2. 释放产业净零排放转型潜力

2.1 如果不考虑工业发展，到 2050 年无法实现净零排放

工业活动产生的排放量占人为排放量的30%以上124 没有它们，净零排放经济就不可能实现。然而，各行业在脱碳方面面临着诸多挑战，例如缺乏具有竞争力的低排放技术、配套基础设施发展有限以及转型资金匮乏。展望未来，“清洁需求”信号可能成为加速“清洁供应”的转折点。

工业是全球经济的支柱，为现代社会的持续发展提供所需的能源和材料。排放
工业燃料燃烧和生产过程产生的温室气体排放量占全球温室气体排放量的 30% 以上¹²⁵（全球温室气体排放量总计 51 GT CO₂当量¹²⁶）；因此，工业转型对于实现净零排放的世界至关重要。

尽管过去十年在电力生产脱碳方面取得了令人鼓舞的进展（2010年至2020年间，全球可再生能源发电量占比从20%上升至29%¹²⁷），但许多行业仍在探索通往低碳未来的道路。特别是水泥和混凝土、钢铁、石油和天然气、化工以及煤炭开采这五大重工业，它们合计占所有工业排放量的80%（图10），需要在2030年前进行重大转型，才能确保2050年净零排放目标得以实现¹²⁸。

图 10：各部门排放量与全球排放量（51 GTCO2e）对比

Image: 突破能源，行业分析，“制造业各子行业的排放量细分”

人口和经济增长很可能在2050年以后继续推动对工业产品的需求，能源转型本身也将如此。例如，铝、钢铁和许多矿物¹²⁹是制造太阳能电池板、风力涡轮机、电网和电动汽车的关键元素。预计未来三十年，钢铁需求将增长30%¹³⁰，水泥和氨的需求将增长40%^131,132，铝的需求将增长80%¹³³（图11）。此外，除最激进的脱碳情景外，所有预测都认为，到2050年及以后，石油和天然气在能源结构中仍将发挥重要作用，尽管其作用有所减弱¹³⁴。

图 11：2050 年全球各行业需求预测

Image: 国际能源署，《2050年净零排放：全球能源部门路线图》，2021年；国际能源署，《钢铁技术路线图：迈向更可持续的炼钢》，2020年；全球水泥和混凝土协会，《混凝土的未来：全球水泥和混凝土协会2050年净零混凝土行业路线图》，2021年；国际能源署，《氨技术路线图：迈向更可持续的氮肥生产》，2021年；国际铝业协会，《2050年铝业温室气体排放路径》，2021年；国际能源署，《2021年世界能源展望》，2021年。

此外，目前重工业产品的可行替代方案仍然有限。新型水泥化学配方虽然碳排放量可能较低，但由于资源供应稀缺（例如粉煤灰、煅烧粘土）以及由此产生的水泥性能差异，它们可能只能替代全球市场的一小部分份额。尽管其他材料可以替代钢铁，但“钢铁的高强度、可回收性和耐久性，以及其易于制造产品和相对较低的成本，使得即使到2050年，也很难对其进行全面替代。”¹³⁵ 在缺乏可规模化替代品的情况下，唯一可能的出路是积极推进脱碳。

重工业，特别是钢铁、水泥、化工和铝业，由于其诸多内在特点，通常被称为“难以减排”的行业，即难以脱碳的行业：

这些行业拥有能源密集型的复杂价值链，有时还会产生工艺排放（例如，60% 的水泥排放来自石灰石的煅烧；136 42% 的石油和天然气排放来自排放和逸散的甲烷137）。

这些行业属于资本密集型行业，投资周期长，利润率低，所有这些都给行业转型带来了挑战；大幅减少排放的机会，例如进行重大检修、衬里更换或工厂重建，每20-30年才会出现一次。¹³⁸

