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摘要：为了支持《巴黎协定》将全球平均气温增幅限制在1.5℃以内，在能效继续发挥主要作用的同时，中国需要采取除能效以外的其他重大行动。本研究采用自下而上的全国终端用能模型和情景分析来评估中国在不同技术选项下潜在的二氧化碳减排量。这些技术选项包括电力部门迅速脱碳、各部门最大限度地实现电气化、工业部门最大限度地利用生物质能和低温可再生热能以及建筑部门最大限度地利用太阳能采暖、制冷和水暖技术。研究结果表明，最大限度地利用非常规电力和可再生能源技术可以使中国提前至2023年达到二氧化碳排放峰值，并且在2050年前能进一步大幅减少二氧化碳排放量。除能效技术之外，最大的额外二氧化碳减排潜力来自于工业部门的化石燃料被可再生热能所替代。上述结果表明，加快非常规电力和可再生能源技术的利用，可以为中国带来额外的二氧化碳减排机遇，但仍需新的政策和策略来改变需求部门对技术的选择。
关键词：巴黎协定；重塑能源；用能模型和情景分析；二氧化碳；中国
中图法分类号：F426 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2018.03.007
0 引言
为支持《巴黎协定》，中国承诺在2030年左右达到二氧化碳排放峰值并争取提前达峰，并且2030年单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降60%至65%。在此之前，中国已在2014年11月的《中美气候变化联合声明》中承诺，到2030年中国的非化石能源比重将提高到20%左右。此外，中国还在“十三五”（2016～2020）规划中提出，到2020年单位国内生产总值能耗降低15%以及单位国内生产总值二氧化碳排放降低18%。上述目标是在中国政府多年来推动相关工作的基础上提出的，这些工作包括在所有需求侧部门提高能效以及尝试对电力部门进行脱碳。虽然2005年至2014年中国的单位国内生产总值能耗下降了30%，但一次能源消费总量增加了163%，并且2014年煤炭仍占一次能源消费的66%。因此，除能效措施外，中国还需采取其他重大行动来实现其2020年和2030年的节能减排目标，同时这些行动也有助于将全球平均气温增幅控制在1.5℃以内。本文主要研究通过采用额外的技术来进一步降低中国未来二氧化碳排放量的可行性，相关技术选项包括最大限度地提高电气化水平、电力部门脱碳以及在需求侧利用可再生能源技术等。
近期的一些模型研究分析了在高比例可再生能源发展情景下中国二氧化碳排放的可能轨迹，相关研究包括《中国2050高比例可再生能源发展情景暨途径研究》（ERI 2015）及《可再生能源前景：中国——REmap 2030分析》（IRENA 2014）。不过，本文作者尚未发现同时考虑到能效、电气化及非常规可再生资源利用（如可再生热能）等措施对中国2050年前二氧化碳排放综合影响的近期研究。此外，可再生能源技术已在一些欧洲国家的需求侧部门得到广泛应用，如低温可再生热能技术以及太阳热能采暖和制冷技术，但这些技术尚未在中国未来的二氧化碳排放展望中予以考虑。此外，整个经济体的最大可能电气化率通常通过历史趋势外推或者人均用电量达到发达国家水平的方法来估计，但这种方法通常导致预测的电气化率过高，从终端用能部门角度来看可能不具有可行性。
本研究采用自下而上的全国终端用能模型评估了中国的二氧化碳排放路径。这些路径除了包括成本有效的能效技术和燃料替换策略外，还包括最大限度地实现终端电气化和在需求侧部门采用新的可再生资源等策略，因此具有更低的二氧化碳排放量。本文采用情景分析法来评估中国在下述技术选项中潜在的二氧化碳减排量，即电力部门迅速脱碳、各终端用能部门最大限度地实现电气化、工业部门最大限度地利用生物质能和低温可再生热能以及建筑部门最大限度地利用太阳能采暖、制冷和水暖技术。
本文第一部分概述了自下而上的终端用能建模方法。第二部分探讨了在本研究四种不同情景中使用的具体假设，包括对中国最大限度地实现电气化和采用需求侧可再生能源技术的潜力进行评估。第三部分展示了每种情景下各部门的能源和二氧化碳排放结果以及二氧化碳排放总量的变化趋势，第四部分基于主要结果给出了研究结论和政策建议。
