化石燃料消费是二氧化碳排放增加的主要来源。2003年以来，煤炭消费一直是二氧化碳排放的第1大来源。2019年煤炭、石油、天然气消费所排放的二氧化碳量分别占总排量的45%、43%、22%。电力行业是最大的碳排放行业，占总排量的38%，其次为交通、工业和建筑等行业，分别占总排量的24%、23%和9%。

2.2碳中和面临的主要问题

碳中和应对全球气候变化已成为全球共识，但在实施过程中还面临政治、资源、技术、市场、能源结构等多方面挑战。

2.2.1政治层面

实现碳中和是全球性目标，需要世界各国合作应对，联合国常任理事国应率先在碳中和目标上做出表率，但是美国和俄罗斯两个常任理事国尚未承诺实现碳中和。全球碳排放前5名国家中的印度还没有承诺实现碳中和时间。安哥拉、伊朗、伊拉克、南苏丹、土耳其、也门等国最初签署了《巴黎气候协定》，但还没有正式立法批准。另有99个国家正在讨论碳中和目标，能否通过碳中和目标尚未定论。

2.2.2资源层面

新能源替代化石燃料是实现碳中和的根本措施。全球太阳能、风能等新能源分布存在时空差异性，为新能源规模发展带来挑战。全球太阳能资源主要集中在赤道附近南北回归线之间，以非洲北部撒哈拉地区最为丰富，非洲大陆东侧及南部、澳大利亚和中国西北地区也是太阳能资源丰富区。风能资源主要分布在东亚、东南亚、中亚、美洲30°S—30°N地区，以及中国北部和东部、蒙古、澳大利亚东北部、非洲撒哈拉沙漠以南等地区。全球陆地太阳能和风能资源存在明显的地区性与季节性差异。

2.2.3技术层面

新能源技术成熟度决定了碳中和进程的快慢。太阳能、风能等新能源发电总体价格仍较煤发电高，峰谷稳定性差，调峰技术有待进一步创新。重工业和长途运输等领域难以实现电气化，氢燃料电池是最优选择，但部分关键技术仍处于示范或原型阶段，尚未大规模推广和工业化应用。与传统化石能源制氢（即“灰氢”）相比，可再生能源制氢（即“绿氢”）的成本较高，配套的二氧化碳捕集与封存技术尚处于示范阶段。虽然低碳技术转移具有显著的减排和升温控制效果，但发达国家承诺对发展中国家提供资金和低碳技术援助尚未兑现。

2.2.4市场层面

碳中和进程中，新能源的推广与应用取决于成本优势和应用便利程度。目前，新能源成本逐年下降，但相对于化石能源仍缺乏竞争力。特别是2020年全球原油价格暴跌，化石能源的成本优势对新能源转型产生不利影响。新能源配套设备不完善，应用不便利，如充电桩尚未普及、加氢站数量少等问题推高了新能源汽车的使用成本。

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