- 他们运营的生产设施历来都位于自然资源（例如煤矿、采石场）和/或需求中心附近；这些地点可能距离丰富的清洁能源（例如太阳能、水力发电）相当远。

- 它们对国内经济至关重要，同时也是全球市场的供应来源，因此，如果相关要求可能导致竞争力下降，那么减排措施的引入就会变得复杂。

这些行业通常雇佣大量专业人员，并维持着广泛的本地供应商和客户网络。确保这些行业的公正转型是公共机构的优先事项。¹³

G20 国家创造了全球 85% 的工业产值140，并造成了全球 75% 的温室气体排放141，它们可以作为研究能源转型与工业活动之间关系的有用视角。

尽管二十国集团（G20）成员国的历史发展轨迹相似，但其当前的工业活动水平差异巨大。根据联合国贸易和发展会议（贸发会议）的数据，工业部门对整体经济的贡献率在商品和服务增加值总额（增加值总额，GVA）的19%至47%之间。¹⁴² 一个国家的经济活动通常分为三个部门：农业部门（包括农业、畜牧业、林业和渔业）、工业部门（包括制造业、采矿业、建筑业以及提供电力、燃气和水的公用事业）和服务业（包括与商品不同的各种服务）。随着​​各国的发展和工业化进程，这些部门在整体经济活动中的相对份额会随时间而变化。通常情况下，随着工业化进程的推进，工业部门在产出和就业中的份额上升，而农业部门的份额下降。工业化之后，在经济发展的后期阶段，工业部门在产出和就业中的份额均有所下降，而服务业的份额则有所上升。¹⁴³

根据能源转型指数（ETI，2021）对二十国集团（G20）能源转型进展的评估，工业密集型经济体的转型速度较慢，这表明这些国家在实现与工业绩效相关的能源系统脱碳方面面临更大的复杂性。具体而言，工业活动（包括制造业、采矿业、建筑业和能源生产活动）占比较高的G20国家的得分低于工业活动占比较低的G20国家（图12）。

图 12：2021 年 G20 能源转型指数总体得分与行业份额

Image: 世界经济论坛《2021年能源转型指数》分析；联合国贸发会议统计数据；世界银行数据

对各国历史排放交易指数（ETI）子指数、维度和指标的分析显示出一些值得注意的趋势。工业活动占比较高的国家往往空气质量较差，因此其GDP的二氧化碳排放强度也较高。这些经济体也往往更依赖燃料补贴来提升其产业的竞争力。此外，工业活动占比较高的二十国集团（G20）国家可能面临转型准备方面的挑战，这些挑战可能由多种间接因素共同造成。这些因素包括缺乏熟练劳动力和创新环境，而创新环境对于促进高附加值和高生产率的经济活动至关重要。这些结果与以下观点相符：对于工业部门占比高的经济体而言，脱碳可能充满挑战，因为不仅要解决供热、电力和交通运输的排放问题，还要解决复杂、高能耗、高排放的工业流程的排放问题。因此，工业密集型经济体的脱碳需要大量的转型资本，以及低排放技术及其相关基础设施，例如低排放电力、氢能和碳储存。

最终，所有行业，而不仅仅是那些难以减排的行业，在实施脱碳战略的过程中，仍然面临着漫长的道路。在国际能源署（IEA）的《2050年净零排放路线图》中，尽管预计2020年至2040年间全球排放量将下降81%，但工业排放量预计仅下降58%，这将占到2040年排放量的一半。¹⁴⁴ 二十国集团（G20）成员国通常被认为比其他国家拥有更多资源，因此更有机会引领全球工业零排放和低排放解决方案的出现和推广。¹⁴⁵ 这与2021年10月在罗马举行的第十六届G20峰会上确定的优先事项相一致。此次峰会就气候变化达成了一系列协议，例如维持“将全球变暖幅度控制在比工业化前水平高出1.5摄氏度以内”的目标，以及“加快行动，力争在本世纪中叶前后实现全球温室气体净零排放或碳中和”。¹⁴⁶

然而，反思工业脱碳面临的挑战以及诸如新冠肺炎疫情等重大事件的显著影响，比以往任何时候都更加表明，国际合作必须是加速工业脱碳的关键因素。提及二十国集团（G20）国家绝非意味着G20以外的其他国家不需要引领工业转型倡议。事实上，它们对于积极推动转型进程至关重要，尤其是在新兴市场和发展中经济体预计到2050年将迎来能源增长最大幅度的情况下。¹⁴⁷

