中国CO2排放的省域分布不均衡。例如，位于工业集群内的省份，如山东和河北，制造业，特别是非金属和金属的生产和冶炼部门的二氧化碳排放量比例较高。化石资源丰富的内陆省份也排放了大量的二氧化碳。

例如，内蒙古的二氧化碳排放量从1997年到2017年增加了6倍，从9700万吨二氧化碳增加到6.39亿吨二氧化碳(图3)；因此，2017年中国前六大排放省，包括东部沿海省份(如山东、江苏和广东)和能源省(如河北、内蒙古和河南)，占全国二氧化碳排放量的40%以上(图3；补充表1)。

然而，区域人均二氧化碳排放量与经济发展并不一定具有很强的耦合性。

例如，2016年粤港澳大湾区城市分别占全国GDP和二氧化碳排放量的13%和4%。同年，其碳强度和人均二氧化碳排放量分别为全国平均水平的29%和73%。相比之下，一些欠发达地区的人均二氧化碳排放量更高。例如，2017年宁夏的人均二氧化碳排放量约为26吨/人，高于美国，几乎是欧盟的四倍。这些欠发达地区的高人均二氧化碳排放量可能与两个因素有关。首先，东部沿海省份通过消耗中西部地区提供的电力和工业原料，将其二氧化碳排放外包给中西部地区。例如，内蒙古约一半的GDP归功于其出口产品，而其30%以上的发电量出口到其他省份。

因此，由于出口产品所包含的碳排放，中西部地区已成为碳净出口国，中国其他地区在2012年从中西部地区外包了超过1.8亿吨的二氧化碳。第二，欠发达地区经济更加依赖能源密集型产业和基础设施建设。例如，2018年山西、内蒙古和宁夏的碳强度分别是北京的6倍、7倍和14倍。

中国二氧化碳排放量的增加可归因于其经济的快速增长和生活水平的提高。1978年至2018年，人均GDP增长导致的排放量比二氧化碳排放的总体变化高176%，完全抵消了能源强度(-79%)和碳强度(-13%)提高的影响。的确，从20世纪70年代末改革开放以来，到2017年，中国国内生产总值增长了30多倍，从20世纪80年代到21世纪初，年均增长率在10%左右。

然而，自2011年以来，经济增速明显放缓，主要原因是经济结构调整，2010年至2010年的平均增速为7.4%。在此期间，二氧化碳排放增长率同时放缓，特别是在2013年至2016年期间，排放量暂时下降。有迹象表明，中国经济进入了以创新驱动发展、优化经济结构、保持中高速增长为特征的“新常态”。因此，对中国来说，将其排放量降至接近零的一个根本挑战是，将其经济增长与二氧化碳排放量的增加脱钩。

出口、投资和消费——被称为中国经济增长的“三驾马车”——也增加了需求侧的二氧化碳排放，但正如现在所讨论的那样，存在很大的时间变化(图2b)。

2001年加入WTO后，出口暂时成为中国排放增长的关键因素，占2002年至2005年年度排放增长的近一半。2001年，以生产为基础的国家二氧化碳排放量的24%归因于出口，并在2008年达到峰值。然而，由于中国在2009年成为世界上最大的出口国，以及相应的国际消费，贸易引起的排放仍占全国总量的相当大比例。例如，2017年，贸易产生的二氧化碳排放量为1.0亿吨，比2000年增加了一倍多，约占同年基于生产的总排放量的十分之一。

中国的贸易排放在2008年左右达到峰值后，其他发展中国家的碳排放迅速增加，尤其是中国劳动和能源密集型产业。例如，中国在全球贸易网络中充当着制成品需求的渠道，尤其是在不断增长的南南贸易(发展中经济体之间的贸易)中。在这种情况下，中国经常从其他发展中国家进口原材料和劳动密集型产品，但出口的主要是机械等制成品。南南贸易的升级和低端制造商从中国向其他发展中国家的重新配置可能会带来额外的全球排放，因为发展中国家的排放强度更高。

