農(nóng)村居民生活碳達(dá)峰路徑及對(duì)策

張保留, 呂連宏, 吳 靜, 王斯一, 王 深, 羅 宏

中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境管理研究中心, 北京 100012

農(nóng)村能源為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)民生活提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，但同時(shí)也帶來(lái)了不可忽視的環(huán)境問(wèn)題，其中農(nóng)村散煤燃燒所帶來(lái)的大氣污染問(wèn)題、農(nóng)村污水及垃圾等問(wèn)題均在國(guó)家的重視與環(huán)保措施推動(dòng)下取得了一定的治理成效[1-3]，但農(nóng)村的碳排放問(wèn)題仍沒(méi)有得到足夠的關(guān)注和研究. 隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村能源消費(fèi)逐年增長(zhǎng)，已愈發(fā)成為我國(guó)碳排放的重要增長(zhǎng)點(diǎn). 研究顯示，我國(guó)農(nóng)村居民生活能耗碳排放的年均增長(zhǎng)速度為城鎮(zhèn)居民的3.34倍[4]，農(nóng)村居民生活能耗碳排放已成為我國(guó)居民生活能耗碳排放的重要組成部分，對(duì)居民健康具有長(zhǎng)期不利的影響[5]. 目前，碳減排將是我國(guó)未來(lái)中長(zhǎng)期乃至遠(yuǎn)期發(fā)展最重要的任務(wù)之一，習(xí)近平總書(shū)記在2020年9月第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上宣布，中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，CO2排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和. 2020年12月，習(xí)近平總書(shū)記在氣候雄心峰會(huì)上再次明確“到2030年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右”. 在碳排放目標(biāo)如此明確的背景下，全民低碳將成為形勢(shì)所趨，農(nóng)村居民生活的碳排放應(yīng)爭(zhēng)取盡早實(shí)現(xiàn)達(dá)峰，而能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整是其根本路徑.

目前，關(guān)于農(nóng)村居民生活的碳排放研究主要集中在碳排放核算及影響因素方面. Yao等[6]對(duì)2000—2008年農(nóng)村居民的CO2排放進(jìn)行了核算，發(fā)現(xiàn)CO2排放的年增長(zhǎng)率幾乎是城市地區(qū)的2倍. Fan等[7]從5種終端消費(fèi)活動(dòng)的角度研究了1996—2012年農(nóng)村居民消費(fèi)的碳排放演變. 萬(wàn)文玉等[8]基于人均歷史累積碳排放，采用碳基尼系數(shù)等指標(biāo)揭示了2001—2013年中國(guó)農(nóng)村居民生活能源碳排放的時(shí)空特征，同時(shí)利用STIRPAT模型對(duì)關(guān)鍵影響因素進(jìn)行了分析，指出能源結(jié)構(gòu)調(diào)整可減緩碳排放. 龔瓊等[9]分析了2006—2013年我國(guó)農(nóng)村能源碳排放生態(tài)壓力，對(duì)農(nóng)村一次、二次能源進(jìn)行能源投入和碳產(chǎn)出的核算，指出人口規(guī)模、結(jié)構(gòu)及能源利用效率等是重要影響因素. 陳艷等[10]對(duì)我國(guó)農(nóng)村居民可再生能源生活消費(fèi)的碳排放潛力進(jìn)行了評(píng)估，提出普及清潔能源使用以降低碳排放的政策建議. Liu等[11]利用碳排放系數(shù)對(duì)山東省部分農(nóng)村進(jìn)行了能源消費(fèi)調(diào)研和碳排放核算研究，指出居民生活方式和相關(guān)減排技術(shù)是重要影響因素. Chen等[12]利用消費(fèi)者生活方式法(CLA)對(duì)北京市農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)和碳足跡進(jìn)行了研究，提出居民收入水平和基礎(chǔ)設(shè)施是影響能源消費(fèi)和碳排放的重要因素等. 然而，關(guān)于農(nóng)村居民生活的碳達(dá)峰研究較為鮮見(jiàn)，目前碳達(dá)峰研究主要包括全國(guó)、區(qū)域及行業(yè)達(dá)峰預(yù)測(cè)研究，如以碳稅[13]、政策驅(qū)動(dòng)等[14]不同情景為約束條件下的全國(guó)碳達(dá)峰預(yù)測(cè)及影響因素分析[15]，對(duì)個(gè)別省份碳達(dá)峰路徑研究[16-17]、城市碳達(dá)峰研究[18-20]、率先達(dá)峰區(qū)域研究[21]等區(qū)域性研究，對(duì)電力行業(yè)[22]、重化工行業(yè)[23]、建筑行業(yè)[24]、交通行業(yè)[25]等工業(yè)領(lǐng)域的碳達(dá)峰研究，更有學(xué)者以碳達(dá)峰為約束條件分析其面臨的挑戰(zhàn)[26-27]，并預(yù)測(cè)相應(yīng)的最優(yōu)低碳行為[28]、能源供需及消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整[29-30]等，從實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)倒逼能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)調(diào)整、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)轉(zhuǎn)型的角度進(jìn)行討論.

