本文內容由大灣區學術編輯組根據同濟大學特聘教授、可持續發展與管理研究所所長諸大建于2022年5月28日百川論壇上的主題演講整理而成。諸教授引入了脫鉤發展、倒U形轉變、卡亞公式等基本概念和分析工具，對中國雙碳發展進行了全局性的解析和把握。
本次演講的題目是“從倒U形變革看中國的雙碳發展”。倒U形曲線是從環境庫茲涅茨曲線演變來的，但需要強調的是雙碳目標并非是一個單純的環境問題，而是一個系統的發展問題。可以由此入手，討論中國雙碳模式和歐美發展模式的區別在哪里，理解中國實現雙碳目標該如何走自己的道路。
碳排放的曲線表現為倒U形，其中，碳達峰是當中的一個平臺和拐點，碳中和是一個下落期，再補上一個先前的爬坡期，就形成一個碳排放的完整的倒U形曲線。如果僅僅講倒U形，那只是一個環境問題，所以現在還必須放進來另外一條發展的曲線，比如GDP的增長曲線，再把它們關聯起來，所以“雙碳發展”的含義就是要讓這兩條曲線從原來“并鉤”實現“脫鉤”，因為實現脫鉤就實現了發展模式的脫碳化發展。這是一種發展模式的轉型，而不是一個簡單的環境問題。強調“雙碳”發展，一方面是要防止有“雙碳”沒發展，另一方面是要防止講發展沒“雙碳”。要深入地分析影響碳排放的因素是什么，才能細化、精準地討論“雙碳發展”的倒U形曲線是如何轉折的。因此，認識以下三點問題對中國討論“雙碳發展”非常重要。
第一，傳統上倒U形是一個自然平緩的過程，但是中國不一樣。美國、歐洲的碳排放曲線是在100多年來工業革命中漸進性轉化的，他們現在已經達峰，并于緩慢下降的進程中。我們則是干預型為主導的發展過程，所以中國的曲線嚴格來說更像一個倒V形的曲線，盡管碳峰值不是一個點，而是10年左右的平臺期。中國的二氧化碳排放在2000年加入世貿以后非常陡峭地上升，在2020-2030年之間進入一個非常短暫的平臺期，之后又要走30年下坡，所以這不是一個平緩演進的將近百年的過程，而是要在短暫的時間里面通過強烈的政府干預和社會參與形成的倒V形曲線，因此中國的曲線是不一樣的。
從這個倒U形曲線看中國改革開放以來到2060年將近80年的時間，大致可以將其分為兩個階段。1978年中國改革開放到2020年的42年，是一個碳排放爬坡的過程，與2020年以前中國的高速度增長有關。所以中國發展到2060年，可以被分成兩個40年，前40年基本上是高速度增長，后40年則強調高質量發展——以“雙碳”為引領的高質量發展。
深入理解碳排放及其轉折需要引入經典的卡亞公式。碳排放里面有四個因素：第一是人口；第二是人均GDP；第三是單位GDP的能源消耗，特別是化石能源消耗；第四是單位能源的碳排放，表示能源替代，即用可再生能源替代化石能源。這四個因素中兩個是技術的，兩個是非技術的，表達了兩個方面。其中第三、第四個因素，合起來就是單位碳排放的生產率，或者是單位GDP的碳強度。這是一個技術改進和創新的問題，包括它的效率改進和能源替代。而第一、第二個因素的人口和人均GDP，合起來就是一個經濟增長速度和規模的問題，屬于非技術的經濟社會因素。要從發展的角度解釋二氧化碳排放，就是要用這四個變量，特別是從技術創新和社會變革兩個方面來理解碳排放和怎么樣實現“雙碳”發展。