为实现全球工业脱碳，需要通过技术转让和向有需要的经济体提供融资支持来加强国际合作。二十国集团（G20）成员国已将重点放在“携手复苏，强劲复苏”这一主题上，认识到这一点的重要性。
促进世界主要发达国家和新兴经济体之间的集体行动和包容性合作，并鼓励
所有国家应共同努力，实现更快、更可持续的复苏。148

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2.2 净零排放瓶颈：呼吁多方利益相关者合作

重工业企业日益面临实施瓶颈，而这些瓶颈的解决方案很少能在单个公司甚至行业内找到。

重工业很可能是脱碳的最后一个前沿领域。为此，越来越多的重工业企业正在制定净零排放目标和战略。例如，代表40多家领先水泥企业的全球水泥与混凝土协会（GCCA）已宣布，到2050年将实现净零排放混凝土的生产。¹⁴⁹

这种势头不仅在工业企业和行业参与者（例如商业联盟）中日益增强，而且在更广泛的利益相关者生态系统中也日益增强，包括政府、国际组织和非政府组织（NGO）。例如，“使命必达伙伴关系”（MPP）已经为四个难以减排的工业部门（混凝土、钢铁、铝和化工）制定了实现净零排放的路线图。¹⁵⁰

虽然承诺和路线图对于启动净零转型和提供长期愿景至关重要，但解决企业在实施过程中面临的挑战对于以必要的速度取得进展也至关重要。我们已确定了十项挑战，它们被视为“瓶颈”或障碍，除非在常规改进之外找到解决方案，否则这些挑战将限制转型进程：

1. 突破性技术大多数用于重工业脱碳的技术要么尚未大规模验证，要么与现有替代方案相比成本过高（例如，低排放钢铁的成本降低15-40%，¹⁵¹低排放水泥的成本降低50-85%，¹⁵²低排放氨的成本降低10-100%）。¹⁵³必须找到解决方案，以加快“清洁”生产工艺的技术成熟度（规模和成本）。¹⁵⁴

2. 基础设施访问许多重工业考虑的净零排放兼容技术都涉及低排放氢气（例如用于炼钢中的直接还原铁¹⁵⁵）、可再生能源（例如用于铝制造中的机械蒸汽再压缩¹⁵⁶）或碳捕获、利用和封存（例如水泥厂¹⁵⁷）。必须找到解决方案，以提供供应这些能源和处理捕获的二氧化碳所需的基础设施。

3. 对低排放产品的需求如今，重工业领域的低排放产品需要较高的售价才能维持生产商的经济利润结构。必须找到解决方案，以生成可靠的需求侧信号，并提高销售情况的透明度，从而降低先行者的风险。

4. 政策和法规的实施公共激励措施，包括直接或间接的碳定价、补贴或税收减免、产品使用规范或技术强制规定，对重工业低排放投资的商业案例有着显著影响。必须找到解决方案，使公私目标保持一致，同时确保效率和公正转型；风能和太阳能的发展经验可以为此提供借鉴。

5. 扩大资本规模重工业的低排放试点项目需要大量资本投入，但与其他资产相比，其回报的确定性和即时性却较低。必须找到解决方案，吸引资本投资于这些必要的、风险较高、经济效益欠佳的项目，以证明其商业规模可行性——这不仅需要在发达经济体中实现，也需要在资本市场欠发达、资本成本较高的新兴经济体和发展中经济体中实现。

6. 过渡能力建设转型要求重工业企业整合新的、往往截然不同的能力。必须找到公正且可持续的解决方案，以快速提升或重新培训企业管理层和员工的技能，使专业知识与新的战略和活动相匹配。

7. 碳测量与管理对于拥有众多工业流程的重工业企业而言，测量、监测或预测性质和范围各异的排放物是一项复杂的工作。必须找到解决方案，帮助企业建立标准化的透明度，以便采取有效行动。

8. 供应链循环性初级生产产生的排放量是二次/再生生产的数倍（例如，钢铁是其4倍¹⁵⁸，铝是其30倍¹⁵⁹）。必须找到解决方案，使企业的商业模式和生产流程适应循环经济。