中美之间的贸易冲突也给隐含排放量带来了额外的不确定性。2004年和2017年，美国通过贸易分别向中国转移了3亿吨和2.42亿吨二氧化碳。由于这一冲突，对中国产品的需求将不可避免地减少，由此产生的二氧化碳排放量将不可避免地得到调整，但调整到一个未知的水平。此外，贸易冲突可能导致西方国家在全球高科技产业链上的孤立，这可能增加中国向低碳经济转型的难度。

尽管贸易在21世纪初主导了排放，但此后投资成为主要因素(图2b)。固定资产(包括基础设施和房地产经济)的资本投资迅速增长，2000年代和2010年代的年增长率分别为21%和9%。工业材料(钢铁和水泥)和化石能源(来自煤和热电)的消费也相应增加(图2c)。因此，2005年至2007年和2007年至2010年，投资对排放增长的贡献率分别为61%和71%。

这种增长和变化部分归因于政府的刺激方案和干预措施。具体来说，2008年金融危机后，中国推出了4万亿元的刺激计划，鼓励全国范围内的基础设施建设。因此，2009年粗钢产量、水泥产量和能源消耗分别增长了14%、15%和5%，而2008年的增幅分别为3%、5%和3%。因此，2009年二氧化碳排放量增加了8.5%，大大超过2008年观测到的3.3%。由于国家排放量的增加，尽管受到全球金融危机的影响，2008-2009年全球排放量也呈现增长。

另一个例子是，从2014年到2016年，中国中央政府向省级政府批准了新的发电厂项目。这一监管变化引发了火电厂建设的激增，据报道，2014年至2018年期间新增发电容量超过250吉瓦；其中78%的项目是燃煤电厂。这一增长几乎与2018年美国全部燃煤电厂(266吉瓦)相当。

为应对新冠肺炎疫情，中国政府进一步提出了一系列刺激经济增长的项目，投资超过30万亿元人民币(4.5万亿美元)。中国经济随后迅速复苏，到2020年增长2.3%。2020年的年二氧化碳排放量也恢复到与2019年几乎相同的水平。

然而，中国在后疫情时代实现“绿色复苏”，将经济复苏与排放恢复脱钩，这一点至关重要。

自20世纪70年代以来，中国的生活水平大幅提高：截至2017年，人均可支配收入是1978年的22.8倍。

因此，生活方式的转变导致家庭能源消耗和排放急剧增加。例如，2012年，家庭总碳足迹(包括家庭燃料消费的直接排放和家庭商品和服务供应链的间接排放)占全国碳足迹的34%。此外，从1981年到2002年，电力使用和服务部门造成了城市家庭消费所增加的排放量的一半以上。

中国家庭消费的碳足迹表现出很大的空间变异性，这对中国的碳中和提出了挑战。一般来说，城市和富裕地区往往有更大的碳足迹；高收入推动了碳足迹增加的生活方式。例如，东部沿海省份的城市家庭碳足迹相对较高：中国收入最高的前5%人口贡献了近20%的家庭碳足迹总量。也就是说，相当于人均6.4吨二氧化碳的排放量比2012年所有家庭人均1.7吨二氧化碳的排放量高出276%。

此外，在2007年至2012年期间，中国家庭碳足迹的72%来自城市消费。

政府消费也在推动国家排放方面发挥了作用。实际上，从1981年到2002年，政府消费对二氧化碳排放总量的增长贡献了10%。2002年、2007年、2012年和2017年政府消费引起的二氧化碳排放量分别占全国排放总量的7%、5%、5%和6%。

中国现在已经进入了经济发展的“新常态”阶段，从投资驱动型经济转向消费驱动型经济。这一转变可能会改变未来的碳排放，进而影响贸易、投资和家庭消费所反映的人民生活水平改善的贡献之间的平衡。

