统性变革下零碳之路（全文）
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目
录 1.
一场系统性变革 —— 碳中和的经济学内涵与外延
........................... 3
1.1. 一场关乎需求、生产、技术、制度乃至文化的系统性变革
........... 3 1.2. 生产要素重塑：技术拉动投资，资本创造就业
............................... 3 1.3. 跨时空的平衡：国家间、代际间、行业间的公平与发展的平衡
... 7 2.
能源重塑与制度保障 —— 通往碳中和之路
....................................... 9
2.1. 三大挑战：控排保增长、能源高碳化、产业重型化
....................... 9 2.2. 路径解析：三阶段有序推进，重塑能源结构是第一要义
............. 11 2.3. 制度保障：碳交易内生化负外部性，绿色金融支持投融资需求
13
1. 一场系统性变革 —— 碳中和的经济学内涵与外延
我们在碳中和系列报告第一篇中重点讨论了我国提出碳中和的国际背景，以及碳中和主题投资链条的概括梳理。本篇报告，我们从碳中和的经济学理论基础出发，重点讨论我国碳中和之路的挑战、路径与制度保障。
1.1. 一场关乎需求、生产、技术、制度乃至文化的系统性变革 “碳中和”从本质上而言，是一场在既定约束下，关乎需求、生产、技术、制度 乃至文化的系统性变革，是一场各国家、各行业“结伴方能行远”的挑战。如何平衡增长与转型的节奏，如何合理内化碳排放的外部性，如何保持减排与技术创新对企业和居民收入分配的公平性是三大议题。IEA《2020 年全球技术见解》提出能源技术创新主要有政策支持、资本推进、知识管理、市场推动四大部分，正是对应制度、资本、技术、供需的系统性变革。
图 1：碳中和能源创新四大要素 资本推动
知识管理
市场拉动
社会政治
为研究活动不断提供资本的支持，包括：资金、教育和技能 确保新知识的流通和应用，如：知识互联网、专利系统等 激励企业进行创新投资，竞争市场为新产品提供的额外利润 最大化新技术受社会的认可度；最小化创新和社会偏见的差距
政策杠杆提升成功几率 · 与企业、社会 · 为研究人员提 供资金 ·R&D税收激励 · 创业贷款 · 知识产权制度 · 出版自由化 · 国际合作 · 制定环境标准 · 补贴、税费 · 消除准入壁垒 团体进行协商； · 意见调查 · 透明的创新政策过程 实现环境目标 创新“黑箱” 新知识 技术进步 经济繁荣就业景气 提高国际竞争力
数据来源：
IEA ，
1.2. 生产要素重塑：技术拉动投资，资本创造就业
碳中和对于经济活动将产生深远的影响，能够从根本上重塑生产要素：低碳约束倒逼技术升级→技术升级需要资本助力→资本流入创造就业岗位。首先，碳中和 的减排约束将倒逼我国企业进行技术升级，例如：工业技改（电炉钢、余热锅炉、装配式建筑等）、新能源革命（风电、光伏等）、负碳技术（森林碳汇、碳封存）等；其次，技术升级需要资本助力，例如：在工业技改中需要投资兴建电炉、余热锅炉、建筑钢结构等工业设备，在新能源革命中需要投资风电设备、光伏设备、储能电站等新能源设备和新基建，在负碳技术中需要增建人造林来提升碳吸收能力；最后，资本流入创造就业岗位，例如：由于新能源发电和负碳技术属于碳中和催生的新兴行业，未来发展潜力巨大，在这两个方面必然会创造出大量的就业
岗位，而由于高耗能行业的工业技改，这里面也存在大量的结构性就业机会。下面我们分别从工业技改、新能源革命和负碳技术三个方面出发，分别选取一个具有代表性的减排技术进行具体讲述，有助于更深入地理解碳中和对于生产要素的重塑作用。
工业技改：余热回收是工业节能重要方式之一，未来十年，电站余热锅炉市场空间有望超过 500 亿元。余热资源是指在现有条件下可回收利用而未回收利用的能量，被认为是继煤、石油、天然气和水力之后的第五大常规能源。按其来源可分高温烟气余热等六类。这些余热资源可用于发电、驱动机械、加热或制冷等，因而能减少一次能源的消耗，并减轻对环境的热污染。在天然气集中式发电和区域分布式能源项目中，燃机余热锅炉是关键的能量回收装置，不可或缺，根据我们的测算，未来 10 年，仅电站余热锅炉新增市场容量就可达到 500 亿元以上，具备广阔的发展空间。
图 2：我国燃气发电装机容量稳步提升 (万千瓦) (亿千瓦) 10000 2500
9000
8000
2000
7000
6000
1500
5000
2014 2015 2016 2017 2018 2019 燃气发电装机
燃气发电量（右）
1000
数据来源：W ind ，