9. 范围 3 减排范围 3 排放¹⁶⁰（例如，估计约占所有石油和天然气排放的 80%¹⁶¹ 和氨排放的 30%¹⁶²）尤其难以衡量和应对。必须找到解决方案，与供应商和客户共同建立端到端的透明度和有效的减排方案。

10. 残余排放抵消对于重工业而言，要实现净零排放目标，需要对温室气体减排或清除项目进行大量投资，以解决剩余排放问题。必须找到解决方案，以透明且注重实效的方式，加速大规模提供高质量的碳抵消方案。

在这些关键节点中，技术、融资和政策通常已处于企业和政府净零排放战略的前沿。然而，此外，至关重要的是要加强需求侧举措，例如“先行者联盟”¹⁶³和“清洁能源部长级工业深度脱碳倡议”（IDDI）¹⁶⁴，以创造一个……
强劲的“清洁需求”（例如，对承购量的可见性、对绿色溢价的接受度等）推动了低排放产品的市场增长。对于钢铁和氨等低排放技术已存在但投资滞后的行业而言，需求侧举措可能具有变革性意义。目前，此类举措寥寥无几，需要全球协同努力来复制和推广这些举措，并引导更多投资流向低排放技术和生产资产。

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此外，值得注意的是，转型能力建设这一瓶颈是所有其他瓶颈以及所有经济部门能源转型进展速度的基础。全球经济向净零排放转型正对企业的能力和专业知识构成严峻挑战。当脱碳路径要求企业转向全新的生产工艺（例如，从蒸汽甲烷重整转向电解制氨）时，这一点尤为明显。国际劳工组织的一项预测显示，到2030年，能源转型将创造2500万个新的就业岗位。¹⁶⁵ 为使现有劳动力和新一代劳动力做好迎接这些转型关键岗位的准备，需要采取“教育和培训战略；积极的劳动力市场措施，以提供充足的就业服务；再培训和再认证以及社会保障，以帮助依赖化石燃料的工人和社区”等措施。¹⁶⁶ 劳动力结构的这种重组也为企业提供了一个独特的机会，使其能够提高包容性和多样性，从而创建一个更加平等和更具韧性的经济体。

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工业净零转型瓶颈的答案和新兴解决方案很少能在一个公司甚至一个行业内找到。为了应对这些挑战，重工业企业需要探索新的合作模式。MPP净零路线图清晰地展示了各行业到2030年需要达到的目标（例如，到2030年拥有70多家商业规模的低排放钢铁厂，年产量达2.4亿吨），同时也强调，弥合差距需要前所未有的合作。¹⁶⁷ 值得庆幸的是，重工业企业、供应商、客户、其他行业的同行、其他企业、政府、民间社会以及许多其他利益相关者都认识到了这一点。
减少全球排放（包括自身碳足迹）的必要性。这一共同挑战促使各组织之间建立共同利益，并为多方利益相关者携手实现净零排放目标搭建了坚实的平台。

以下部分阐述了新一代合作模式如何与雄心水平的飞跃式提升相结合，以解决重工业净零排放转型瓶颈问题。

2.3 通过“下一代”伙伴关系扫清实现净零排放的道路

下一代雄心勃勃的多方利益相关者合作，涵盖供应商与客户、行业内其他企业与跨行业同行以及更广泛的产业生态系统，能够克服脱碳瓶颈，加速产业向净零排放转型。然而，为了确保2050年实现净零排放目标，现在就必须采取行动。

自2015年以来，以脱碳和净零排放目标为核心的新一代多方利益相关者合作模式发展迅猛。这些“下一代”合作模式与以往的伙伴关系有所不同，其显著特点在于雄心壮志的显著提升、对减排的更加重视、新型合作伙伴的加入以及新的重点领域的拓展。紧迫感以及净零排放路径的陡峭性，促使公共和私营部门的领导者将合作视为关键的转型催化剂。如今，领导者们更倾向于合作和透明而非竞争，并日益将脱碳视为一种双赢的解决方案，认为它并不一定意味着额外的成本。