中国在遏制碳排放方面的一项重大贡献涉及自愿的气候变化承诺。可以说，其中最重要的是NAMAs和ndc，它们的目标是到2020年和2030年分别将2005年的碳强度降低40-45%和65%以上(表1)。为此，中国主要采用了自上而下的行政措施，即将国家目标分配给地方政府。例如，为了实现“十二五”规划(2011-2015年)设定的碳强度降低目标，中央和地方政府关闭了数千家低效电厂和工厂。这些关闭的累积影响相当于减少7.5亿吨煤炭使用量和15亿吨二氧化碳排放量，后者占2010年全球总排放量的5%。

“十三五”规划(2016-2020年)还包括碳强度降低目标，即2020年能源强度和碳强度比2015年分别降低15%和18%(表1)。为实现这一目标，“十三五”规划旨在将中国非化石能源供应份额提高到15%，并对所有燃煤电厂实施超低排放标准。这些目标随后被更新为“十四五”规划(2021-2025)，包括到2025年将碳强度降低18%，将能源强度降低13.5%，将非化石能源占比提高到20%左右(表1)。2020年，中国更新了2030年国家自主贡献目标，旨在将单位GDP碳排放量在2005年的基础上降低65%以上。

在不久的将来，中国经济可能进入“碳中和经济”阶段。倡导低碳生活，加强国际合作，建设绿色“丝绸之路”。

国家目标的实现在很大程度上依赖于区域层面的减排实践。例如，“十三五”规划提出的碳强度降低18%的目标，各省在不同的行政级别设定了不同的目标(补充表2)。因此，各省可能会制定具体的实施方案，以及自己的降低能源强度和提高非化石能源消费份额的目标。此外，每个省可以将其减排目标具体分配给每个城市。通过各城市各自的努力去碳化，可以完全实现各省乃至全国的碳强度降低目标。

2020年标志着几个国家排放控制目标的结束，即NAMAs(旨在将碳强度相对于2005年降低40-45%)和“十三五”规划(旨在将能源强度和碳强度分别降低15%和18%，相对于2015年水平)(表1)。2020年，中国政府宣布NAMAs目标已经实现，并且提前实现：截至2019年，碳强度较2005年下降48.1%，到2020年将上升至48.4%，超过了40-45%的目标。2020年，非化石能源占一次能源消费比重达到15.9%，也实现了这一目标(图4)。

同样，“十三五”规划(2016-2020年)的若干目标也实现了。截至2020年，碳强度比2015年下降18.8%，超额完成18%的目标;非化石能源消费占一次能源消费总量的比重增长到15.9%，超过了15%的目标;同时也实现了增加森林覆盖率和森林蓄积量的目标(图4)。

同样，到2020年，云南的碳强度比2015年下降了25%，超过了到2020年减少18%的目标。这些省份以及北京等其他经济发达地区的总排放量已经在下降，这表明可能会出现排放峰值。

然而，一些省份未能实现其目标，例如内蒙古，其2020年碳强度与2015年相比下降了14%，因此未能实现-17%的目标(图5)。内蒙古反映了具有能源密集型工业的省份，作为整个国家的能源基地。因此，它们在实现目标方面面临更大的挑战，这说明需要协调自下而上的努力，以实现排放目标，同时考虑到不同区域的发展。

提前实现2020年碳强度目标的成功，可归因于气候变化减缓措施的有力实施。扩大产能，提高生产过程中单位生产能源效率，部署和改造低碳技术，都有助于降低单位经济产出的碳强度。这些变化加上非化石能源的增加，使单位国内生产总值二氧化碳排放量在2005年至2013年间下降了28.5%。因此，没有排放超过25亿吨的二氧化碳。行业结构向低碳强度行业的转变(例如，将以制造业为基础的经济转变为以服务业为基础的经济)也有助于中国早日实现2020年碳强度降低目标。

