中國能源結構現狀及實現碳中和的難點
中國能源體系本質是一個高碳、高煤的系統。依據2019年能源消費數據，圖1展示了我國的能源消費結構。可以看到，煤炭占能源總消費的57.7%，石油占18.9%，天然氣占8.1%，水電、核電、風電等非化石能源占15.3%。而化石能源合計占84.7%，占能源總消費的絕大部分。IPCC的綜合評估報告認為，化石燃料的使用是造成人為溫室氣體排放、導致全球氣候變暖的主要原因。我國以碳基為基礎的能源體系決定了其結構調整是實現二氧化碳減排的理想途徑，如果以煤炭為主的能源結構未能發生根本性的變化，中國的碳排放也將難以得到有效控制。
圖1各類能源占總能源消費比例
同時，我國的電力生產仍然以燃煤火電為主。火電占比約為59.2%，風電、光電、核電等非化石能源發電占比近41%。各類電力的裝機容量情況如圖2所示，截至2019年底，水電裝機容量為3.6億千瓦、火電為11.9億千瓦（包括煤電10.4億千瓦、氣電9022萬千瓦）、核電為0.49億千瓦、風電為2.1億千瓦（陸上風電2.04億千瓦、海上風電593萬千瓦）、并網太陽能發電為2.0億千瓦。
圖2各類電力的裝機容量
從發電量看，2019年，全國全口徑發電量為7.33萬億千瓦時，全國非化石能源發電量為2.39萬億千瓦時，占全國發電量的比重為32.6%。全國全口徑火電發電量為5.05萬億千瓦時，煤電發電量為4.56萬億千瓦時，其余為天然氣發電、生物質發電等。可見目前的電力來源主要還是煤電，發電過程中煤炭的高比例使用意味著大量二氧化碳的排放。
目前實現碳中和目標的難點有以下三個。一是我國碳基能源比例過高，且其中大半為煤炭。高比例含碳能源的使用意味著高碳排放，因此加快推進對非碳能源的使用是減碳目標實現的重點。二是使用非碳能源可以實現減碳，但是沒有達到碳中和即固碳效果。減少含碳燃料的使用應同時配合各類固碳方法，將二氧化碳重新納入能源系統循環之中，這樣才能更接近碳中和目標的實現。三是實現碳中和的各種技術成本居高不下，有待實現技術突破以降低成本。
（二）通過節能實現減排是最經濟、最直接的路徑
通過節能實現減排可以分為兩種方式：第一種是直接節能，即提高能源使用效率，尤其是碳基能源的使用效率，如降低煤電的度電煤耗、提高電器等用能設備的能源效率等；第二種是間接節能，即通過減少終端產品的需求、減少建筑建設、減少出行距離等間接降低對能源的需求。
實現發展方式的轉變，使經濟增長從依賴資源、能源的大規模投入轉向依靠創新驅動，形成新的高附加值制造業和現代服務業，既是我國經濟發展和產業升級的要求，也是建設生態文明、實現碳中和目標的必然要求。
（三）發展低碳和非碳能源，降低高碳能源比重
低碳和非碳能源的發展，可以部分取代高碳能源，進而降低高碳能源主要是煤炭在總能源消費中的比重，從而有效減少二氧化碳的排放。低碳化石能源主要是天然氣，包括煤層氣、頁巖氣、石油氣等非常規化石能源。水電和核電受制于本身的特點，發展空間受到一定的限制。
可再生能源是未來降低高碳能源使用和二氧化碳排放的主力，包括目前比較成熟的風電、光伏發電、地源熱泵、生物質發電等，也包括尚需降低成本的光熱發電、纖維素乙醇、生物柴油等。可再生能源的發展，將通過降低總體碳排放，大大減輕實現碳中和的壓力。
（四）碳基能源的循環利用是我國實現碳中和的必由之路
化學碳循環是利用化學工業過程，把工業過程排放的二氧化碳捕集后合成為液體的醇醚化合物，一般為甲醇、乙醇、二甲醚。這三種醇醚化合物可以作為能源使用，其中甲醇含有較多的氫原子，還可以作為氫能的載體。通過這樣一個循環過程，可以實現碳中和或者部分碳中和。如果這一過程使用的能源來自綠色電力如風電、光伏發電，這一過程就可以是碳中性的能源路徑。要實現2060年碳中和的目標，需要同時結合生態改善和化學碳循環兩大路徑。
（五）生態固碳
實現碳中和除了節能、能源轉型、工業碳中和之外，生態固碳是重要的途徑，這也是建設生態文明的重要方式之一。
生態固碳，就是通過森林、草原、濕地的植被和水體進行碳的吸收和固定。據簡單測算，單純靠森林吸收和固定二氧化碳，每10億噸二氧化碳需要1000萬平方公里的森林面積，而我國2020年二氧化碳排放總量預計達到80億噸，這意味著單純依靠固碳改善所需的森林種植面積已經超過了我國的陸地國土面積，因此通過生態固碳實現碳中和并不現實。但是，大規模森林恢復和建設是非常必要的，因為森林不僅能吸收固定二氧化碳，還能大量吸收各種氣體污染物并改善大氣質量，涵養水源，減少氣候災害和地質災害，改善整體的生存環境和發展環境。
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