1

China’s Low Carbon Scenario under global 2 degree target

Toward Policy Making Process

Kejun JIANG, Hu Xiulian Kjiang@eri.org.cn

Energy Research Institute, China

19th AIM International Workshop, Tsukuba, 13-15 Dec. 2012

ERI, China ERI, China

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

Mt-

CO

2

CO2 Emission in China

Baseline

LC

ELC

2Degree

Transformation: CO2 emission, a rapid change

3

What we did in 2013

• Modeling analysis for key factors toward 2 degree target • National 13th Five Year Plan: key indicators on energy and

CO2 • Energy and CO2 policy roadmap in Building: MOHURD study • Energy and CO2 policy roadmap for Transport: Ministry of

Transport • Carbon Tax regulation design • Roadmap for CCS in China • Up-Grading of Chinese Economy: Case study for Yangtze

River • Cap on coal modeling study • EST cap setting for Tianjin • EST design for 7 pilot cities • Energy Plan for Gui Yang city • IPCC things • Scenario for China, US, Japan, EU

4

What’s the future of China’s low carbon policy: key factors

• Economic structure optimization policies • Energy efficiency policies • Renewable energy/nuclear power generation oriented policies • CCS • Low carbon consumption/ lifestyle • Land use emission reduction policies: so far relatively poor • Climate change target: China is key part of that • Can we pay for it? Cost and benefit

5

Products output in major sectors, Low Carbon and ELC

Unit 2005 2020 2030 2040 2050Steel Million ton 355 610 570 440 360Cement Million ton 1060 1600 1600 1200 900

GlassMillioncases

399 650 690 670 580

Copper Million ton 2.6 7 7 6.5 4.6Ammonia Million ton 8.51 16 16 15 12Ethylene Million ton 5.1 7.2 7 6.5 5.5Soda Ash Million ton 14.67 23 24.5 23.5 22Casutic Million ton 12.64 24 25 25 24Paper Million ton 62.05 110 115 120 120FertilizerMillion ton 52.2 61 61 61 61Aluminum Million ton 7.56 34 36 36 33Paper Million ton 46.3 50 50 50 45Calcium carbideMillion ton 8.5 10 8 7 4

分部门能源消费量, Energy demand by sector, 1995-2010

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

农、

林、

牧、

渔业

采掘

业煤

炭开

采和

洗选

业石油和天然气开采业

黑色

金属

矿采

选业

有色

金属

矿采

选业

非金

属矿

采选

业其

他采

矿业

农副

食品

加工

业食

品制

造业

饮料

制造

业烟

草制

品业

纺织

业纺

织服

装、

鞋、

帽制

造业

皮革

、毛

皮、

羽毛

(绒)及

其制

品业

木材

加工

及木

、竹

、藤

、棕

、草

制品

业

家具

制造

业造

纸及

纸制

品业

印刷

业和

记录

媒介

的复

制文教体育用品制造业

石油

加工

、炼

焦及

核燃

料加

工业

化学

原料

及化

学制

品制

造业

医药

制造

业化

学纤

维制

造业

橡胶

制品

业塑

料制

品业

非金

属矿

物制

品业

黑色

金属

冶炼

及压

延加

工业

有色

金属

冶炼

及压

延加

工业

金属

制品

业通

用设

备制

造业

专用

设备

制造

业交

通运

输设

备制

造业

电气

机械

及器

材制

造业

通信

设备

、计

算机

及其

他电

子设

备制

造业

仪器

仪表

及文

化、

办公

用机

械制

造业

工艺品及其他制造业

废弃

资源

和废

旧材

料回

收加

工业

电力

、煤

气及

水生

产和

供应

业电

力、

热力

的生

产和

供应

业燃

气生

产和

供应

业水

的生

产和

供应

业建

筑业

交通

运输

、仓

储和

邮政

业批

发、

零售

业和

住宿

、餐

饮业

其他

行业

生活

消费

1995

2000

2005

2006

2007

2008

2009

2010

7

高效照明 【如 LED照明】

光伏电池

能源检测系统 （家用电器)

