中國工程院院士杜院士是應(yīng)用物理、強(qiáng)激光技術(shù)和能源戰(zhàn)略專家。中國工程物理研究院研究員、高級科學(xué)顧問，中國工程院原副院長。1938年生于
省南陽市，原籍開封。1964年畢業(yè)于蘇聯(lián)莫斯科工程物理學(xué)院。曾主持我國核試驗診斷理論和核武器中子學(xué)的精確化研究；曾任國家863計劃激光專家組首席科學(xué)家，是我國新型強(qiáng)激光研究的開創(chuàng)者之一，推動我國新型高能激光技術(shù)跨入世界先進(jìn)行列。主持了中國工程院“中國可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略研究”、“中國能源中長期（2030、2050）發(fā)展戰(zhàn)略研究”、“我國核能發(fā)展的再研究”等我國能源發(fā)展戰(zhàn)略重大咨詢研究項目，現(xiàn)任國家能源專家咨詢委員會副主任。主持研究了中國工程院“應(yīng)對氣候變化的科學(xué)技術(shù)
研究”等重大咨詢研究項目，參與了國家2020、2030低碳發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的論證，現(xiàn)任第三屆國家氣候變化專家委員會名譽(yù)主任。作為中國代表團(tuán)高級顧問先后參加了哥本哈根至巴黎等聯(lián)合國氣候變化大會和國際交流，宣講了中國在應(yīng)對氣候變化方面所做的務(wù)實(shí)行動和艱苦努力。
1997年當(dāng)選為中國工程院院士，2006年當(dāng)選為俄羅斯國家工程科學(xué)院外籍院士，2002年當(dāng)選中國工程院副院長。獲國家科技進(jìn)步特等獎一項、一等獎一項、二等獎兩項，部委級一、二等獎十多項。2000年獲何梁何利科技進(jìn)步獎。
中文發(fā)布本文已進(jìn)行中文發(fā)布，以下為全文。應(yīng)對氣候變化 推動能源革命杜祥琬（中國工程院，
北京100088，中國）摘要：《巴黎協(xié)定》標(biāo)志著全球綠色、低碳發(fā)展進(jìn)入新階段，中國應(yīng)對氣候變化的國際責(zé)任和國內(nèi)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需求高度一致. 本文基于世界典型發(fā)達(dá)國家能源經(jīng)濟(jì)學(xué)數(shù)據(jù)的分析，解讀了我國提出的INDC的合理性，并說明低碳發(fā)展可以通向現(xiàn)代化. 能源革命是中國低碳轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，從五個方面闡述了中國能源低碳轉(zhuǎn)型的路徑. 基于中國工程院課題組的研究，分析了中國能源結(jié)構(gòu)變革的三個歷史階段. 以能源革命推動低碳發(fā)展是一個歷史過程，具有長期性和艱巨性，需要切實(shí)轉(zhuǎn)變觀念、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式. 通過國內(nèi)外的實(shí)證分析，說明發(fā)展和低碳是可以雙贏的，低碳發(fā)展將培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，創(chuàng)造新型發(fā)展道路.