新能源技术：为实现“碳中和”目标，光伏设备和风电设备装机容量需分别提升至当前的 17 倍和 12 倍，储能行业也将迎来重大发展机遇。据全球能源互联网发 展合作组织估算，中国实现“碳中和”，需要约 35.5 亿千瓦光伏资源量，目前我 国光伏装机量规模约为 2.1 亿千瓦，为满足 2060 年光伏装机容量需求，供给至少 需增长为当前的 17 倍。2021 年 400 余家风能企业代表联合发布的《风能北京宣 言》提出，到 2030 年风电装机至少达到 8 亿千瓦，到 2060 年至少达到 30 亿千 瓦。据国家应对气候变化战略研究所数据，我国当前风电装机容量约 2.5 亿千瓦， 若 2060 年风能装机量按 30 亿千瓦算，是当前风能装机容量的 12 倍。光伏、风电等新能源发电受天气等因素影响，具有间歇性和波动性，需要储能和智慧电网来解决消纳和稳定性问题。储能的形式可能非常多样，除了抽水蓄能之外，还要发展电化学储能，甚至未来氢也能用作重要的储能手段。根据《零碳中国·绿色投资：以实现碳中和为目标的投资机遇》报告，电化学储能的规模将从 2016
年的 189MW 增长到 2050 年的 510GW。
图 3：我国太阳能光伏装机容量加速提升 图 4：我国风电装机容量稳步提升
（万千瓦）
20000
16000
12000
8000
4000
40
30
20
10 （万千瓦）
25000
20000
15000
10000
5000
40
30
20
10
0
0
0 0
装机容量:太阳能光伏:中国 装机容量:太阳能光伏:中国占全球比重 装机容量:风电:中国
装机容量:风电:中国占全球比重
数据来源：W ind ， 数据来源：W ind ，
负碳技术：农林碳汇持续发力，负碳排技术使碳中和成为可能。“十三五”以来，中国加快大规模国土绿化，全面保护天然林，扩大退耕还林还草规模，已累计完成造林 5.29 亿亩，义务植树 116 亿株，森林覆盖率实现 23.04%的目标，森林蓄 积量超过175 亿立方米，草原综合植被盖度达到56%，累计完成防沙治沙任务1000多万公顷。近几次全国森林普查的结果看，新增森林中人工林的占比也越来越高，占 2009~2018 年期间新增森林面积的 83.8%。2020 年 12 月，国家林草局副局长刘东生在国务院新闻办公室举行的新闻发布会上表示，目前“十四五”生态建设主要目标基本确定，力争到 2025 年全国森林覆盖率达到 24.1%，森林蓄积量达到 190 亿立方米，草原综合植被盖度达到 57%，湿地保护率达到 55%，60%可治理沙化土地得到治理。即使到 2050
年以后工业生产过程实现了深度脱碳，但是无法实现完全零碳排，而负碳排技术使得碳中和成为可能，预计碳汇将为我国碳中和贡献 7.0 亿吨的减排量。
图 5：新增森林中人工林占比提高 图 6：森林覆盖率和森林蓄积量目标继续提升
数据来源：W ind ， 数据来源：W ind ，
总体来说，碳中和背景下我国技术升级所需要的投资规模非常庞大，预计至 2050 年需要新增 100 万亿元的相关投资，碳达峰窗口期预计新增 36 万亿元。据清华
（万公顷）
（ ）
30
25
20
15
10 （ ）
1998
2003 2008 森林覆盖率 （亿立方米）
200
160
120
80 2013 2018 2023 森林蓄积量（右轴）
3500
100 3000
80 2500
2000
60 1500
40 1000
20 500
0
0 2003 2009 2018 新增森林 新增人工林 人工林占比（右轴）
大学气候变化与可持续发展研究测算，在我国实现碳排放目标过程中，若以实现 2℃目标为导向转型路径，2020-2050 年能源系统需新增投资约 100 万亿元，约占
每年 GDP 的 1.5-2.0%；若以实现 1.5℃目标为导向转型路径，需新增投资约 138万亿元，超过每年 GDP 的 2.5%。我们认为，2050 年 2℃目标与我国的碳中和目标较为契合，因此其新增投资量具有较好的借鉴意义。为争取实现 2030
年碳达峰目标，我国碳中和引致的新增投资增量较可能呈现前期加速后期减速的节奏，我们预计“十四五”期间碳中和新增投资量 14 万亿，峰值或出现在 2030 年左右， 在 2031 年后逐步下降，碳达峰窗口期预计新增投资 36 万亿元。
图 7：“碳中和”将催生百万亿级固定资产投资
数据来源：清华大学气候变化与可持续发展研究院，
资本的大量流入将进一步创造就业岗位、重塑就业结构。从工业技改、新能源技术、负碳技术三个方面来看，首先，高耗能行业的工业技改对于就业存在结构性的影响，以往粗放式的生产方式被摒弃，取而代之的是较为现代化、数字化的生产模式，这种转变对于员工提出了更高的要求，车间工人的需求将有所降低，而相对技术含量较高的工程师需求则逐步提升。其次，新能源技术和负碳技术的发展将催生大量的就业岗位，由于这两个方面的技术目前仍还处于发展初期，相关行业的产业规模有较大的提升空间，随着技术研发的不断突破和配套基建的逐步完善，新能源、碳吸收、碳储存等行业将为我国新增大量的就业岗位。据欧盟官网预计，到 2050