綜上，目前關(guān)于碳達(dá)峰的研究主要集中在全國(guó)、省份、城市、行業(yè)等尺度，從農(nóng)村居民生活角度出發(fā)的碳達(dá)峰研究較少，且相關(guān)的碳排放研究也多集中在碳排放量核算與影響因素的早期研究，基于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整角度的碳達(dá)峰路徑研究更少. 基于當(dāng)前碳減排形勢(shì)，該研究基于農(nóng)村居民生活的碳排放核算，并結(jié)合國(guó)家碳達(dá)峰背景，探尋基于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整下的農(nóng)村居民生活碳達(dá)峰路徑，以期為國(guó)家實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰助力，同時(shí)發(fā)揮農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，從碳源一側(cè)促進(jìn)減排，進(jìn)而推動(dòng)未來(lái)碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

該研究所涉及的不同品類能源消費(fèi)數(shù)據(jù)來(lái)源于2001—2019年《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》，經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于2001—2019年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，全國(guó)碳排放數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)際能源署(IEA,International Energy Agency)官網(wǎng)(https://www.iea.org)公開(kāi)數(shù)據(jù).

1.2 碳排放核算方法

國(guó)際上對(duì)于估算居民能源消費(fèi)碳排放的主流方法包括碳排放系數(shù)法、投入產(chǎn)出模型法、消費(fèi)者生活方式法、生命周期評(píng)價(jià)方法、碳足跡計(jì)算模型等[31-32]，其中碳排放系數(shù)法和投入產(chǎn)出模型法最常用. 鑒于該研究主要核算能源消費(fèi)帶來(lái)的碳排放，碳排放系數(shù)法相對(duì)成本低、估算效率高，對(duì)該研究所采用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)詳盡度的適用性更高，故采用碳排放系數(shù)法核算碳排放量，結(jié)合《2006年IPCC 國(guó)家溫室氣體清單指南》[33]中所提供的基準(zhǔn)方法，利用化石燃料的消耗量估算農(nóng)村居民生活能源直接碳排放，利用電力作為二次能源的消費(fèi)量計(jì)算其間接碳排放，計(jì)算公式：

Cd=FCi×NCVi×CCi×Oi×44/12

(1)

Cind=Ce×ELC

(2)

