锂、氢能同作为可行且具有前景电子存储载体，其重要的原理特点在于，Li+与H2都是小粒子，有助于提升物质/能源转换便利性。
碳中和的最重要目的就是减少含碳温室气体的排放，采用合适的技术固碳，最终达到平衡。
为达到碳中和，我们预计到2060年，清洁电力将成为能源系统的配置中枢。供给侧以光伏+风电为主，辅以核电、水电、生物质发电；需求侧全面电动化，并辅以氢能。
2.2.1、能源供给侧：可再生能源主导
总量层面：
核心假设：
（1）我们采用“自上而下”的测算方法，假设未来GDP增速和发电量增速从“十三五”末期的5%逐步下降到2.5%；而由于节能降耗的原因，未来单位GDP能耗逐步下降，电力消费弹性系数将小于1。
（2）假设未来我国总发电量和GDP保持同步增长态势且增速一致，假设GDP和总发电量增速分别为2021-2030年4%、2031-2040年3%、2041-2060年2.5%。
根据我们的上述假设，以2019年发电量7.22万亿千瓦时为基础，2030年发电量达到11.9万亿千瓦时（和部分机构的预测数据基本一致），2060年发电量进一步达到32.71万亿千瓦时。
结构层面：
在总发电量预测的基础上，我们将进一步对不同发电方式未来的发电量及相应的装机需求进行拆分。
（1）火电：装机量方面，在2030年碳达峰基础上，在经济发展的过程中2020-2030年仍需要有一定规模的火电装机支撑发电量增长，因此我们假设火电装机在2020-2030年间每年仍将维持增长态势，但增量逐步减少直至2030年无新增火电装机；2030-2060年，火电装机每年将逐步退出电力市场，直至2060年碳中和时存量火电装机清零。利用小时数方面，随着火电装机的逐步减少，未来火电将更多用于调峰平抑发电曲线，因此我们假设火电利用小时数从2020年的4080小时逐步降低至2030年的3080小时，后续则保持平稳。发电量方面，在装机量和利用小时数假设的基础上，火电的发电量占比将从2020年的68%逐步减少至2060年碳达峰时的0%。
（2）水+核能+生物质：假设未来水+核能+生物质整体的发电量情况保持稳定，2020-2060年，在1.7万亿千瓦时的基础上每年增长2%。
（3）光伏+风电：在火电发电量逐步减少，水+核能+生物质发电量保持相对稳健增长的背景下，光伏和风力发电将逐步成为未来最重要的发电方式。发电量占比方面，我们假设光伏+风电发电量中光伏发电的占比维持在40%；利用小时数方面，假设风电、光伏年利用小时数分别维持在2400h、1300h；装机量方面，在总发电量发展、其他发电方式发电量、光伏发电量占比、以及光伏和风电利用小时数等预测的基础上，我们测算得出2030年风电、光伏新增装机量分别为1.53、1.88亿千瓦，2060年风电、光伏新增装机量进一步达到为2.19、2.7亿千瓦。
（4）储能：由于光伏、风电的不稳定性，必须辅以必要的储能以平抑发电波动。假设储能容配比从2020年的10%逐步提升至2060年的100%，备电时长从2020年的2h逐步提升至2060年的4h，则储能每年的新增容量将从2020年的0.24亿千瓦时增长至2060年的19.55亿千瓦时。
需要注意的是，我们对光伏、风电新增装机量的预测源自对部分关键变量的核心假设，如果其未来发生变化（如火电利用小时降低超预期、水+核能+生物质发电量降低、储能配套设施建设超预期等），则未来光伏、风电每年的新增装机量或将超预期增长。
 
投资层面：
在每年光伏、风电新增装机量的测算基础上，我们将进一步测算可再生能源发电设施建设所需要的投资规模。
（1）预测光伏、风电、储能的单位投资成本保持下降趋势，到2030年分别达到0.371元/瓦、5.63元/瓦、1.03元/瓦时，到2060年分别达到1.35元/瓦、4.5元/瓦、0.5元/瓦时。
结合我们对光伏、风电、储能新增装机预测，可以得到2021-2060年每年在可再生能源发电端所需要的投资规模。我们预测“碳中和”将为可再生能源发电领域累计增加约84万亿元人民币的新增投资，其中光伏、风电装机建设投资规模约60万亿元，储能设施投资规模约24万亿元。
氢能
在能源供给侧脱碳的过程中，氢能与电能同为重要的二次能源，扮演着重要作用，如重工业（高温-超高温环境）、道路交通（氢燃料汽车）、大规模储能、船运等。
目前，电解水制氢的成本仍较高。根据能源转型委员会的预测，随着电解槽成本下降，未来电解水制氢将成为主流方法。要实现“零碳”排放，电解水所需的电力也必须来自于可再生能源，由此产生的氢气称为“绿氢”。
海上风电制氢（直接在风机附近制氢）是海上风电未来发展的重要方向，主要有两个原因：
1）随着海上风电离岸越来越远，外送电缆投资成本也逐步攀升，而利用风机所发电力将水电解产生氢气后，通过比电缆便宜得多的管道将氢气送到岸上，甚至有些海域有现成的天然气管道可供使用；
2）氢气可以储存，而电力难以储存。
2.2.2、能源需求侧：终端电气化
由于能源供给侧向绿色电力转变，所以需求侧的脱碳首先意味着终端电气化。根据国网能源研究院2019年12月的研究成果，终端电气化率在2050年达到50%以上，其中工业、建筑、交通部门分别达到52%、65%、35%。