然而，值得注意的是，实现减排目标的一些行动只会促进短期反应。例如，全国范围内的小型、老旧和低效电厂的退役是不可长期持续的。用规模更大、效率更高的发电厂取代这些发电厂确实大大提高了总能源效率，但化石燃料发电的规模扩大只导致能源强度的微小降低。事实上，目前在中国运行的大多数燃煤电厂都是20世纪90年代中期以后建造的大型现代化电厂，设计运行寿命超过30年。

因此，在未来几年内，计划建造大约200座燃煤电厂，加上现有的基础设施，预计在其使用寿命期间将排放约250亿吨二氧化碳，占全球总量的一半。

为了抑制其能源消耗的增长并实现本世纪中叶的碳中和目标，中国需要将其经济从碳密集型制造业转变为以服务业为基础的经济，增加电力最终使用能源的份额，并使其发电脱碳。

能源转型的首要任务是尽早淘汰煤炭(和其他化石燃料)消费，扩大非化石能源供应。2013年的《大气污染防治行动计划》促进了这一转变，在最发达地区(如北京、天津和河北)减少了煤炭消耗，以改善空气质量。此外，2017年，中国政府首次专门提出减少煤电产能，目标是淘汰、暂停和推迟50吉瓦以上的煤电产能。这一战略旨在防止产能过剩，提高煤电的能源效率。如果这些政策和其他政策按照目前的速度执行，中国的煤炭发电量和碳排放量预计将在2027年达到峰值。

然而，实现煤炭的逐步淘汰需要更坚定的行动。事实上，由于能源需求不断增长，煤炭发电装机容量继续增加。例如，到2020年，中国新投产的燃煤电厂占全球的76%(38.4吉瓦)，退役的燃煤电厂占23%(8.6吉瓦)，煤炭装机容量净增加29.8吉瓦。此外，2015年新建的210个煤炭项目(电厂审批权力下放后)、大多数现有燃煤电厂都是在过去15年投入运营的事实以及新冠肺炎疫情后为促进经济增长而批准的煤炭项目，都为中国的煤炭消费和排放达到峰值提供了额外的挑战。如果中国的燃煤电厂有任何未来，它们很可能必须用CCUS进行改造。

然而，据中国电力企业联合会称，中国仍在努力到2030年达到煤炭装机容量的峰值，约为1300吉瓦。尽管这与2030年实现碳排放峰值的目标是一致的，但要实现这一目标，就必须在此后迅速淘汰煤炭。这些变化与政府在“十四五”期间控制燃煤发电项目和限制煤炭消费增长的承诺是一致的。然而，无论是在“十四五”规划期间，还是到2030年，煤炭发电装机容量的目标都尚未正式设定。

随着化石能源的减少，需要相应增加可再生能源，以满足日益增长的能源需求。事实上，到2020年，煤电装机容量的份额首次降至50%以下。“十三五”期间，非化石能源装机容量年均增长13.1%79，实现了非化石能源占比15%的目标(表1)。随着装机容量的持续增长，中国也正在朝着2030年25%的目标迈进。

然而，实现碳中和意味着到2050年非化石燃料必须占能源结构的85%。因此，可再生能源是向碳中和过渡的核心，因为它们具有巨大的资源潜力、低碳排放或零碳排放以及不断下降的成本。中国的目标是到2030年将风能和太阳能发电装机容量增加到1200吉瓦以上，需要10%左右的复合年增长率。此外，为了实现《巴黎协定》，中国需要到2050年风电装机容量达到1500-2600吉瓦，太阳能装机容量达到2200-2800吉瓦，大约是2020年装机容量的10倍。如此大规模的可再生能源扩张需要从根本上改变能源基础设施，如存储和传输，并要求能源市场将可再生能源的高渗透率与电网相结合。

