新能源在碳中和中的地位与作用
摘要：二氧化碳是当前全球的碳元素循环重要介体，有着对于相应的生态环境系统中有机物进行转化同时产生全球性质的温室效应等相关属性。因此进行相应的碳中和是当前人类社会发展和进步的重要共识，但是在相应的碳中和效果进行实现的时候常常会受到包括国家政治、资源使用、技术研发、市场饱和度、以及能源的使用相关结构的不同层面和领域的挑战。因此提出相应的碳代替、节能减排、碳的封存以及循环工作是对于碳中和效果的基本实现路径。在这些基本路径中碳代替工作是碳中和工作的主要力量。而新能源已然成为当前第三次能源转换的主要方式，将来也会成为碳中和的主要力量。而当前对于新能源的主要使用领域就在于太阳能、风能、水能、核能等，大力帮助了电力部门的低碳化排放工作实现。本文介绍了当前碳中和的基本理念，碳中和面对的主要挑战以及主要应对政策，同时分析了新能源在碳中和进程中的重要地位和实现路径。
关键词：新能源；碳中和；碳代替；重要地位
引言：人类活动导致的二氧化碳排放主要来源于化石燃料消费。发展新能源，实现能源转型，降低化石能源消费，构建绿低碳的能源体系，是降低二氧化碳排放，实现全球碳中和的重要
举措之一。本文总结主要国家应对碳中和的主要经验和做法，分析全球二氧化碳排放的分布情况，指出世界实行碳中和所面对的各种挑战和措施。新能源已是第3次能量转移的主要角，将在促进碳中和起到作用。根据我国碳中和面对的各种挑战与机会，给出我国完成碳中和的途径图与具体实施途径，为2060年顺利实现碳中和总体目标奠定参考依据。
1新能源在碳中和进程中的重要地位和作用
新能源燃料所谓的新能源技术是指在未来开发出的这一系列的技术以及应用过程当中可以再来进行开发研究设计以及推广使用，针对过去传统化能源的化石能源的使用方式进行了替代后的一种非化石类、无任何碳的排放，并且未来还将能够进行反复循环再生利用的新型清洁化能源。当前在全世界主要可利用开发的战略性新能源主要有太阳能、风电、生物质能、氢能、地热能源、海洋能等。在化石和已传统化燃料的石油天然气燃料和煤炭资源燃料等传统的含有高碳元素和排放污染物的化石类燃料产品的开发使用过程中，在相关领域的理论技术、使用资金消耗、对于自然环境的影响以及进行能源管理工作的相关方式都有着十分明显的不同。而伴随着对于相应的新能源使用技术的不断开发以及利用，互联网+万物模式的实现，人工智能技术的发展和各类能源使用材料的研发都对于新能源相关产业的快速发展有着十分显著的帮
助和推进作用，使得当前我国的新能源相关产业发展速度进入了高速化的阶段。与此同时对于新能源技术的进一步研发与应用是在当前的模式以及环境中实现碳中和目标的关键所在，同时对于新能源的开发和使用力度也在不断地提升，已然成为全球能源不断发展以及增长的最新动力，将会逐渐地对于传统化的化石碳排放类能源的使用进行取缔，在全世界的碳中和事业中发挥无与伦比的重要作用。
1.1新能源是第3次能源转换的主角
从世界对于能源利用的整体发展性历史来看，人类历史中对于能源的使经历了多种多样的一个变化过程，从一开的使用木材燃烧生活，到后来的对于煤炭资源以及石油天然气的使用两次不同的转型。与之前相比的数次能源转型第三次能源转换的主角也就是前文提到的一系列新能源有着更加清洁化同时低碳化的基本特点，从总体层面来说是可以满足基本的碳中和发展目标以及要求的。
从上各时期二十年代中期到当前时代中，全世界范围内的能源使用大致是朝着清洁化发展的，除了生物质能之外的新能源发展趋势都在不断地加速发展。1925—2019年全球能源的需求量从144x108t油当量增加至144x108t油当量，足足增长了十倍有余，但是新能源在全球
当中的使用占比就从一开始的0.6%增加到了15%，增长的幅度得到了惊人的24倍。同时近十年间全世界的清洁新能源技术研发以及变革的相关速度显著加快，相应的光伏发电以及风力发电的基本成本也在大幅度地降低，很大程度上帮助新能源利用系统绿化转型。根据IRENA报告，自2010年以来，2019年光伏发电（PV）、光热发电（CSP）、陆上风电和海上风电的平准化度电成本分别下降82%、47%、39%和29%。
1.2新能源是碳中和的主导