式中：Cd為農(nóng)村居民生活直接碳排放量，104Gt；Cind為農(nóng)村居民生活間接碳排放量，105t；i為燃料品種；FCi為化石燃料實(shí)物量，104t或108m3；ELC為電力消費(fèi)量，108kW·h；NCVi為燃料低位熱值，kJ/kg或kJ/m3，低位熱值取自《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》；CCi指燃料含碳量，kg/GJ，均采用IPCC參考值；Oi指燃料氧化率，采用IPCC默認(rèn)值(100%)，均視為完全燃燒；44/12為C轉(zhuǎn)換為CO2的系數(shù)，所涉及變量如表1所示；Ce為電力碳排放系數(shù)，參考王燁等[36]對(duì)2006—2015年全社會(huì)電力碳排放系數(shù)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行折算，取值范圍為0.85～1.01 kg/(kW·h)，其余年份則根據(jù)化石能源投入量及變化趨勢(shì)估算出階段性平均碳排放系數(shù)，具體計(jì)算結(jié)果如表2 所示.

圖1 2000—2018年我國(guó)農(nóng)村居民生活不同能源品種消費(fèi)量及人均綜合能耗Fig.1 Consumption of different types of energy and per capita comprehensive energy consumption of rural residents in China from 2000 to 2018

表1 不同品類化石能源碳排放系數(shù)[34-35]

表2 不同年份電力碳排放系數(shù)

2 農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)總量及結(jié)構(gòu)

目前，我國(guó)農(nóng)村居民生活能源納入統(tǒng)計(jì)的主要包括煤品(包括原煤、洗精煤、其他洗煤和型煤，以及焦炭、其他煤氣等，后文統(tǒng)稱“煤炭”)、油品(指汽油、煤油、柴油及液化石油氣的總和，后文統(tǒng)稱“石油”)、天然氣、電力及其他能源.

圖2 2000—2018年我國(guó)農(nóng)村能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)Fig.2 Rural energy consumption structure in China from 2000 to 2018

圖3 農(nóng)村居民生活碳排放量及人均碳排放量Fig.3 Rural householdcarbon emissions and per capita carbon emissions

由圖1、2可見(jiàn)：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，2000—2018年我國(guó)農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)總量一直呈上升趨勢(shì)，能源消費(fèi)總量由2000年的 4 848×104t (以標(biāo)煤計(jì))增至2018年的 1 670×105t (以標(biāo)煤計(jì))，近20年增長(zhǎng)了2.5倍. 人均綜合能耗由2000年的0.06 t (以標(biāo)煤計(jì))增至2018年的0.30 t (以標(biāo)煤計(jì))，累計(jì)增長(zhǎng)了4倍，達(dá)到2018年的0.30 t (以標(biāo)煤計(jì)). 所有品種能源消費(fèi)量均呈總體上升趨勢(shì)，其中，煤炭消費(fèi)量2000—2018年呈波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)，2013年達(dá)到消費(fèi)峰值時(shí)，相比2000年消費(fèi)量總體增長(zhǎng)了61%，之后呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，2018年煤炭消費(fèi)量相比2013年下降了17%，總體相比2000年增長(zhǎng)了34%；石油消費(fèi)量一直呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，2018年較2000年增長(zhǎng)了8.2倍；相比之下，天然氣在2004年才引入農(nóng)村居民生活能源統(tǒng)計(jì)中，其消費(fèi)量一直呈大幅增長(zhǎng)趨勢(shì)，2018年較2004年增長(zhǎng)了12.7倍；電力作為二次能源，在居民生活能源中扮演著重要的角色，其消費(fèi)量一直呈較快增長(zhǎng)趨勢(shì)，2018年較2000年增長(zhǎng)了7.6倍；其他能源至2013年才納入統(tǒng)計(jì)中，主要為其他非化石能源(如可再生能源)，其消費(fèi)量在2018年較2013年增長(zhǎng)了45%. 在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)上，煤炭消費(fèi)占比一直呈下降趨勢(shì)，由2000年的78%降至2018年的30%，占比下降了68%；石油消費(fèi)占比由2000年的8%升至2018年的21%，占比提升了2倍；天然氣消費(fèi)占比由2004年的0.06%升至2018年的0.33%，2005—2017年一直維持在0.1%～0.2%之間，雖然有較大提升，但相對(duì)于其他能源品種仍處于較低水平；電力消費(fèi)占比由2000年的13%升至2018年的33%，成為占比最高的能源消費(fèi)品種；其他能源從2013年的12%升至2018年的15%，因其在碳排放核算中不作為主要考慮因子，故該研究?jī)H分析其消費(fèi)特征，不納入核算.

