《巴黎協定》提出，未來，因氣候變化導致的大氣升溫將不得超過2攝氏度。根據測算，要實現這一目標，到2050年，我國二氧化碳排放總量不能超過35億噸，而要進一步實現溫升不超過1.5度的目標，2050年要實現碳中和。
然而，自2016年以來，我國每年的碳排放量都在100億噸以上。也就是說，未來30年，我國既要保證社會經濟發(fā)展，又要實現碳減排三分之二以上。人類未來的能源結構，應該是以可再生能源為主的零碳能源，我國也必然會向低碳和零碳能源發(fā)展。
能源結構轉型將極大帶動能源生產、消費和相關技術的革命，這也是人類第三次工業(yè)革命的重要內容。我國應抓住這一機遇，通過能源低碳轉型，實現電力系統、交通、建筑和工業(yè)領域發(fā)展模式的全面革新。
全社會電氣化是能源低碳轉型目標
零碳能源的主要來源為核電、水電、風電、光電和生物質能，能源的直接產出形式由化石能源時代的燃料轉為以電力為主。能源低碳轉型意味著用能側也要實現全面電氣化，這將導致終端用能方式的巨大變化。
其中，推進占全社會能耗總量60%的工業(yè)電氣化轉型尤為關鍵。在冶金領域，要大力發(fā)展短流程電爐煉鋼，未來還可用氫替代焦炭的煉鋼流程；在化工領域，未來的方向則是電解水制氫、由氫化工替代目前的煤、油、氣化工；在建材方面，則應發(fā)展低碳建材新技術，如以電熱+熱回收技術制玻璃陶瓷；而對于以紡織、印染、皮革、食品、造紙、制藥等為主的輕工產業(yè)，建議用熱泵和電加熱替代當前的鍋爐。燃料的改變導致工業(yè)生產的革命性變化，同時也將帶來產品的升級換代和質量的顯著提升。
預計未來，我國工業(yè)生產增加值在目前基礎上翻番的情況下，用電量將由目前的每年3.8萬億千瓦時增加到每年5.5萬億千瓦時，與此同時，化石燃料消耗量將從目前的每年16億噸標煤，降至13億噸。
這一結構變化在交通運輸業(yè)將更加可觀。通過大幅度提高客、貨運領域電氣化以及氫能的比例，在未來運輸能力增加50%的前提下，交通運輸業(yè)年用電量將從目前的0.2萬億千瓦時提升至3萬億千瓦時，而燃料用量則從目前每年的5億噸標煤降至1.5億噸。
與工業(yè)、交通運輸業(yè)相比，建筑運行用能電氣化相對容易。未來，建筑運行用電可從每年1.7萬億千瓦時升至3.5萬億千瓦時，對應燃料用量也將從目前的每年4.9億噸標煤，降至1億噸。預計到2050年，我國全社會用電量可達12萬億千瓦時。
能源轉型可跳過油氣時代
以可再生能源為主的低碳能源系統，是我國能源轉型的必然方向，但這并不意味著中國也要照搬西方國家70年前的“煤—油氣—可再生”轉型路線。結合我國實際情況，跳過油氣時代，直接從以燃煤為主的能源結構轉向以可再生能源發(fā)電為主的電氣化時代，更適合我國目前的社會和經濟發(fā)展狀況。
如在用能末端實行“煤改氣”，不僅在研發(fā)和基礎設施建設方面需要非常大的投資，而且這些改造完成后，還得繼續(xù)開展“氣改可再生”或者“氣改電”。
但如果將這部分投資和研發(fā)力量直接轉至“煤改電”、化石能源電改可再生能源電，就可避免重復建設，加快實現能源結構調整，并帶來相關領域的革命性變化。
由煤炭時代直接向以電為主的低碳時代過渡，首要任務就是要加大可再生能源發(fā)電在終端用能中的比例。
與此同時，作為唯一的零碳燃料，生物質能源也應是未來低碳能源結構中的重要角色。我國農業(yè)秸稈、林業(yè)枝條、畜禽業(yè)糞便、城市綠化垃圾、餐廚垃圾等可提供8億噸標煤當量的燃料，如果得以全部利用，可占未來直接燃料的50%，而目前應用率還不到30%。因此，建議將生物質能利用作為建設我國低碳能源的重要內容，提高生物質材料的能源化利用率。
因地制宜打好“組合拳”
建議加快布局風電、光伏，如在西部地區(qū)重點發(fā)展大規(guī)模風電光伏基地，中東部重點發(fā)展分布式風電光伏。
我國城鄉(xiāng)建筑有約250億平米的屋頂，以及可有效接收太陽輻射的垂直表面，這對發(fā)展光伏來說是寶貴資源。即使僅利用這些表面的50%發(fā)展光伏發(fā)電，也可安裝15億千瓦，每年發(fā)電量將達到2萬億千瓦時。
然而，要有效接納這些風光電力，必須加速改造電網系統，并加快以定價機制為代表的運行管理機制革命，大幅提高儲電蓄能容量和提高靈活電源比例，提高用電負載側的柔性；加速汽車電動化進程，通過智能充電樁使電動汽車的蓄電池參予電網調節(jié)，推廣直流+光伏+充電樁一體化的新型建筑配電系統，并適度發(fā)展電制氫、可中斷型高耗電工業(yè)生產，通過需求側響應的用電模式實現用電負載的柔性化。
圍繞農村的低碳能源轉型，可發(fā)揮農村生物質能與風光資源優(yōu)勢，建設農村分布式新能源系統。如可利用生物質成型燃料、生物質制燃氣等方式使生物質成為高效、清潔、易儲存、宜運輸的優(yōu)質燃料，除滿足農村生活用能，還可進入能源市場；建設以光伏、風電為主的農村直流微網，同時推廣農用車和農牧業(yè)生產、加工裝備的電氣化和直流化，用風光電力滿足農民的生活、生產用能，實現煤改電、油改電，顯著改善農村空氣質量。并在滿足自身用電需求的基礎上，實現多余電量售電上網。
“十四五”期間，可先行發(fā)展300—500個不同地區(qū)的分布式新能源示范村。