關(guān)鍵詞：氣候變化，巴黎協(xié)定，低碳轉(zhuǎn)型，能源革命
1. 中國應(yīng)對氣候變化的國際責(zé)任和國內(nèi)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需求高度一致
2005年12月，世界195個國家在聯(lián)合國氣候變化巴黎大會（COP21）上一致通過了《巴黎協(xié)定》，對2020年后全球應(yīng)對氣候變化作出了制度性安排. 《巴黎協(xié)定》是在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》的指導(dǎo)下制定的有法律約束力的協(xié)定，是全球應(yīng)對氣候變化行動的新起點(diǎn)，標(biāo)志著全球綠色、低碳發(fā)展進(jìn)入新階段[1，2].《巴黎協(xié)定》進(jìn)一步明確了“共同但有區(qū)別的責(zé)任原則”，通過
減排溫室氣體，把未來的溫升控制在不超過工業(yè)革命前的2 ℃，并努力爭取控制在1.5 ℃；提出到本世紀(jì)下半葉實(shí)現(xiàn)人為活動溫室氣體排放源與吸收匯的平衡，達(dá)到近零排放；2020年后的減排以各國提交的國家自主貢獻(xiàn)（INDC）為基礎(chǔ)，從2023年開始，每五年做一次盤點(diǎn)，評估進(jìn)展情況；將“共區(qū)原則”體現(xiàn)在減緩、適應(yīng)、資金、技術(shù)、能力建設(shè)等要素中，從2020年起，發(fā)達(dá)國家每年要動員1000億美元支持發(fā)展中國家應(yīng)對氣候變化，并從2025年起增加這一金額；各國將以這種“自下而上”加盤點(diǎn)的機(jī)制，加強(qiáng)行動和合作. 這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，必然要求通過能源革命，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)低碳轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和低碳雙贏，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，并控制全球的氣候變化.中國應(yīng)對氣候變化的全球責(zé)任和自身可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在需求高度一致. 在2014年11月中美兩國元首發(fā)表的氣候變化聯(lián)合聲明和2015年我國向聯(lián)合國提交的INDC中，我國提出的四項低碳發(fā)展目標(biāo)為：我國二氧化
碳排放總量2030年左右達(dá)到峰值并爭取盡早達(dá)到峰值；2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%—65%；非化石能源占一次能源消費(fèi)比重2030年達(dá)到20%左右；森林蓄積量2030年比2005年增加45億立方米左右. 與此相應(yīng)，我國頒布了一系列頂層設(shè)計文件，如《“十三五”規(guī)劃綱要》、《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》等，明確了近期的減排目標(biāo)，這既是我國積極務(wù)實(shí)參與全球氣候治理、踐行《巴黎協(xié)定》的實(shí)際體現(xiàn)，也是我國加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)，推動能源革命的必然舉措.
《巴黎協(xié)定》引導(dǎo)的目標(biāo)和方向，是人類創(chuàng)新發(fā)展路徑的成果. 走綠色、低碳之路是一場國際比賽，中國要在這場比賽中不落伍并爭取主動，能源革命是關(guān)鍵. 低碳發(fā)展可以通向現(xiàn)代化嗎？基于世界銀行給出的各典型發(fā)達(dá)國家的能源經(jīng)濟(jì)學(xué)數(shù)據(jù)分析（如圖1所示），可以得到“兩類發(fā)達(dá)國家”的概念：以美國、加拿大為代表的第一類發(fā)達(dá)國家是高耗能、高碳型；而與之顯著不同的是，以歐、日為代表的第二類發(fā)達(dá)國家，是相對低耗能、低碳型[3]. 由此可以得出對中國發(fā)展的四點(diǎn)啟示：中國不能、也不可能沿襲美國這類國家高耗能、高碳的發(fā)展模式；按照所謂的“發(fā)達(dá)國家能耗平均水平”，也將把中國引向比歐、日更耗能、更高碳的“準(zhǔn)美國模式”；第二類發(fā)達(dá)國家（歐、日），已走出了相對低碳的發(fā)展模式，如果參照第二類發(fā)達(dá)國家的模式，中國能耗總量（在2010年基礎(chǔ)上）只有約一倍的增長空間；按照走新型工業(yè)化道理的理念，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，我國理應(yīng)比歐、日更
節(jié)能、更低碳.
可見，不同發(fā)達(dá)國家的發(fā)展經(jīng)驗已經(jīng)證實(shí)，高碳發(fā)展并非通向現(xiàn)代化的必由之路，低碳發(fā)展可以通向現(xiàn)代化. 值得注意的是，按照本世紀(jì)前十年中國的發(fā)展路徑線性外推，將是一種不可持續(xù)、不可接受的高碳慣性情景（圖1黑色點(diǎn)直線示意），中國必須轉(zhuǎn)型發(fā)展，圖1的綠色點(diǎn)曲線就是我國提出的INDC的圖解.
圖 1 世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人均能耗比較圖
2. 中國能源革命的實(shí)質(zhì)是低碳轉(zhuǎn)型
中國能源革命的實(shí)質(zhì)是低碳轉(zhuǎn)型[4]，能源結(jié)構(gòu)的變革將經(jīng)歷“化石能源為主—多元協(xié)調(diào)—非化石能源為主”三個歷史階段.