1 建模方法
本研究采用中国2050年“需求资源能源分析模型”（DREAM）来评估中国未来的能源和二氧化碳排放轨迹，并通过该模型分析除了成本有效的能效技术之外其他的策略对二氧化碳排放的潜在影响。中国2050DREAM模型的基础是一套针对中国能源和经济结构构建的核算框架，该框架依托于斯德哥尔摩环境研究所开发的LEAP（长期能源替代规划）软件平台。LEAP是一个中长期综合建模平台，可用于追踪一个经济体各个部门的能源消费、生产和资源开采活动，也可用于长期情景分析。LEAP允许对深入至终端使用层面的技术发展进行综合的、基于情景的建模和表征，并已被全球190多个国家和地区采纳并使用（Heaps 2016）1。中国2050 DREAM模型是由劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）中国能源研究室于2005年使用LEAP开发的。作为“重塑能源：中国”研究项目的一部分，研究团队近期对该模型进行了完善和更新。上述研究项目由LBNL与美国落基山研究所和中国能源研究所（ERI）经历三年合作完成（ERI， LBNL and RMI 2016）。其中，ERI是能源领域领先的政府智库，为中国的关键政策和规划制定部门——国家发展和改革委员会提供咨询。
中国2050DREAM模型包括一个由四个2子部门组成的需求模块以及一个由能源生产、输送及分配子部门组成的转换模块。基于LEAP平台，中国2050 DREAM模型描述了能源系统的不同方面，包括终端用能技术的扩散、宏观经济整体和具体部门的能源需求驱动因素、开采化石燃料和生产能源所需的能源投入以及有著不同发电调度算法的电力部门等。基于同Kaya恒等式相关的“影响=人口×富裕×技术”（IPAT）框架，本模型描述了能源使用活动的宏观经济和物理驱动因素，并详细考虑了终端使用层面的技术发展。在此基础上，使用该模型评估从基年到2050年中国的发展对能源和二氧化碳排放的总体影响。 中国2050 DREAM模型的需求模块包括居住建筑、公共建筑、工业和交通等四个主要的经济部门。对于推动能源使用活动的关键宏观经济参数（如经济增长、人口和城市化），基于国际上及中国的权威研究报告确定其情景值，如联合国《世界人口展望》报告以及中国能源研究所的报告。对于居住建筑部门而言，城镇化和家庭收入的增加将推动能源消费。这是因为城镇家庭通常比农村家庭消费更多商品能源，同时家庭收入的增加也带动了住房面积（以及相应的采暖、制冷和照明负荷）和家电拥有量的增长。类似地，公共建筑部门的能源需求由两个关键因素驱动，包括不同建筑类型的建筑面积（占地面积）以及诸如采暖、制冷和照明（MJ/m2）等活动的终端用能强度。建筑部门也可从以下角度进行区分，包括三个主要气候区、新建与既有建筑以及五个建筑效率类别等。
对于工业部门，该模型包括了12个以物质生产为特征的能源密集型工业子行业，包括水泥、钢铁、铝、氨和乙烯等关键重工业行业。这些行业的能耗主要由以下几个重要的物理驱动因素驱动，包括为了容纳不断增长的城市人口而新建的建成环境、农作物播种面积、肥料施用强度以及人均塑料需求等。另外，还有18个以附加值生产为特征的轻工业子行业，例如食品业、饮料和烟草制品业、纺织业、医药制品业以及金属制品业等各种制造业。这些行业的活动水平完全由宏观经济因素驱动，其预测值来自ERI针对中国构建的可计算一般均衡模型。交通需求由货运和客运需求驱动，其中货运量是经济活动（以工业部门生产增加值衡量）的函数，而客运量则是基于各类运输方式（如公共汽车、火车及私家车）的平均车辆行驶里程计算。在能源需求模块中，本模型能够从终端用能、技术和燃料结构以及技术变革等角度描述各部门的能源消费模式。其中，技术和燃料结构包括了用能设备的市场饱和趋势及使用趋势，而技术变革包括了能效的提高以及存在于经济增长、城市发展与能源需求之间的复杂联系。
2 情景分析