因此，核能可能成为必要的非化石能源发展的基础。2007年，中国发布了《核电中长期发展规划(2005-2020年)》，目标是到2020年将核电装机容量提高到58吉瓦，但目前只实现了50吉瓦。“十四五”规划提出，新增核电装机容量20吉瓦，与2025年核电装机容量70吉瓦的目标保持一致。到2050年，估计核能发电将贡献120-500吉瓦。如此大的范围造成了一个巨大的缺口，否则在低核情景下，将需要太阳能、风能或CCUS来填补。

由于技术、资源、成本、政策和市场竞争的综合影响，实现碳峰值和碳中和目标的途径变得复杂。例如，可再生能源和储能的成本显著下降。如果这一趋势继续下去，到2030年，中国62%的电力将来自非化石能源，成本将比一切照旧低11%。此外，不同的过渡途径产生类似的碳减排结果，但可能对能源经济、水和土地资源以及潜在的环境污染和人类健康产生不同的影响。建筑、运输和工业等消耗能源的部门在填补碳减排差距方面也发挥着至关重要的作用。因此，在向清洁能源过渡的另一方面，采用技术、改变人类行为以及提高能源效率和限制需求的政策措施同样重要。

尽管存在成本、技术挑战和对减缓气候变化的实际贡献等方面的担忧，但CCUS还是为负排放提供了最重要的技术之一。例如，中国的潜在二氧化碳储存能力估计为1,800至3,000 Gt CO2，比目前的年二氧化碳排放量(约10 Gt CO2)高出数百倍。因此，中国从“十二五”规划开始推进CCUS试点。

然而，我们注意到，目前的CCS设施正在捕获来自化石燃料燃烧(如燃煤电厂)或化石/矿物过程排放(如熟料生产和众多石化过程)的二氧化碳排放，将其降低到较低甚至接近零的水平。负排放只有通过结合CCS的生物能源燃烧或通过其他从生物源而非化石源捕获二氧化碳排放的方法才能实现。在中国，生物能源燃烧与CCS的应用还有一段路要走。因此，为了在中国的碳中和中发挥更重要的作用，CCUS技术必须迅速发展，CCS和生物能源燃烧与CCS设施都需要尽快大规模部署。否则，CCUS对中国在2060年之前实现碳中和的贡献可能微乎其微。

水泥碳化是较少讨论的负排放技术之一，具有相当大的碳吸收潜力。据估计，从1930年到2019年，中国的累计碳汇约为62亿吨二氧化碳。因此，改善水泥和其他碱性固体废物的风化性已成为减少排放的主要途径之一。回收建筑材料不仅会大大增加水泥材料的碳化，而且还可能将建筑行业的能源强度降低90%。因此，为了实现2060年的净零排放目标，中国必须100%回收其建筑材料和工业副产品，最理想的是到2030年。其他CCUS技术也可以通过生物量的再循环和能源和材料的级联利用加以改进。制定和实施相应的法规和法律，是中央和地方政府的首要任务。

直接空气捕集技术是最重要的负排放技术之一，具有大规模去除CO2的潜力;它们以物理或化学的方式直接吸附空气中的二氧化碳。然而，直接空气捕获技术仍然不成熟，价格昂贵，在中国还没有任何官方文件将其列为有效的努力。

城市一直是中国应对气候变化的主战场，特别是考虑到目前超过60%的人口居住在城市。这些人口产生了全国85%的排放量，预计随着人口和经济的增长，这一排放量将进一步增加。从低碳发展地图来看，制定长期的城市排放清单并进一步确定城市排放增长的驱动因素至关重要。城市一级的能源和排放清单可以采用自下而上的方法或自上而下的方法来编制。然而，不充分的能源统计数据以及不完整的部门和能源类型信息，对编制城市一级的碳减排政策构成了挑战。此外，除了城市边界内基于领土的排放(范围1排放)，城市还严重依赖购买的电力(范围2)和其他相关的跨境能源和材料转移(范围3排放)。一些城市可能严重依赖进口能源和产品来满足他们的消费，但这意味着他们的排放只是转移到其他城市。例如，中国大都市70%的排放与从其他地区进口的产品和服务有关。