三种合作模式已逐渐形成：客户与供应商之间的合作、行业内及跨行业同行之间的合作，以及更广泛的利益相关者生态系统之间的合作（图 13）。以下部分概述了每种合作模式的理论依据、优势和合作模式，并提供了超过 35 个案例。此类举措对于在其他地区和行业建立类似合作关系至关重要，并能激励全球领导者在 2030 年前迅速将试点项目转化为一系列商业规模的项目。

图 13：加速行业净零转型的三种合作模式

Image: 世界经济论坛和埃森哲

探索三种原型 →

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2.4 客户与供应商之间的净零合作

价值链排放正日益受到具有前瞻性气候意识的终端消费者的关注，尤其是年轻一代。一项近期调查¹⁶⁸发现，73%的Z世代消费者（21-25岁）愿意为可持续产品支付比其他任何一代都高的价格。减少行业内部的直接排放将影响供应商和客户的间接排放（范围2或范围3排放），反之亦然。这种共同点极大地促进了重工业与价值链利益相关者之间的新型合作。

图 14：客户与供应商之间的协作模式类型

Image: 世界经济论坛和埃森哲

通过承购协议或预商业化公共采购（图 14）与客户合作，可以为重工业企业提供所需的低排放解决方案投资透明度（公共采购占美国水泥消费量的 46%¹⁶⁹）。作为回报，客户可以确保低排放产品的供应，而这些产品最初供应有限。

此外，重工业可以通过提高再生原料与原生原料的比例来减少排放——这是什么？
现在被称为“循环经济”。通过发展循环供应链网络或循环产品开发，与供应商和客户开展合作，可以支持这一目标的实现。供应商可以参与新的增值活动（例如，高分辨率的垃圾分类），而客户则可以受益于低排放产品。

重工业正日益积极地限制其范围3排放（据估计占石油和天然气二氧化碳当量排放总量的80%¹⁷⁰、钢铁排放量的20%¹⁷¹和水泥排放量的20%¹⁷²），这些排放主要源于企业的上游和下游价值链活动。通过共享价值链脱碳计划或供应商绩效计划与供应商和客户开展合作，有助于应对这些排放问题。供应商可以从低排放采购标准的透明度中获益，而客户则可以从其他行业独特的工程和技术专长中受益，实现脱碳。

探索客户与供应商之间的协作模式示例 →

2.5 行业与跨行业同行之间的净零排放合作

在重工业领域，企业面临着来自政府、投资者和社会的日益增长的脱碳压力。这种共识极大地促进了行业内部及跨行业同行之间的合作，尤其是在能力、能源、基础设施和资金等方面的共同需求。

图 15：行业内及跨行业同行之间的合作模式类型

Image: 世界经济论坛和埃森哲

重工业转型是一个新兴且快速变化的领域，深厚的专业知识虽然稀缺，却至关重要。通过知识共享计划与同行合作，无论是着眼于未来（例如净零排放路线图）还是专注于现有技术（例如甲烷管理），或者通过针对管理人员和员工的技能提升/再培训计划，都可以弥合诸多知识差距，同时培养面向未来的劳动力（图 15）。

重工业企业通常需要大量资金才能大规模部署自身或第三方的前沿技术。通过共享商业项目/合资企业或跨行业融资，与业内或跨行业的同行开展合作，可以弥补资金缺口，降低风险，并克服融资方不愿投资于那些对实现净零排放至关重要的、但经济效益较低或回报不高的项目的顾虑。

许多重工业脱碳方案都涉及采用基于电气化、低排放氢能、低排放电力或碳捕获、利用与封存等技术¹⁸⁴，而这些都需要大量的配套基础设施。通过与行业内其他企业及跨行业同行开展合作，共同进行基础设施规划和开发，可以确保部署新技术的企业不会因缺乏必要的配套基础设施而受到限制。