本研究构建了四种情景来评估中国潜在的二氧化碳減排量，在情景中考虑了电力部门迅速脱碳、各部门最大限度地实现电气化以及工业部门和建筑部门最大限度地利用生物质能和新兴的可再生能源技术。“参考情景”以及“成本有效的能效和可再生能源情景”是作为“重塑能源：中国”研究项目的一部分而构建的。在此基础上，本研究构建了两种新的情景，用来评估除了成本有效的措施之外其他措施的最大技术减排潜力。这些措施包括将所有终端用能部门电气化（含电力部门脱碳）以及在需求侧最大限度地使用可再生能源技术。新增的这两个情景旨在评估电气化和在需求侧采用可再生能源技术的最大技术可行潜力，以便与“成本有效的能效和可再生能源情景”进行对比。
四种情景都具有相同的宏观经济驱动因素，例如人口、城市化和国内生产总值增速等。然而，由于工业内部结构的调整，参考情景下工业子行业的活动水平与其他三种“替代”情景不同。与参考情景相比，替代情景下的行业结构将从能源密集型的重工业转移到高附加值的轻工业，因此替代情景下的轻工业增长较快，而重工业增长较慢。三种替代情景具有相同的工业总体和工业子行业的活动水平（包括实物生产和附加值生产）。类似地，发电技术的装机容量在参考情景和其他三种替代情景之间也存在差异，这反映了各情景下电力部门脱碳步伐的不同。在参考情景中，为了达到中国公布的非化石能源占比目标，非化石能源（包括核能）的装机容量将会不断增长，到2050年62%的发电装机容量将来自非化石能源。在三个替代情景中，到2050年电力系统将新增2940GW以上的太阳能和风能装机容量，非化石能源将占总发电装机容量的83%。
2.1 参考情景
将参考情景作为基线情景，假设到2010年为止所有仍在实施的政策在未来依然有效，并将继续对所有能源需求、供应和转换部门产生影响。这些政策不仅包括到2010年为止中国已采用的关于能源和二氧化碳排放强度的全部减排目标，还包括已公布的电力部门非化石能源发电装机容量目标。作为一个与事实相悖的基线情景，参考情景假定在2010年之后将不再引入额外的政策，但在2050年之前技术将持续自主改进。
2.2 成本有效的能效和可再生能源情景
该情景假设到2050年中国最大限度地采用当前已经商业化的、具有成本效益的能效技术与可再生能源供应。例如，对于建筑部门，假设最节能又具有成本效益3的电器和设备到2050年时将达到100%的市场饱和度。对于所有终端用能部门以及电力和热力生产部门，假设高能效和更清洁（如非化石能源）的技术将随着时间的推移而得到加速采用。此外，该情景也考虑了终端用能电气化水平的提高。本研究对于具体技术的相关信息进行了详细分析，包括各项技术的投资、运营成本、能源使用、国际经验、各部门利益相关方的意见以及专家意见等。在此基础上，确定该情景下的电气化水平提高程度，确保其具有成本有效性。
由于字数限制，有关“参考情景”和“成本有效的能效和可再生能源情景”中各部门技术采纳和燃料替换的具体假设，请参考《〈重塑能源：中国〉执行摘要》（ERI，LBNL和RMI，2016）的相关讨论。此外，另一篇编号为1-242-17的“2017年ECEEE夏季研讨会”论文（Price et al，2017）也对这两个情景的假设做了重点讨论。
2.3 最大限度实现电气化情景
构建“最大限度实现电气化情景”是为了评估除了成本有效的能效和可再生能源技术之外的、来自需求部门最大限度实现电气化的额外二氧化碳减排量。该情景基于“成本有效的能效和可再生能源情景”构建，但对所有终端用能部门进行了额外的电气化。针对国际上相关技术的采用率和政策趋势进行了评估和分析，并在此基础上对有代表性的建筑终端用能、运输方式和工业生产过程提出了有关假设。
2.3.1交通
对于客运部门，假设到2050年出租车和非个人用车完全实现电气化，即电动汽车（EV）的使用率为100%。近40个中国城市已经制定了电动汽车占市政用车的比重在2015年达到30%的目标，而且随着补贴政策的持续实施，预计这一比重在2020年前将进一步提高（MIIT 2013）。为了使私人电动汽车的使用量迅速增加，从当前至2050年需要为此提供政策支持并建设基础设施。目前，40个城市中的21个同时采用了货币和非货币的电动汽车激励政策，包括在国家补贴的基础上给与地方配套补贴以及免除在当地办理车牌的限制（Shi et al， 2015）。对于货运部门中卡车车队的插电式混合动力柴油车，本研究基于轻型和中型卡车的预期行驶里程来确定其基年到2050年的最大技术可行普及率。 2.3.2工业