各省和各市可以设定有地区特色的二氧化碳减排目标。例如，自2010年以来，中国在7个省80个城市开展了三批低碳发展试点，提出了碳强度降低目标和低碳发展规划，其中包括到2025年达到排放峰值。低碳城市的发展主要是政府政策的推动，而不是公众意识等其他因素，包括设定排放峰值路径、建设近零碳排放区或建立控制排放的评估体系。这些低碳试点取得了实质性进展，包括厦门在内的大多数城市的碳强度都有所下降。然而，从2015年到2019年，在中国36个典型大城市中，只有3个(昆明、深圳和武汉)的排放量达到峰值，而其中8个(北京、佛山、南京、南通、青岛、上海、无锡和厦门)的排放量已经趋于平稳。

市场在加速可再生能源的开发和/或部署方面发挥着至关重要的作用。考虑到中国“绿色市场”的规模和向高附加值经济结构转型的时机，与环保相关的市场改革可能会带来巨大的变化。截至2020年，中国绿色贷款余额达12万亿元人民币(合1.9万亿美元)，已发行绿色债券约1.2万亿元人民币。因此，中国已成为全球第二大绿色债券市场。此外，2020年至2050年，能源产业投资预计将累计达到99-138万亿元。

自2013年以来，中国推出了以市场为基础的国内碳排放交易机制，在七个试点市场(北京、上海、天津、重庆、深圳、广东和湖北)运行。2013年，这七个试点市场的碳排放交易机制交易了约11亿吨二氧化碳，是仅次于欧盟的全球第二大碳排放交易机制。2016年，福建省建立了第8个试点市场。然而，目前的排放交易配额相当小(占总排放量的不到1%)，显示出未来的巨大潜力。

中国随后于2017年启动了建立全国碳排放交易体系的计划。该计划最初始于电力行业，并计划扩展到七个主要行业，使其成为全球最大的排放交易计划。2020年，中国生态环境部起草了全国碳排放权交易计划细则，进一步推动碳排放权交易计划从试点地区向全国其他地区推广。到2030年，低碳项目的资金需求可能超过2万亿元。截至目前，中国的二氧化碳交易总量已超过4亿吨，是全球第二大碳配额交易市场。然而，目前的限额与交易制度只适用于电力公司。因此，这一方案需要进一步发展和调整。例如，“十四五”规划提出的钢铁行业总量控制与交易体系目前正在讨论中。作为一项国家环境战略，中国计划对其他主要的碳排放行业，如黑色金属和有色金属冶金、建筑、化工生产和航空服务等，实行更多的排放上限。更重要的是，未来的限额与交易体系应该考虑建立碳信用机制，比如为负碳排放授予的机制，从而引发更多自下而上增加碳吸收的项目。一个成功的限额与交易计划需要可靠的碳数据、透明的碳市场和公平的信用分配。自2021年7月起，全国范围内的碳市场启动，目前仍仅涉及电力公司。

作为世界上最大的碳排放国，中国的碳排放量占全球总量的28%，自2012年以来超过了美国和欧洲的总和。碳排放增长最快的时期是2000年至2013年，随后增长短暂停滞，自2016年以来缓慢反弹。

中国80%的碳排放来自发电和工业，因为其快速的工业化、城市化和全球化是由煤炭主导的能源系统驱动的。中国采取了低碳经济发展战略。节约能源、使用可再生能源和开展低碳试点的努力，特别是自2005年以来，促进了低碳增长，从而弯曲了排放曲线。的确，随着可再生能源发电，特别是水力、风能和太阳能的大规模部署，化石燃料的份额已达到历史最低水平，煤炭消费已趋于稳定。