探索行业内及跨行业同行间的合作模式案例 →

2.6 更广泛的生态系统利益相关者之间的净零排放合作

除了供应商、客户和同行之外，重工业企业还与更广泛的利益相关者网络互动，例如公共机构（如中央政府、地区和地方政府）、监管机构（如政策制定者、行业监管机构）、金融机构（如公共投资基金、私人基金、银行）、研究人员（如学术界、公共或私人实验室）以及非政府组织（如专业非政府组织、商业联盟、智库）。本报告将这些组织统称为“更广泛的生态系统利益相关者”，它们在行业的净零排放转型中也能发挥重要作用。国家净零排放议程可以激励公共机构和监管机构，投资者压力可以促使金融机构进行投资组合脱碳，而研究人员和非政府组织则可以获得寻找和支持新的可持续解决方案的授权。这种共同点鼓励重工业企业与更广泛的生态系统利益相关者之间开展新的合作，尤其是在技术、政策和监管、碳管理和排放抵消等挑战方面。

图 16：更广泛的生态系统利益相关者之间的合作模式类型

Image: 世界经济论坛和埃森哲

除了推进自身的研发工作外，重工业公司还可以通过私募股权投资、孵化、研究资助以及联合设施和团队与科技初创企业和研究实验室合作，以加速关键解决方案的技术成熟度。

虽然政策和法规并非万能灵药，但它们可以通过支持技术应用、创造需求和促进融资渠道，显著改善行业的转型商业案例，并降低先行者的风险。通过公私合作倡导团体与公共机构和监管机构开展合作，可以帮助企业共同规划实现净零排放的步伐和路径（图 16）。

此外，只要企业配备足够的排放管理标准、流程和工具，许多工业场所如今就能实现显著的减排。与专业非政府组织和技术服务公司合作，可以帮助重工业企业实现最先进的排放测量和监测，并利用现有技术确定切实有效的措施。

一些重工业企业可以通过全面电气化生产流程和使用可再生能源（例如铝或氨行业）实现范围1和范围2的零排放。然而，在缺乏结构性长期解决方案的情况下，一些生产商可能需要依靠抵消剩余排放来实现2050年的净零排放目标。与专业非政府组织和抵消提供商合作可以帮助企业长期获得所需的经认证的抵消额度。

探索更广泛的生态系统利益相关者之间的合作模式示例 →

重工业要实现净零排放，需要进行的变革巨大，并将对这些行业产生深远的影响。这些变革不仅需要像本报告中提出的那种新型合作模式，还需要所有利益相关方之间开展更高层次的合作——合作方式的重大转变。

企业必须与供应商、客户、行业同行以及更广泛的生态系统建立新的合作关系。事实上，当真正颠覆性技术诞生时，所需的风险和投入远非任何一家企业能够独自承担。行业企业的创新能力和长期积累的专业知识对于应对脱碳挑战至关重要，但它们也需要整个生态系统的共同努力，以创造有利环境，激发市场需求，并建立必要的金融条件来支持私营部门的创新。

此外，产业边界并不局限于国界。包括但不限于二十国集团（G20）在内的国际合作对于分担风险、为成功的创新和清洁新产品创造更大的市场至关重要。国际合作对于消除监管壁垒、提供可靠的国际政策支持以及制定兼容的标准或联合投资声明也必不可少。这不仅需要在发达经济体中实现；更重要的是，新兴经济体和发展中经济体正面临着能源需求和温室气体排放的最大增长，它们迫切需要投资、技术解决方案和基础设施来转型其能源系统。发达经济体和发展中经济体之间的合作将在实现这一目标中发挥关键作用。

这些变化不可能也不会仅仅通过政府精心策划的目标设定或行业的应用而“自上而下”地发生。
各自独立地寻求正确的解决方案至关重要。公私合作将发挥关键作用，公共部门将在提供必要的资金或财政条件方面扮演重要角色，以鼓励私营部门的创新。

近年来，重工业领域的先行企业及其利益相关者投入大量精力探索脱碳瓶颈的解决方案。正因如此，许多鼓舞人心的“下一代”合作模式如今已然出现。其他行业参与者可以研究、学习、借鉴、改进并复制这些模式，将其推广到其他地区或行业，并探索更具雄心的合作模式，共同推进净零排放的进程。