生态生活教育

减少 60% 采暖需求, 普及率70%

(25-47% 的家庭拥有屋顶光伏电池， 转换效率接近30%

COP =8, 普及率 100%

超高效空调

太阳热利用 普及率: 20-60%

（目前 6%）

热泵采暖 COP＝5 普及率 30-70%

燃料电池 普及率 0-20%

高效绝热

减少50%照明需求， 普及率 100%

待机电源耗电

降低1/3 ， 普及率100%

2050年的低碳住宅 舒适和节能

屋顶植被

5

太阳能利用

高效家用电器 减少能源需求，支持舒适和安全生活方式

向公众提供经济和环境 信息促使大家成为

低碳消费

减少10-20% 能源需求

8

9

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

2000 2005 2010 2020 2025 2030 2040 2050

百万

吨标

煤

年份

一次能源需求量，2度情景

生物柴油

醇类燃料

生物质能电

太阳能

风电

核电

水电

天然气

油

煤

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

2005 2010 2020 2030 2040 2050

百万

吨标

煤

年份

分部门终端能源需求量，当量法

建筑

交通

工业

农业

Final energy use by sectors

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

700.0

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

万吨

标煤

低碳交通能源需求

其他

生物柴油

醇类燃料

电

天然气

油品

Transport energy demand

0

50

100

150

200

250

300

350

400

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

百万

吨标

煤

服务业能源需求量

电

热力

天然气

油品

煤气

焦炭

煤

Energy demand in tertiary

0

50

100

150

200

250

300

350

400

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

百万

吨标

煤

城市居民能源需求量

电

热力

天然气

油品

煤气

焦炭

煤

Urban household Energy demand

0

20

40

60

80

100

120

140

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

百万

吨标

煤农村居民能源需求量

电

热力

天然气

油品

煤气

焦炭

煤

Rural household Energy demand

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

百万

吨标

煤建筑能源需求量

电

热力

天然气

油品

煤气

焦炭

煤

Energy demand in building

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

TWh

Power Generation

Bio

Solar

Wind

Nulcear

Hydro

N.Gas

Oil fired

Coal fired

18 18

CCS future

0

20

40

60

80

100

120

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

Year

%

IGCC-Fuel Cell

IGCC

US-Critical

Super Critical

Large Coal Unit

Samll Coal

20

0

100

200

300

400

500

600

700

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

GW

Power generation capacity with CCS

NGCC

IGCC-Fuel Cell

IGCC

US-Critical

Super Critical

21

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

mill

ion

yuan

Annual Investment for CCS in China

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

Mtc

e

煤炭消费量，2度情景

其他

居民

供热

炼焦

建材

钢铁

发电

Coal use will reach peak by 2015

Industry CO2 emission will reach peak before 2020

24

0

5

10

15

20

25

30

2005 2010 2020 2030 2040 2050

MtS

O2

SO2 Emission

BaU

LC

ELC

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2005 2010 2020 2030 2040 2050

10

00

ton

Black Carbon Emission in China

BaU

LowCarbon

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

Mt

NOx Emission in China, ELC scenario

Other

Power generation

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

Mto

n

PM2.5 Emission

Other

Power generation

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

ton

Mercury Emission

Other

Power generation

25

Can we do it: Peak before 2025?

• Economic structure will change soon, pushing by policy or wait until market decide(this will cause big problem for low capacity utilization)

• Technology is ready • Economic ability is getting much stronger to pay for low

carbon development • Global target need us move faster • Low carbon development is getting to be a main stream in

China

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

2005 2010 2020 2030 2050

Ind

ex,

20

05

=1

Year

Technology learning curve

Fuel Cell IGCC

Hydrogen Car

Poly-Generation

Solar Thermal Power

PV

4th Generation Nuclear

Off shore wind

on shore wind

Biomass Power

Advanced NGCC

Electic Car

CCS

Solar 2010

Wind 2010

CCS-PostC

CCS-Enduse

LED Lighting

Price: US$38000 Subsidy: US$15000(Shanghai), no need to apply number plate(cost US$10000) US$18000(Beijing), no need to apply number plate(By Oct. 2012, 1.1 million people apply for 20000number plates per month),

By 2020, Wind 200GW to 250GW, Solar 50WG

27

Renewable Energy

• Renewable Energy Planning 2006: wind 30GW, Solar 2GW by 2020

• 2009 Energy Bureau: Wind 80WG • 2010 Energy Planning: Wind 150 GW, Solar 20GW by 2020

• Now: Wind 200GW to 250GW, Solar 50WG

• Based on the conclusion from Chinese Academy for

Engineering, grid in China could adopt these renewable energy power generation in short term.

28

Renewable Energy

• Renewable Energy Planning 2006: wind 30GW, Solar 2GW by 2020

• 2009 Energy Bureau: Wind 80WG • 2010 Energy Planning: Wind 150 GW, Solar 20GW by 2020 • 2013, the 12th Five Year Plan: 20GW of solar PV by 2015,

150GW wind • February 2013, 35GW PV by 2015

• Now: Wind 200GW to 300GW, Solar 50WG to 120 GW • Based on the conclusion from Chinese Academy for

Engineering, grid in China could adopt these renewable energy power generation in short term.

• By Nov.2013, the plan on renewable energy development could be revised again, 43GW for solar.

29

Natural Gas Scenarios

• In 2010,Natural Gas use 107.2BCM, while 12.2BCM imported.

• In our low carbon scenario: by 2030, 370BCM

• NEA’s planning: 260BCM by 2015/230BCM

30

The New Five Year Plan on Air Pollution Control

• From 2013 to 2017

• Target: 30% improvement of air pollution

• A package of policies

• In which: reducing coal use in key areas including Beijing-Tianjin-Hebei region, Yangtze Delta Regions, Pearl River Delta Region

• Clean oil supply for vehicle, upgrade emission standard and oil quality

• Regulation on diffusion on high efficiency cars

31

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2015 2017 2020

10

^8 Y

uan

R&D Expenditures in China

US R&D expenditures in 2008

32

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

10

^8Yu

an

GDP in China, current price

33

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

10

^8Yu

an

Year

Investment in Energy Industry in China

BaU

HLC

HELC

LLC

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

2000 2005 2010 2020 2030 2040 2050

10^8

Yuan

Year

Energy Expenditures in China

BaU

HLC

HELC

0 2000 4000 6000 8000

10000 12000 14000 16000 18000 20000

Industry Transport Building Total

10

^8

Yu

an

Year

Addtional Investment in end use sectors in ELC

2010

2020

2030

2040

2050

-1.00%

0.00%

1.00%

2.00%

3.00%

4.00%

5.00%

6.00%

2010 2020 2030 2050 2075 2100

GDP Loss, %

650ppm

550ppm

450ppm

Per Capita

Carbon Intensity