对于玻璃业、食品和饮料业以及纸浆和造纸业的工业生产过程，由于没有中国或亚洲的具体信息，因此基于英国政府的工业脱碳和能效路线图确定上述工业生产过程的电气化水平。此处考虑了三个具体应用，包括：
在玻璃业用电熔替代化石燃料熔融
在食品和饮料业用电力点火替代燃煤点火
在纸浆和造纸业用电力干燥机替代热力干燥机
目前，以上应用均未实现商业化。根据英国政府发布的《迈向2050年的工业脱碳和能源效率路线图——玻璃业》报告，玻璃业的电熔技术可能在2030年以后实现商业化（UK 2015a）。基于上述信息，假设中国玻璃业从2030年开始引入电熔技术，且到2050年市场份额达到30%。此外，还假设中国食品和饮料业的电力點火技术和中国纸浆和造纸业的电力干燥机将从2035年开始实现商业化（UK 2015b， UK 2015c），且到2050年市场份额分别达到10%和5%。鉴于这些技术目前仍处于研究阶段且缺少增量成本的信息，因此本文对未来市场份额普及率的假设相对保守。
2.3.3建筑
对于公共建筑，由于目前的空气源热泵技术不能在较冷的温度下有效地工作，所以在技术层面上最大限度地采用空气源和地源热泵分别进行采暖和制冷时，需要考虑地理局限性和气候条件的不同。需特别指出的是，华北、过渡区与华南气候区的热泵特性与应用分别是基于挪威和瑞典、法国以及意大利的基准确定的（表1）。
2.4 需求侧最大限度使用可再生能源情景
除了在交通、特定工业子行业和公共建筑部门最大限度地使用技术上可行的电气化技术以外，“需求侧最大限度使用可再生能源情景”还在“最大限度实现电气化情景”的基础上额外考虑了可再生能源的使用。具体而言，在工业部门采用非常规可再生热能和生物质能技术，并在公共建筑部门采用太阳能热技术。基于国际上相关技术的已有应用，本情景假定了基年至2050年中国需求部门对非常规可再生能源的额外使用量。本情景未考虑供应侧（包括电力部门）对可再生能源的额外使用，且发电燃料结构与“成本有效的能效和可再生能源情景”相同。
2.4.1 工业部门可再生热能利用
本研究仅关注温度低于100°C的低位热能。可再生热源包括太阳热能、常规地热能和生物质能。在工业部门中，低位热能需求来自工艺物料流、工艺冷却和暖通空调系统，其中工艺物料流是低位热能需求的主要来源（USEPA， 2016）。部分工业生产过程需要用到工艺热能，例如热水或蒸汽需求过程、干燥和脱水过程、预热、巴氏消毒和灭菌、洗涤和清洁以及化学反应等（Mekhilef， Saidur，
关键词：巴黎协定；重塑能源；用能模型和情景分析；二氧化碳；中国
中图法分类号：F426 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2018.03.007
0 引言
为支持《巴黎协定》，中国承诺在2030年左右达到二氧化碳排放峰值并争取提前达峰，并且2030年单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降60%至65%。在此之前，中国已在2014年11月的《中美气候变化联合声明》中承诺，到2030年中国的非化石能源比重将提高到20%左右。此外，中国还在“十三五”（2016～2020）规划中提出，到2020年单位国内生产总值能耗降低15%以及单位国内生产总值二氧化碳排放降低18%。上述目标是在中国政府多年来推动相关工作的基础上提出的，这些工作包括在所有需求侧部门提高能效以及尝试对电力部门进行脱碳。虽然2005年至2014年中国的单位国内生产总值能耗下降了30%，但一次能源消费总量增加了163%，并且2014年煤炭仍占一次能源消费的66%。因此，除能效措施外，中国还需采取其他重大行动来实现其2020年和2030年的节能减排目标，同时这些行动也有助于将全球平均气温增幅控制在1.5℃以内。本文主要研究通过采用额外的技术来进一步降低中国未来二氧化碳排放量的可行性，相关技术选项包括最大限度地提高电气化水平、电力部门脱碳以及在需求侧利用可再生能源技术等。