3 農(nóng)村居民生活碳排放及碳達(dá)峰分析

3.1 農(nóng)村居民生活碳排放核算

經(jīng)核算，農(nóng)村居民生活碳排放情況如圖3所示，總體而言，直接碳排放量、間接碳排放量、碳排放總量及人均碳排放量均呈上升趨勢(shì). 在碳排放總量上，相較于2000年的1.34×108t，2017年升至3.43×108t，2018年又降至3.38×108t，2000—2018年碳排放量總體增加了1.5倍，其中2017年的碳排放高點(diǎn)可能與國(guó)家開(kāi)始大力推行清潔取暖工程有關(guān)，煤改氣、煤改電的能源替代措施使得碳排放總量出現(xiàn)一定的減排效應(yīng). 隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，農(nóng)村人口減少，碳排放量增長(zhǎng)，人均碳排放量從2000年的0.16 t升至2018年的0.60 t，增加了2.75倍. 在碳排放來(lái)源構(gòu)成中，截至2017年煤炭消費(fèi)的碳排放一直為主要貢獻(xiàn)來(lái)源，但其碳排放占比一直呈下降趨勢(shì)，從2000年的近80.0%降至2017年的44.0%，2018年降至38.0%；對(duì)應(yīng)電力消費(fèi)的碳排放占比一直呈上升趨勢(shì)，2018年達(dá)41.0%，成為超越煤炭的碳排放源. 石油和天然氣消費(fèi)的碳排放占比總體呈上升趨勢(shì)，石油消費(fèi)的碳排放占比在10.0%～20.0%之間，天然氣消費(fèi)的碳排放占比極低，近年來(lái)一直在0.1%左右，增長(zhǎng)速度緩慢，2018年排放占比僅為0.3%(見(jiàn)圖4).

圖4 農(nóng)村居民生活不同能源消費(fèi)的碳排放構(gòu)成Fig.4 Carbon emission composition of different energy consumption of rural residents

3.2 達(dá)峰路徑分析

3.2.1中國(guó)碳達(dá)峰峰值預(yù)測(cè)

2000—2018年，我國(guó)碳排放總量一直呈上升趨勢(shì)，碳排放強(qiáng)度在2005年前總體呈上升趨勢(shì)，2005年后呈下降趨勢(shì)(見(jiàn)圖5)，碳排放強(qiáng)度得到有效控制. 截至2019年底，碳排放強(qiáng)度較2005年下降了48.1%.

注：數(shù)據(jù)來(lái)源于IEA (International Energy Agency)與中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒. 碳排放強(qiáng)度計(jì)算以2005年價(jià)格為基準(zhǔn)進(jìn)行推算.圖5 中國(guó)2000—2018年碳排放總量及碳排放強(qiáng)度變化趨勢(shì)Fig.5 Change trend of carbon emissions and emission intensity in China from 2000 to 2018