年，碳中和预计为欧洲创造超百万工作岗位，采矿和冶炼逐步淘汰，被大量低碳岗位取代。另外，据《欧洲技能议程》，欧盟制定数十种规则帮助欧洲工人发展新工作技能，旨在确保工人在这些过渡阶段受益于充分的社会保护。
图 8：欧盟碳中和创造超百万工作岗位 数据来源：欧盟官网，
1.3. 跨时空的平衡：国家间、代际间、行业间的公平与发展的平衡
碳中和关系国家间的公平与发展，需要合理平衡各方利益。碳排放与发展紧密相关，而各国发展阶段不同，对历史与当前及未来的碳排放需求不同，如何公平的分配各国碳排放额度，在保障全球气候安全的前提下，实现各国经济可持续发展，是目前国际气候谈判争论的焦点。目前国际上已有一些机构和学者提出一些碳排放分配的方案，但是对于不同分配方法，发达国家和发展中国家始终难以达成一致。碳排放额度的分配关乎各国的当下发展权益和未来的发展空间，本质上是“发展权”，因此碳排放权的公平分配问题至关重要。
国际社会对“气候公平”主要存在两大主流观点——“平等人权论”和“历史责任论”。《联合国气候变化框架公约》的第一项原则是“共同但有区别的责任”。然而国际社会对“公平”的认知和理解存在差异，因此形成“气候公平”的两大主要观点。“平等人权论”强调每个人都享有平等的碳排放权，因此在碳排放额度制定中，核心观点是将未来全球减排额度按人口均摊；“历史责任论”则强调气候变化风险与工业时期以来的累计碳排放量有直接关系，因此应将不同国家承担的减排任务与其历史排放量挂钩 1 。
除了国家间公平外，碳排放也涉及到代际间的公平问题。碳排放成本与收益的期限不匹配将会在代际之间造成一定的公平问题。显然，碳排放带来的经济增益由当代人获取，但所造成的环境成本却要在几代人之后才能显现；而当代人为减排 所付出的巨大成本与努力需要在几十年甚至几百年后才能产生收益，成本与收益的错配也是世界迈向碳中和的阻碍之一。Rausch
等 2 （2018）人利用代际交叠模型对碳税的代际分配效应进行了分析，结果显示，在碳税开始前出生的一代人受到的影响最小，甚至有一定收益；如果碳税的增长足够缓慢，其对未来人口的影响将逐渐减弱，如果通过降低现有的收入税，也能将碳税的负面福利影响降到最低。从代际公平的角度，碳税值得探索和实施。
1
郑玉琳,翟晓东,马晨晨.从典型碳排放权分配方案探析“气候公平”的发展方向[ J]. 中国环境管理 ,2017,9(04):92-97.
2
Rau sc h S , Y oneza w a H.
The intergenerational incidence of green tax reform[ J] . Climate Change Econom ics , 2018, 9(01): 1840007.
潜在的岗位增长
潜在的岗位减少
采掘业
岗位转型
服务业和能源密集型行业：
没有岗位增加或减少的预期，但是一些岗位将面临转型 建筑业农业
可再生能源行业
碳排放还涉及到同代人之间的公平问题，碳税的累退性会加剧收入不平等问题。碳税是我们在讨论碳中和时常常提到的制度路径之一，碳税能够将温室气体排放的负外部性纳入到市场价格中，从而起到促进减排的作用，但碳税带来的分配效应是导致它在推进过程中受阻的主要原因。Wang 3 等（2016）对已有文献研究的梳理给我们提供了一个相当全面的视角，对于家庭而言，碳税在美国、丹麦、瑞典、法国、英国等高收入国家呈现出累退性，主要原因在于，随着家庭收入的增加，化石燃料消费在家庭收入中所占的比重呈递减趋势，因此，低收入家庭承担了更多的碳税负担，造成了分配的失衡。但碳税对发展中国家家庭的影响目前还没有达成一致的结论，对于我国而言，Jiang
等 4 （2014）以上海家庭为样本的研究表明，碳税在我国也具有累退性，由碳税引发的商品生产成本上升的间接效应对低收入群体的影响是最大的，将导致收入不平等问题的加剧。
图 9：碳税的分配效应
数据来源：Qia n
W 等（2016），。注：实线代表初次分配，虚线代表再分 配。
3
Wang Q,
Hu bacek K,
F eng K,
et al. Distrib utional effec ts
of carbon taxation[ J]. A pplied Energy, 2016, 184: 1123-1131. 4
Jia ng Z, S hao S . Distri butional effec ts
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