近期的一些模型研究分析了在高比例可再生能源发展情景下中国二氧化碳排放的可能轨迹，相关研究包括《中国2050高比例可再生能源发展情景暨途径研究》（ERI 2015）及《可再生能源前景：中国——REmap 2030分析》（IRENA 2014）。不过，本文作者尚未发现同时考虑到能效、电气化及非常规可再生资源利用（如可再生热能）等措施对中国2050年前二氧化碳排放综合影响的近期研究。此外，可再生能源技术已在一些欧洲国家的需求侧部门得到广泛应用，如低温可再生热能技术以及太阳热能采暖和制冷技术，但这些技术尚未在中国未来的二氧化碳排放展望中予以考虑。此外，整个经济体的最大可能电气化率通常通过历史趋势外推或者人均用电量达到发达国家水平的方法来估计，但这种方法通常导致预测的电气化率过高，从终端用能部门角度来看可能不具有可行性。
本研究采用自下而上的全国终端用能模型评估了中国的二氧化碳排放路径。这些路径除了包括成本有效的能效技术和燃料替换策略外，还包括最大限度地实现终端电气化和在需求侧部门采用新的可再生资源等策略，因此具有更低的二氧化碳排放量。本文采用情景分析法来评估中国在下述技术选项中潜在的二氧化碳减排量，即电力部门迅速脱碳、各终端用能部门最大限度地实现电气化、工业部门最大限度地利用生物质能和低温可再生热能以及建筑部门最大限度地利用太阳能采暖、制冷和水暖技术。
本文第一部分概述了自下而上的终端用能建模方法。第二部分探讨了在本研究四种不同情景中使用的具体假设，包括对中国最大限度地实现电气化和采用需求侧可再生能源技术的潜力进行评估。第三部分展示了每种情景下各部门的能源和二氧化碳排放结果以及二氧化碳排放总量的变化趋势，第四部分基于主要结果给出了研究结论和政策建议。
1 建模方法
本研究采用中国2050年“需求资源能源分析模型”（DREAM）来评估中国未来的能源和二氧化碳排放轨迹，并通过该模型分析除了成本有效的能效技术之外其他的策略对二氧化碳排放的潜在影响。中国2050DREAM模型的基础是一套针对中国能源和经济结构构建的核算框架，该框架依托于斯德哥尔摩环境研究所开发的LEAP（长期能源替代规划）软件平台。LEAP是一个中长期综合建模平台，可用于追踪一个经济体各个部门的能源消费、生产和资源开采活动，也可用于长期情景分析。LEAP允许对深入至终端使用层面的技术发展进行综合的、基于情景的建模和表征，并已被全球190多个国家和地区采纳并使用（Heaps 2016）1。中国2050 DREAM模型是由劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）中国能源研究室于2005年使用LEAP开发的。作为“重塑能源：中国”研究项目的一部分，研究团队近期对该模型进行了完善和更新。上述研究项目由LBNL与美国落基山研究所和中国能源研究所（ERI）经历三年合作完成（ERI， LBNL and RMI 2016）。其中，ERI是能源领域领先的政府智库，为中国的关键政策和规划制定部门——国家发展和改革委员会提供咨询。
中国2050DREAM模型包括一个由四个2子部门组成的需求模块以及一个由能源生产、输送及分配子部门组成的转换模块。基于LEAP平台，中国2050 DREAM模型描述了能源系统的不同方面，包括终端用能技术的扩散、宏观经济整体和具体部门的能源需求驱动因素、开采化石燃料和生产能源所需的能源投入以及有著不同发电调度算法的电力部门等。基于同Kaya恒等式相关的“影响=人口×富裕×技术”（IPAT）框架，本模型描述了能源使用活动的宏观经济和物理驱动因素，并详细考虑了终端使用层面的技术发展。在此基础上，使用该模型评估从基年到2050年中国的发展对能源和二氧化碳排放的总体影响。 中国2050 DREAM模型的需求模块包括居住建筑、公共建筑、工业和交通等四个主要的经济部门。对于推动能源使用活动的关键宏观经济参数（如经济增长、人口和城市化），基于国际上及中国的权威研究报告确定其情景值，如联合国《世界人口展望》报告以及中国能源研究所的报告。对于居住建筑部门而言，城镇化和家庭收入的增加将推动能源消费。这是因为城镇家庭通常比农村家庭消费更多商品能源，同时家庭收入的增加也带动了住房面积（以及相应的采暖、制冷和照明负荷）和家电拥有量的增长。类似地，公共建筑部门的能源需求由两个关键因素驱动，包括不同建筑类型的建筑面积（占地面积）以及诸如采暖、制冷和照明（MJ/m2）等活动的终端用能强度。建筑部门也可从以下角度进行区分，包括三个主要气候区、新建与既有建筑以及五个建筑效率类别等。