截至2020年，碳强度比2015年下降18.8%，非化石能源消费占一次能源消费总量的比重提高到15.9%，森林蓄积量增加到175亿立方米以上，分别超过了18%、15%和165亿立方米的目标。中国还计划到2060年实现碳中和，使中国准备好在经济脱碳和全球气候治理方面发挥全球领导作用。从2030年的碳排放峰值到2060年，中国实现碳中和的时间最短(补充表3)，需要的减排力度最大。中国的低碳发展路线图已经提出，强调电力部门在实现净零排放或接近零排放方面的主要作用。国家层面确定了几个关键步骤，包括“十四五”规划中碳减排目标的制定、中国未来碳减排路径的明确、“十四五”规划中绿色金融规划的制定等。这些战略包括将经济复苏计划纳入绿色建筑、可再生能源等绿色产业的培育，支持绿色技术的开发和推广，推动零碳排放区建设。

实现国家2060年碳中和目标的里程碑包括：建立覆盖所有部门的全面限额与交易体系，实现植树造林、回收利用和CCUS的负排放；100%回收建筑材料和工业副产品；在升温控制在1.5°C和2°C的情况下，到2050年实现非化石能源占一次能源消费比重达到70%或85%的目标；并为剩余的基于化石燃料的锅炉和工厂开发一个完整的CCUS。这些方面的具体进展将有助于实现中国在2060年前实现碳中和的承诺。然而，鉴于世界经济和技术突破的不确定性，理解碳排放的趋势和轨迹仍然具有挑战性。

为了在2060年之前实现净零排放，中国需要迎接一个充满机遇和挑战的时代。首先，中国的二氧化碳排放必须与经济增长脱钩。其次，鉴于居民消费和基础设施投资的快速扩张，减少需求侧(或消费侧)的排放对于实现碳中和目标和经济增长目标仍然至关重要。第三，煤炭仍然是中国的主要能源。在可再生能源技术的大规模应用以及煤炭清洁利用技术取得突破之前，中国仍然需要在煤炭淘汰、成本和能源安全之间找到平衡。第四，中国作为一个发展中国家，在一些技术研发和创新方面还比较落后，给产业升级乃至经济结构调整带来了挑战。突破实现全球碳中和的技术，特别是负排放技术，对国际合作至关重要。最后，目前的减排努力主要是对中央政府自上而下政策的回应。我们需要采取措施，鼓励更广泛的自下而上的努力，例如为排放上限设定地方减排目标，完善碳交易计划，促进向碳中和的公正过渡，以及动员社区和社会。

同时，碳中和带来的机遇也将引发根本性的变革。一条实现净零排放的绿色道路将促进中国的可持续和高质量发展，特别是在后新冠时代。将碳中和纳入国民经济社会发展规划，将加快产业结构和能源结构的优化和绿色升级，促进低碳产业新技术的发展。这些挑战也创造了巨大的机遇。由于中国拥有世界上最大的风能、太阳能和水力发电装机容量，中国完全有能力成为绿色技术的领先制造商。这些能力有助于中国各行业转型升级，并在绿色产业中创造更多就业机会。此外，实现净零排放将有利于空气质量和人类健康。例如，提高非电力工业部门的能源强度可以帮助中国减少18-50%的二氧化碳排放量，同时减少二氧化硫、氮氧化物和颗粒物。

为了解决其他贡献者带来的挑战，关键技术领域，如储能、氢甚至核聚变，预计将在未来几十年内以合理的成本成熟。同时，明确的长期战略角色、和谐的监管标准体系和成熟的大规模安全使用的商业实践将是这些技术大规模应用的关键。数字技术也有望彻底改变能源系统的需求和供应。在能源和经济体系的这一戏剧性转变过程中，在社会成本和政治稳定方面面临着巨大挑战，这将产生大规模的赢家和输家。通往净零排放的道路将引发经济和社会各个方面自上而下的深刻改革。社会科学和行为科学的研究尚未对碳中和行动将引发的巨大社会转型给予太多关注。