2.1 節(jié)能提效是中國能源戰(zhàn)略之首
2015年中國單位GDP能耗是世界平均水平是世界平均水平的1.5倍，是典型發(fā)達(dá)國家的數(shù)倍，必須通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、抑制不合理需求、加快技術(shù)進(jìn)步、提高能效標(biāo)準(zhǔn)并改善管理等幾方面，多管齊下節(jié)能提效，實(shí)現(xiàn)“能源總量和強(qiáng)度的雙控”. 能效低、能源強(qiáng)度高的狀況應(yīng)有明顯改觀，爭取提前實(shí)現(xiàn)國家INDC已明確的降低能源強(qiáng)度和
碳強(qiáng)度的目標(biāo). 2020年總能耗應(yīng)可控制在48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以下（2015年為43億噸標(biāo)準(zhǔn)煤）；2030年應(yīng)可控制在55億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右，能源彈性系數(shù)逐步降低，2030年年能耗增長率應(yīng)在1%以下.2.2 逐步減煤
我國煤炭年消耗總量已連續(xù)三年下降，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)增長與煤炭增長的解耦，這是經(jīng)濟(jì)新常態(tài)、能源新常態(tài)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然結(jié)果，也是改善空氣質(zhì)量、治理大氣污染的必然要求. 2030年煤炭在我國一次能源中的占比會降至50%以下.
散燒煤替代是對我國高碳基礎(chǔ)能源必須動的一個大手術(shù). 要結(jié)合地域資源實(shí)際，因地制宜，選擇替代能源（如氣、電、地?zé)帷⑻柲?、風(fēng)能、生物質(zhì)能、核供熱堆、工業(yè)余熱等）. 隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和能效提高，工業(yè)燃煤量也會穩(wěn)步下降. 煤電是煤炭清潔、高效、集中利用的重點(diǎn)，我國目前的煤電裝機(jī)已經(jīng)過剩，要防止新的裝機(jī)過剩. 煤電廠需進(jìn)行靈活性改造，以適當(dāng)裝機(jī)用于調(diào)峰，支持風(fēng)、光等可再生能源的發(fā)展，由發(fā)電主角逐步向服務(wù)和原料轉(zhuǎn)型. 探索碳捕獲、利用與封存（CCUS）的創(chuàng)新和實(shí)用，如果CO2排放下不來，就不是完整意義上的“超低排放”.2.3 大力度高質(zhì)量發(fā)展非化石能源非化石能源在我國一次能源中的占比，2020年將達(dá)到15%，2030年將達(dá)到20%以上. 為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需重點(diǎn)發(fā)展可再生能源（包括水、風(fēng)、光、生物質(zhì)、地?zé)?、海洋能、垃圾能源化利用等），集中與分散相結(jié)合，鼓勵分布式能源發(fā)展. 高比例發(fā)展可再生能源需進(jìn)一步克服以下三個障礙：1降成本. 2020年風(fēng)電成本爭取達(dá)到與煤電相當(dāng)，光伏發(fā)電實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)平價上網(wǎng).2儲能. 物理儲能（抽水蓄能、壓縮空氣儲能）、化學(xué)儲能（空氣鋰電池、石墨烯電池……等）以及通過蓄熱介質(zhì)的儲熱爭取實(shí)現(xiàn)新的突破和規(guī)模應(yīng)用.3調(diào)峰、用峰. 借助火電配合、協(xié)同調(diào)峰，峰電用于電解水制氫、海水淡化及儲熱等.
核電是穩(wěn)定、低碳、高能量密度的非化石能源，沿海、內(nèi)陸都要安全第一、穩(wěn)中求進(jìn). 進(jìn)一步完善法律、制度，創(chuàng)新工作機(jī)制，加強(qiáng)核能的基礎(chǔ)性研究和全產(chǎn)業(yè)鏈的縱深安排.