根據(jù)我國(guó)提出的“到2030年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放將比2005年下降65%以上”的目標(biāo)，該研究以2030年為碳達(dá)峰時(shí)間，結(jié)合經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值預(yù)測(cè)進(jìn)行峰值預(yù)測(cè)，具體參考《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》及相關(guān)學(xué)者對(duì)中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的研判，即未來(lái)中國(guó)經(jīng)濟(jì)增速會(huì)不同于“十三五”期間的中高速發(fā)展，其中2020—2025年我國(guó)經(jīng)濟(jì)潛在增長(zhǎng)率基本在6.0%以下，約為5.0%～6.0%[37]. 另外，國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心宏觀經(jīng)濟(jì)研究部報(bào)告指出，此次新冠肺炎疫情將加速經(jīng)濟(jì)進(jìn)入中速增長(zhǎng)平臺(tái)的進(jìn)程，“十四五”時(shí)期年均增速將降至5.0%～5.5%[38]. 受新冠肺炎疫情影響，2020年我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較往年產(chǎn)生較大降幅，國(guó)際貨幣基金組織(IMF)預(yù)測(cè)中國(guó)2020年經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率為1.9%[39]，假設(shè)2020年中國(guó)實(shí)際增長(zhǎng)率為2.0%，考慮到中國(guó)要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，且面臨碳達(dá)峰、碳中和承諾壓力，保守預(yù)計(jì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)延續(xù)放緩趨勢(shì)，以5.3%、5.0%的年均經(jīng)濟(jì)增速分別對(duì)2020—2025年、2025—2030年的經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)以國(guó)家提出的在2005年基礎(chǔ)上碳排放強(qiáng)度下降65%為碳達(dá)峰目標(biāo)，計(jì)算得到我國(guó)2030年碳排放量，即碳排放峰值為104×108t.

3.2.2農(nóng)村碳達(dá)峰路徑分析

結(jié)合國(guó)家及農(nóng)村碳排放能源消費(fèi)狀況研究，從峰值預(yù)測(cè)、不同能源品種碳排放達(dá)峰分析以及結(jié)構(gòu)調(diào)整下的碳達(dá)峰路徑情景分析等三方面綜合考慮，給出農(nóng)村碳達(dá)峰路徑及峰值預(yù)測(cè)結(jié)果.

3.2.2.1峰值預(yù)測(cè)

根據(jù)歷年農(nóng)村居民生活碳排放核算結(jié)果，其占全國(guó)碳排放量的3.0%～4.0%，雖然這一比例近年來(lái)有所降低，但變化不大，2018年為3.5%. 結(jié)合歷年農(nóng)村居民生活碳排放占比逐步降低的變化趨勢(shì)，若未來(lái)占比按3.0%計(jì)算，在全國(guó)碳達(dá)峰背景下農(nóng)村居民生活碳排放量約為3.64×108t，即2030年在國(guó)家碳排放強(qiáng)度較2005年降低65%且實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰前提下，農(nóng)村碳達(dá)峰值約為3.64×108t.

3.2.2.2不同能源品種的碳排放路徑

考慮到農(nóng)村居民生活能源碳排放的最關(guān)鍵因素在于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu). 該研究針對(duì)構(gòu)成碳排放來(lái)源的煤炭、石油、天然氣及電力等不同能源消費(fèi)的碳排放路徑，分析農(nóng)村居民生活的碳達(dá)峰時(shí)間及對(duì)應(yīng)峰值.

從能源品種(見(jiàn)圖4)來(lái)看，2000—2017年煤炭始終是農(nóng)村居民生活碳排放量占比最大的能源品種，2018年被電力超越. 而煤炭消費(fèi)對(duì)應(yīng)的碳排放量也在2018年首次下降，可見(jiàn)煤炭消費(fèi)的碳排放對(duì)碳排放總量的貢獻(xiàn)正在逐漸降低，因此煤炭消費(fèi)的削減可作為實(shí)現(xiàn)碳排放峰值過(guò)程中的重要驅(qū)動(dòng)因素. 結(jié)合國(guó)家煤炭消費(fèi)總量控制政策方向，自2011年原環(huán)境保護(hù)部《關(guān)于印發(fā)<2011年全國(guó)污染防治工作要點(diǎn)>的通知》首次提出“開(kāi)展重點(diǎn)區(qū)域煤炭消費(fèi)總量控制試點(diǎn)”至今，國(guó)家煤炭消費(fèi)減量化已成大趨勢(shì)，加之力推的北方地區(qū)冬季農(nóng)村清潔取暖“雙替代”等措施，推測(cè)未來(lái)農(nóng)村的煤炭消費(fèi)量和比例將維持平穩(wěn)或只降不升的趨勢(shì). 因此，煤炭消費(fèi)的碳排放可視為已在2017年達(dá)到峰值，為1.55×108t.