第二，解讀中國“雙碳發展”的轉變可以分三個階段，也就是1978年到2020年的碳增長，2020年到2030年左右的碳達峰，2030到2060年的碳中和。大家現在討論雙碳發展，涉及技術問題比較多，討論非技術因素相對少。在上述的卡亞公式里面，我特別強調了兩個方面，并大家在討論能源替代和能源效率改進的時候，對中國的經濟增長變量沒有給予足夠的關注。目前有些學者還在強調，一旦經濟穩態以后還會進入非常高的增長階段，甚至很多年增速要達到6%以上。其實，過去40年里，中國經濟增長的年平均速度是9%，碳排放的年平均增長是5%左右，碳強度的年平均改進包括能效改進和能源替代大概是4%（表1），這樣的關系能夠幫助我們理解中國碳排放的過去、現在與未來。
碳達峰是碳排放的零增長。在數量關系上按照卡亞公式，就是經濟增長率與碳生產率的代數和等于零，兩者方向相反數值相等。這就解釋了經濟增長率和碳生產率改進之間的配比關系。在碳生產率，包括能源效率改進和能源替代總量增加和不超過年平均5%的情況下，要高速度的超過5%的增長去實現碳達峰是不可能的。我的結論是，2030年實現碳排放的零增長，就是經濟增長率要主動調控到5%左右，跟碳生產率相對持平，這是碳達峰的定量含義。
由此可以明白，2030年以前中國碳是增長的，因為經濟增長率高于碳生產率。2030年以前實現碳達峰，就是要實現零增長。2030年后的碳中和，就是碳生產率的改進速率要大于經濟增長率。有這樣一個定量關系，對于中國三個階段實現碳排放的倒U形轉折是非常重要的。我們現在討論低碳技術和能源替代，討論工業、交通、建筑的效率改進，以及討論事后的碳匯吸收等問題比較多，但是對總的經濟社會與二氧化碳之間的數量關系還沒有放到一個非常重要的位置上來講。經濟學家和環境、氣候學家是兩種不同的觀點，一邊是單純強調經濟增長比較多，另一邊是單純強調碳排放比較多，實際上“雙碳發展”應該是“雙碳”與發展的平衡問題。
第三，二維矩陣創新解決四個結構問題。工業革命以來，世界上發生過四次科技革命，實際上現在碳中和發展正是第五次革命。這一次和前面幾次是非常不同的，前面幾次都是碳增加的，現在的“雙碳發展”則是要實現碳減少。相對前面的四次科技革命，包括蒸汽機、電氣化、計算機和互聯網，碳中和科技革命是一個重大的逆轉性的變革。
中國的雙碳創新應該是基于一個二維矩陣的系統創新（如圖1）：橫軸是三種碳創新技術，包括低碳、零碳和負碳三個方面（四個內容）——其中負碳創新包括生物碳匯和CCUS等工程技術兩個方面。豎軸是主要的領域。中國的“雙碳發展”問題主要是四大領域或者四大結構問題：一個是能源結構，一個是工業結構，一個是交通結構，還有一個是建筑結構。如圖是一個四層式的矩陣，把它對起來，對標的地方就是我們自己的專業所長，或者是我們一個小區、一個城市、一個國家可以在這里面發揮的作用。比如說同樣一個交通里面的“雙碳”，可以采用低碳的能源效率的技術，如大排量汽車變成小排量汽車，也可以采用新能源替代的和零碳的創新，也可以采用數字化集成的技術，用共享的網約車模式，還可以用事后的去碳化的技術。所以要讓中國“雙碳發展”實現倒U形發展，實際上就是四個領域的倒U形發展，然后用三大創新技術來思考每個領域的變化。
殼牌公司的一個圖表很好地說明了上述的矩陣，橫軸是零碳、負碳和減碳技術的變化，縱軸是中國的四大領域。從2020年到2060年，可以看到三大技術在四大領域里面是怎么樣變化的。總的來說，在2030年以前，碳效率和低碳的技術起主導作用，在2030年到2050年之間，主要是零碳的技術、能源替代技術起主導作用，在2050年到2060年之間，去碳化的技術將起主要作用，實現最后一公里的碳中和。