对于工业部门，该模型包括了12个以物质生产为特征的能源密集型工业子行业，包括水泥、钢铁、铝、氨和乙烯等关键重工业行业。这些行业的能耗主要由以下几个重要的物理驱动因素驱动，包括为了容纳不断增长的城市人口而新建的建成环境、农作物播种面积、肥料施用强度以及人均塑料需求等。另外，还有18个以附加值生产为特征的轻工业子行业，例如食品业、饮料和烟草制品业、纺织业、医药制品业以及金属制品业等各种制造业。这些行业的活动水平完全由宏观经济因素驱动，其预测值来自ERI针对中国构建的可计算一般均衡模型。交通需求由货运和客运需求驱动，其中货运量是经济活动（以工业部门生产增加值衡量）的函数，而客运量则是基于各类运输方式（如公共汽车、火车及私家车）的平均车辆行驶里程计算。在能源需求模块中，本模型能够从终端用能、技术和燃料结构以及技术变革等角度描述各部门的能源消费模式。其中，技术和燃料结构包括了用能设备的市场饱和趋势及使用趋势，而技术变革包括了能效的提高以及存在于经济增长、城市发展与能源需求之间的复杂联系。
2 情景分析
本研究构建了四种情景来评估中国潜在的二氧化碳減排量，在情景中考虑了电力部门迅速脱碳、各部门最大限度地实现电气化以及工业部门和建筑部门最大限度地利用生物质能和新兴的可再生能源技术。“参考情景”以及“成本有效的能效和可再生能源情景”是作为“重塑能源：中国”研究项目的一部分而构建的。在此基础上，本研究构建了两种新的情景，用来评估除了成本有效的措施之外其他措施的最大技术减排潜力。这些措施包括将所有终端用能部门电气化（含电力部门脱碳）以及在需求侧最大限度地使用可再生能源技术。新增的这两个情景旨在评估电气化和在需求侧采用可再生能源技术的最大技术可行潜力，以便与“成本有效的能效和可再生能源情景”进行对比。
四种情景都具有相同的宏观经济驱动因素，例如人口、城市化和国内生产总值增速等。然而，由于工业内部结构的调整，参考情景下工业子行业的活动水平与其他三种“替代”情景不同。与参考情景相比，替代情景下的行业结构将从能源密集型的重工业转移到高附加值的轻工业，因此替代情景下的轻工业增长较快，而重工业增长较慢。三种替代情景具有相同的工业总体和工业子行业的活动水平（包括实物生产和附加值生产）。类似地，发电技术的装机容量在参考情景和其他三种替代情景之间也存在差异，这反映了各情景下电力部门脱碳步伐的不同。在参考情景中，为了达到中国公布的非化石能源占比目标，非化石能源（包括核能）的装机容量将会不断增长，到2050年62%的发电装机容量将来自非化石能源。在三个替代情景中，到2050年电力系统将新增2940GW以上的太阳能和风能装机容量，非化石能源将占总发电装机容量的83%。
2.1 参考情景
将参考情景作为基线情景，假设到2010年为止所有仍在实施的政策在未来依然有效，并将继续对所有能源需求、供应和转换部门产生影响。这些政策不仅包括到2010年为止中国已采用的关于能源和二氧化碳排放强度的全部减排目标，还包括已公布的电力部门非化石能源发电装机容量目标。作为一个与事实相悖的基线情景，参考情景假定在2010年之后将不再引入额外的政策，但在2050年之前技术将持续自主改进。
2.2 成本有效的能效和可再生能源情景
该情景假设到2050年中国最大限度地采用当前已经商业化的、具有成本效益的能效技术与可再生能源供应。例如，对于建筑部门，假设最节能又具有成本效益3的电器和设备到2050年时将达到100%的市场饱和度。对于所有终端用能部门以及电力和热力生产部门，假设高能效和更清洁（如非化石能源）的技术将随着时间的推移而得到加速采用。此外，该情景也考虑了终端用能电气化水平的提高。本研究对于具体技术的相关信息进行了详细分析，包括各项技术的投资、运营成本、能源使用、国际经验、各部门利益相关方的意见以及专家意见等。在此基础上，确定该情景下的电气化水平提高程度，确保其具有成本有效性。
