下面再來考慮分析我國未來碳中和的情景。到2060年，我國人口可能會稍微減少一點，在14億以下；中國是制造業大國，一二三產業中，二產比例會比發達國家高點，比現在稍微低點。現在人均1.2萬億美元，將來能漲到4萬億美元，也就是總數為五十幾萬億美元，工業增加值到16萬億美元。在這個規模下，實現零碳的關鍵點首先是優先用電，終端用能盡可能減少對各種化石燃料的依賴，充分考慮到改為先進技術和全面電氣化之后導致的用能效率的提高。

 

從這些角度出發，分別看一看工業、交通和建筑這三個主要領域未來會是什么樣。圖1是中國和幾個發達國家目前的工業用能狀況，圖2是中國和這幾國在幾個主要的制造業領域的用能占比。

 

可以看出中國單位制造業的增加值能源顯著高于發達國家，這并不是因為我國生產、制造用能效率太低，而是兩個原因造成的。一是制造業的結構比例不一樣，我國鋼鐵、有色、建材比西方國家的比例高得多，幾乎占50%。鋼鐵、有色、建材的旺盛需求是為了滿足高速城鎮化發展和基礎設施建設的需要。這部分用能高，但產品增加值不高，這是導致制造業單位產值能耗高的一個重要原因。另一個原因是我國產品相對低端，同樣的東西價格太低，導致我國單位產值能耗太高。

 

未來，工業很重要的一個方面是結構調整，減少鋼鐵建材的占比，增加高附加值的機電產品、信息、生物等產品。一方面，隨著大規模的城鎮化建設跟基礎設施建設逐漸“軟著陸”，我國社會經濟發展的重點包括制造業發展的重點也會調整，將轉為信息業、生物產業和第三產業，這樣調整產業結構慢慢會順過來。另一方面，加強產品性能，從低端到中端再到高端提高產品附加值，減少單位產值的能耗。

 

更重要的任務是改變生產過程中的工業用能方式。對流程產業來說，面臨著工業流程和工藝方式的改變，例如中國的鋼鐵產業現在90%為長流程，從礦石出發，西方包括印度短流程的比例比咱們高得多，現在中國經過這么多年的發展，存在中國這片土地上的鋼材，一些統計表明我國人均量快接近美國的人均量了，所以逐漸廢鋼鐵的可獲得量就多了，因此會提高短流程的比例，減少長流程的比例。此外，發展新技術，比如拿氫還原替代焦炭。

 

化工領域也將面臨大變革，因為原料變了，需要改變生產方式，減少對化石能源的依賴，有可能將來把其他部門CCS（碳捕獲與封存）產生的CO2再變為化工的重要原料，將來以氫和CO2為重要原料的新型化工業將興起。另外，建材將來也要發生革命性變化，也將改變生產工藝，改變整個生產方式。

 

而輕工業、食品業、機電業、信息業面臨的就不是改變工藝，他們的用能一個是用電，再就是需要熱量。用電有可再生電力供給，熱量有蒸汽、熱水，該從哪來，怎么滿足這些非流程工業的熱是供應問題，這又變成了一件必須要解決的事。

 

再看工業領域，分成流程工業和非流程工業，這就會發現一個重要特點：冶金、有色、建材、化工，將來一定還會保留一部分，以滿足經濟社會發展需要。即使流程改變之后，從總的生產過程來看，還會釋放出大量的余熱，高溫部分，這些年通過回收余熱、余壓發電做得挺好。但是對于150℃以下或者200℃以下的余熱，很多時候都排掉了，尤其是100℃以下的余熱。因為沒有化石能源了，回收這塊熱量非常重要，可以用于其他非流程工業生產過程和建筑對熱量的需求，這是對流程工業提出的余熱回收的要求。

 

非流程工業如機電、生物、信息、輕工等，現在還用7億噸標煤的化石能源，這些化石能源主要用來提供大量的中低品類的熱量用于生產。這里面有50億～60億GJ（吉焦）熱量，部分熱量可以回收實現循環經濟，但是總量是欠缺的。現在的做法是拿化石燃料補，把鋼鐵、冶金流程工業排在中低品位熱量回收回來給它們用，替代這些工業所用的化石燃料。

 

這兩類工業在熱量上是互補型的，但不是在同一個地方，不是挨著的，甚至還挺遠，產熱和需要熱的時間也不一樣，所以需要建設大規模的跨區域熱網和跨季節儲熱系統，把熱量回收起來，為非流程工業供熱。這兩邊的熱量的參數壓力包括蒸汽還是熱水，溫度參數也不一樣，可以通過由熱泵和其他裝置組成的熱量變換器實現單獨的一對一的提供，分別根據所需要的壓力、溫度進行熱量轉換，從而滿足非流程工業對熱量的不同需要。

 

中國工業現在每年是5萬億度電，未來由于電氣化還會漲到7萬億度電，還要額外7億噸標煤用于流程工業，產生出50億~60億GJ的熱量用于非流程工業和建筑，非流程工業有些地方還得用燃料，得用3億噸標煤，這是工業未來的情況。