从当前世界范围内能源的相关生产以及消费的基本结构和模式来看，在全球之中对于能源的使用方式大致已经形成了四足鼎立的基本格局以及模式，分别是煤炭、石油、天然气以及新能源。根据一定的研究报道一直到2030年都将是最新能源发展的转折年份，不同种类的能源使用相关成本的降低就可以和传统的化石能源进行充分的竞争，也就相应的增强了能源使用去碳化的总体趋势。根据计算到了2030年全球的一次性能源量就会达到一个峰值，也就是156x108t油当量。每年的增长比例也达到了1.2%，其中以石油的比例最大，新能源以及天然气紧随其后，煤炭最低。同时相应的专家也作出了一定的预期，2025年开始世界范围内对于石油的相关需求总量的增加速度就会开始放缓，然后一直到了2030年就会使得对于石油资源
的需求进行平台期，而对于天然气资源的使用中因为其相对低碳化的使用效果，有机会成为继续维持经济增长动力的这一部分的传统的化石类能源。但预计到过了大约二零三零年以后，相应类型的清洁新能源的使用和成本都将会远远小于其他一些传统能源的化石类燃料。到过了本世纪大约在二十一世纪的三十年代末至本世纪五十年代初期间人们就会逐渐发现在全球范围内每年的第一次化石能源的消费和数量都将会保持在这样一种已经相当的稳定了的一个基本水准。而到了二十一世纪的中期，世界范围内的一次性能源消费总量就会达到和二十一世纪三十年代几乎持平的基本数额。而其中就会以新能源占据一半以上的比重，天然气其次，石油以及煤炭由于环境污染程度最大因此占比最低，世界范围内的能源使用以及消费我基本结构会发生翻天覆地的变化，从而形成一种以新型能源为主导的一大三小基本模式，新型能源的使用将会程度超过传统的化石类能源煤炭石油和天然气进而成为全球范围内的主体化能源。
2新能源在碳中和进程中的作用
前文提到过新能源的应用主力军就在于对太阳能、氢能、核能和比较常见的风能以及谁能，对于以上新能源的使用可以大力帮助相应的电力部门来实现低碳化排放。从前几年来新能源
的一个平均对于电力生产的成本就已经达到了低于相应的使用燃气发电成本，但是其总体的一个成本水平还是高于使用煤炭来进行发电活动。同样到二十一世纪的三十年代中期的时候，大部分最新建设的光伏发电相关项目以及风电的相关项目平均的投入资金就会低于新建的煤发电工厂，同时几乎所有的亚太区市场都可以达到相应的光伏发电以及风力发电的资金投入在使用煤炭进行发电的资金投入之下。而到了二十一世纪中期使用新能源方式来进行发电工作就可以对于全球化的发电需求进行80%以上的满足，而其中使用光伏发电以及风力的发电数量都会占到总的发电数量50%以上。
“绿氢”是当前时代中对于新能源使用的坚实后备力量。对于工业领域和交通等领域的碳排放工作有着十分关键的推进作用。电力能源的价格也只有使用电解水制氢资金成本的六成左右。除此之外伴随着电力能源的价格进一步降低，“绿氢”技术的使用成本也将会持续性地进行下降。同样的到了二十一世纪三十年代左右对于“绿氢”技术的使用就有把握会比对于传统的化石类燃料制取氢气工艺有着更加低廉的成本，也就有了更多地使用优势。到了二十一世纪中期阶段，全球对于氢能的使用占据整个终端化能源的消费以及使用比例有机会达到18%。相应的“绿氢”化及时得以全面的发展，以更加广泛深入地运用在一般来说很难以基本的电气化转变来减少碳排放的一些领域和产业之中。这些领域主要是钢铁生产领域、炼油领
域、合成氨领域等等工业化的氢气使用，和一部分距离较长的海上交通运输相关领域中。
针对人工的碳转化及时使用是将新型能源和传统化石类能源进行合理转化的一个基本连接纽带，对于该技术的使用可以十分有效地对于相应的化石能源碳的排放的数额要进行适当减少，从而通过把使其燃烧过剩下来的那这一部分电能给加工或制作加工成另一种能源化工类的能源产品甚至是其他能源产品来达到实现这样一种能源合理化的储存，以最终达到电网对新能源电网的削峰和填平谷化的效果。电力资源中进行气能转化技术是利用当前的人工能源进行气谈能源转换利用的另一种最基本的方式，能够真正实现把二氧化碳重熔制成新的甲烷资源，因此被称为当前欧洲对于能源转换相关领域的一个重要性突破和关键性技术的转变。大约到二十一世纪的中期，整个欧盟的工业化产业接近一半的能源使用与消耗都会由电转气技术，而相应的供热部门以及交通运输的行业中的三成到六成也会来自电转气技术。