由于字数限制，有关“参考情景”和“成本有效的能效和可再生能源情景”中各部门技术采纳和燃料替换的具体假设，请参考《〈重塑能源：中国〉执行摘要》（ERI，LBNL和RMI，2016）的相关讨论。此外，另一篇编号为1-242-17的“2017年ECEEE夏季研讨会”论文（Price et al，2017）也对这两个情景的假设做了重点讨论。
2.3 最大限度实现电气化情景
构建“最大限度实现电气化情景”是为了评估除了成本有效的能效和可再生能源技术之外的、来自需求部门最大限度实现电气化的额外二氧化碳减排量。该情景基于“成本有效的能效和可再生能源情景”构建，但对所有终端用能部门进行了额外的电气化。针对国际上相关技术的采用率和政策趋势进行了评估和分析，并在此基础上对有代表性的建筑终端用能、运输方式和工业生产过程提出了有关假设。
2.3.1交通
对于客运部门，假设到2050年出租车和非个人用车完全实现电气化，即电动汽车（EV）的使用率为100%。近40个中国城市已经制定了电动汽车占市政用车的比重在2015年达到30%的目标，而且随着补贴政策的持续实施，预计这一比重在2020年前将进一步提高（MIIT 2013）。为了使私人电动汽车的使用量迅速增加，从当前至2050年需要为此提供政策支持并建设基础设施。目前，40个城市中的21个同时采用了货币和非货币的电动汽车激励政策，包括在国家补贴的基础上给与地方配套补贴以及免除在当地办理车牌的限制（Shi et al， 2015）。对于货运部门中卡车车队的插电式混合动力柴油车，本研究基于轻型和中型卡车的预期行驶里程来确定其基年到2050年的最大技术可行普及率。 2.3.2工业
对于玻璃业、食品和饮料业以及纸浆和造纸业的工业生产过程，由于没有中国或亚洲的具体信息，因此基于英国政府的工业脱碳和能效路线图确定上述工业生产过程的电气化水平。此处考虑了三个具体应用，包括：
在玻璃业用电熔替代化石燃料熔融
在食品和饮料业用电力点火替代燃煤点火
在纸浆和造纸业用电力干燥机替代热力干燥机
目前，以上应用均未实现商业化。根据英国政府发布的《迈向2050年的工业脱碳和能源效率路线图——玻璃业》报告，玻璃业的电熔技术可能在2030年以后实现商业化（UK 2015a）。基于上述信息，假设中国玻璃业从2030年开始引入电熔技术，且到2050年市场份额达到30%。此外，还假设中国食品和饮料业的电力點火技术和中国纸浆和造纸业的电力干燥机将从2035年开始实现商业化（UK 2015b， UK 2015c），且到2050年市场份额分别达到10%和5%。鉴于这些技术目前仍处于研究阶段且缺少增量成本的信息，因此本文对未来市场份额普及率的假设相对保守。
2.3.3建筑
对于公共建筑，由于目前的空气源热泵技术不能在较冷的温度下有效地工作，所以在技术层面上最大限度地采用空气源和地源热泵分别进行采暖和制冷时，需要考虑地理局限性和气候条件的不同。需特别指出的是，华北、过渡区与华南气候区的热泵特性与应用分别是基于挪威和瑞典、法国以及意大利的基准确定的（表1）。
2.4 需求侧最大限度使用可再生能源情景
除了在交通、特定工业子行业和公共建筑部门最大限度地使用技术上可行的电气化技术以外，“需求侧最大限度使用可再生能源情景”还在“最大限度实现电气化情景”的基础上额外考虑了可再生能源的使用。具体而言，在工业部门采用非常规可再生热能和生物质能技术，并在公共建筑部门采用太阳能热技术。基于国际上相关技术的已有应用，本情景假定了基年至2050年中国需求部门对非常规可再生能源的额外使用量。本情景未考虑供应侧（包括电力部门）对可再生能源的额外使用，且发电燃料结构与“成本有效的能效和可再生能源情景”相同。
2.4.1 工业部门可再生热能利用
本研究仅关注温度低于100°C的低位热能。可再生热源包括太阳热能、常规地热能和生物质能。在工业部门中，低位热能需求来自工艺物料流、工艺冷却和暖通空调系统，其中工艺物料流是低位热能需求的主要来源（USEPA， 2016）。部分工业生产过程需要用到工艺热能，例如热水或蒸汽需求过程、干燥和脱水过程、预热、巴氏消毒和灭菌、洗涤和清洁以及化学反应等（Mekhilef， Saidur，