2.4 穩(wěn)油增氣
加強(qiáng)油氣（包括非常規(guī)和深海）的勘測，推進(jìn)石油的電替代、生物質(zhì)氣替代，發(fā)展新能源車（鼓勵我國居民用小型電動車和低碳出行），提高燃油標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)車的數(shù)量、類型和道路的智能優(yōu)化管控. 石油年消耗總量應(yīng)可在2025—2030年間達(dá)到峰值.
天然氣（含非常規(guī)天然氣，包括煤層氣、頁巖氣、致密氣及天然氣水合物）是相對低碳的化石能源，要努力提高其在我國一次能源中的比重，從2015年的6%提高到2020年的10%和2030年的約15%. 在我國能源的低碳轉(zhuǎn)型過程中，天然氣將起到重要的過渡能源作用.2.5 發(fā)展智慧能源互聯(lián)網(wǎng)
電力系統(tǒng)向可再生能源的適應(yīng)性變革，是能源體系低碳轉(zhuǎn)型的核心. 中國能源互聯(lián)網(wǎng)的特征是“三化”和“兩結(jié)合”. “三化”是指電氣化（提升終端能源中電力的比例）、低碳化（增加非化石能源的比例）和智能化（與IT、DT深度融合）. “兩結(jié)合”：一是集中式的智能電網(wǎng)（自上而下）與分布式的低碳能源網(wǎng)絡(luò)（自下而上）的結(jié)合；二是橫向的“多能互補(bǔ)”和縱向的“源?網(wǎng)?荷?儲?用”優(yōu)化的結(jié)合. 逐步形成一個基于互聯(lián)網(wǎng)、包容智能電網(wǎng)、分布式能源網(wǎng)絡(luò)、水網(wǎng)、天然氣網(wǎng)、供熱（冷）網(wǎng)、氣象網(wǎng)等，體現(xiàn)重塑能源的高效、低碳、安全的智慧能源網(wǎng)絡(luò).
在新型城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過程中發(fā)生的能源增量，由低碳能源網(wǎng)絡(luò)來滿足. 農(nóng)村能源形態(tài)的進(jìn)步是能源革命和國家現(xiàn)代化的重要內(nèi)涵.經(jīng)由以上的路徑，我國的能源結(jié)構(gòu)將逐步向低碳轉(zhuǎn)型（見圖2）. 值得指出的是，全球一次能源結(jié)構(gòu)變革的三個歷史階段是：煤炭為主階段—油氣為主階段—非化石能源為主的階段. 現(xiàn)在正從油氣為主向非化石能源為主轉(zhuǎn)型；而我國一次能源結(jié)構(gòu)的變革也將經(jīng)歷三個歷史階段，只是第二個階段稱作“多元結(jié)構(gòu)階段”，在這個階段，煤、油、氣、可再生、核等五元共存協(xié)調(diào)發(fā)展，如果以非化石能源占比超過10%作為進(jìn)入多元結(jié)構(gòu)階段的標(biāo)志，那么，我國從2015年就開始了多元結(jié)構(gòu)階段，經(jīng)過數(shù)十年此消彼長的變化，將進(jìn)入非化石能源為主的階段，在兩個階段的過渡期，天然氣將起到重要的低碳轉(zhuǎn)型助推作用. 今年四月出臺的《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016—2030）》提出，到2050年，非化石能源消費(fèi)比例將占到一半，加上進(jìn)一步增長的天然氣消費(fèi)占比，屆時，我國煤炭消費(fèi)占比將縮減至30%以下[5].
圖 2 2050年前中國能源結(jié)構(gòu)的變化情景示意圖
3. 中國的低碳轉(zhuǎn)型具有長期性和艱巨性，但方向和路徑清晰
向綠色、低碳轉(zhuǎn)型是應(yīng)對氣候變化的全球戰(zhàn)略，也是各國可持續(xù)發(fā)展的共同取向. 美國特朗普政府在應(yīng)對氣候變化問題上立場的倒退，對全球應(yīng)對氣候變化的共同行動（包括能源低碳轉(zhuǎn)型）可能會帶來一些具體的影響. 但，重要的是，氣候變化科學(xué)是應(yīng)對氣候變化行動的基石，“綠色、低碳”是全球可持續(xù)發(fā)展的客觀需求，這個大趨勢是改變不了的.低碳轉(zhuǎn)型會影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展嗎？不時有人提出這樣的問題，說明對高碳發(fā)展的路徑依賴已有很強(qiáng)的慣性. 高碳能源的易獲取性，高碳低端產(chǎn)業(yè)可短、平、快驅(qū)動增長，國際上又有美國等高碳發(fā)展的先例，使人們誤以為這種模式是“發(fā)展的必然規(guī)律”.
實(shí)際上，圖1的數(shù)據(jù)已表明，歐、日各國已走出了相對低碳的發(fā)展道路. 在我國國內(nèi)，珠三角地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整較早，正在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的雙贏、發(fā)展與低碳的雙贏. 相對而言，京津冀等地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長過多依靠投資高耗能產(chǎn)業(yè)驅(qū)動，導(dǎo)致重
化工資本存量高企，高耗能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩，同時產(chǎn)生了壓縮型、復(fù)合型、結(jié)構(gòu)型的環(huán)境污染，污染物和溫室氣體排放超出環(huán)境容量，呈非線性爆發(fā)之勢. 國內(nèi)外的經(jīng)驗教訓(xùn)歸結(jié)成一句話就是“轉(zhuǎn)變發(fā)展方式刻不容緩”，經(jīng)濟(jì)與環(huán)境應(yīng)該雙贏，也是可以雙贏的. 十八大以來中央一再明確了“綠色發(fā)展、低碳發(fā)展、循環(huán)發(fā)展”的路徑，明確指出“應(yīng)對氣候變化是我們自己要做，不是誰要我們做. ”這是關(guān)于發(fā)展路徑的深刻總結(jié)，是我們行動的指南.由傳統(tǒng)發(fā)展模式向低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型，當(dāng)然對高碳能源和高耗能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會有所制約，基于高碳產(chǎn)業(yè)的那部分GDP增速應(yīng)該減緩；另一方面，低碳發(fā)展將催生新型的低碳能源和新型產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)和就業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展低碳
交通和低碳建筑，培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)和新動能，提高國家的創(chuàng)新能力和競爭力. 有上有下才是進(jìn)步，只有這樣，才能避免落入“中等收入陷阱”，由新常態(tài)走向新型發(fā)展. 把2030年前盡早實(shí)現(xiàn)溫室氣體排放峰值作為中國的中期戰(zhàn)略和低碳發(fā)展的具體抓手[7]，將發(fā)揮治理霧霾污染和減少碳排放的協(xié)同效應(yīng). 研究表明，碳峰值提前到2025年左右達(dá)到是可能的；同時實(shí)施自然生態(tài)系統(tǒng)的增匯減排戰(zhàn)略，并以適應(yīng)氣候變化帶動城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的改善，加強(qiáng)氣候變化科學(xué)和應(yīng)對氣候變化的科技創(chuàng)新能力建設(shè)[8]. 這些都將使國家的發(fā)展更趨健康和良性. 低碳發(fā)展還將推動低碳的消費(fèi)方式. 社會進(jìn)步的一個標(biāo)志是高效和節(jié)約，中國社會需倡導(dǎo)“健康的物質(zhì)消費(fèi)、豐富的精神追求”的生活方式，剎住攀比奢華之風(fēng). 低碳發(fā)展的深入將造就一個低碳社會. 它的細(xì)胞是一個個低碳社區(qū)、低碳企業(yè)、低碳村鎮(zhèn)、乃至低碳家庭……這不僅直接有利于美麗城市和美麗鄉(xiāng)村的建設(shè)，而且會極大提高公民的素質(zhì)和文明水平，而這一點(diǎn)對于中華民族自強(qiáng)于世界民族之林具有基礎(chǔ)性的意義.
以能源革命推動低碳發(fā)展，是一個歷史過程，具有長期性和艱巨性，但方向和路徑是清晰的. 政府、企業(yè)、公眾需要協(xié)同努力，踐行“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，創(chuàng)造一條中國可持續(xù)發(fā)展的新型道路并對人類的文明進(jìn)步作出更大貢獻(xiàn).
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