電力消費(fèi)在農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)中具有重要地位. 2000年以來(lái)，電力消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，占比由最初的14.0%達(dá)到2018年的41.0%，對(duì)應(yīng)排放量達(dá)1.39×108t，成為碳排放最主要的貢獻(xiàn)來(lái)源，對(duì)農(nóng)村碳排放總量的影響較大，在農(nóng)村煤改電的推進(jìn)及能源結(jié)構(gòu)持續(xù)深化的背景下，電力消費(fèi)量還將繼續(xù)增長(zhǎng)，因此電力消費(fèi)排放峰值還無(wú)法確定. 石油、天然氣等能源消費(fèi)的碳排放同樣存在峰值無(wú)法確定的情況，其中天然氣作為相對(duì)清潔的化石能源目前仍在“煤改氣”中推廣使用，對(duì)應(yīng)的碳排放也將呈上升趨勢(shì). 因此，鑒于不同品類能源消費(fèi)量的變化趨勢(shì)不同，要達(dá)到綜合能源消費(fèi)的碳排放總量峰值，無(wú)法從單一能源品種的碳達(dá)峰來(lái)簡(jiǎn)單測(cè)算，唯有通過(guò)結(jié)構(gòu)性調(diào)整，即從能源消費(fèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整的角度進(jìn)行分析，才可以促進(jìn)所有能源品類消費(fèi)的碳排放總量達(dá)到峰值.

3.2.2.3達(dá)峰路徑情景分析

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民生活質(zhì)量的提高，農(nóng)村居民人均綜合能耗需求也在不斷提升，根據(jù)2000—2018年農(nóng)村居民人均綜合能耗水平變化情況及趨勢(shì)(見(jiàn)圖1)，設(shè)定農(nóng)村居民人均綜合能耗以5.0%的增速增長(zhǎng)，計(jì)算得到2030年人均綜合能耗預(yù)計(jì)可達(dá)0.5 t(以標(biāo)煤計(jì)). 而隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，農(nóng)村人口將不斷下降，以《國(guó)家人口發(fā)展規(guī)劃(2016—2030年)》預(yù)計(jì)中國(guó)2030年總?cè)丝谠?4.5億左右、城鎮(zhèn)化率在70.0%左右為目標(biāo)，對(duì)應(yīng)2030年農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)需求在2.32×108t (以標(biāo)煤計(jì))左右. 相較2018年，能源消費(fèi)總需求年均增幅在3.0%左右.

根據(jù)農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)歷年及現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)，該研究對(duì)重要節(jié)點(diǎn)年份(2025年、2030年)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)進(jìn)行設(shè)定，并對(duì)應(yīng)估算碳排放量. 結(jié)合國(guó)家政策規(guī)定及領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)研究，設(shè)定幾種能源結(jié)構(gòu)情景(見(jiàn)表3)，在滿足用能需求的前提下，通過(guò)對(duì)不同能源品類的調(diào)控來(lái)估算碳排放量的變化，從而預(yù)判達(dá)峰時(shí)間及對(duì)應(yīng)峰值. 鑒于當(dāng)前我國(guó)農(nóng)村能源消費(fèi)仍以煤炭為主，傳統(tǒng)能源清潔度不夠，可再生能源利用率不高[40-41]，對(duì)碳減排較為不利，但可再生能源對(duì)于零碳排放具有優(yōu)勢(shì)及可靠性[42]. 故該研究采納優(yōu)先高效利用農(nóng)村可再生能源，其次充分利用電能的用能方式，即最大限度地減少煤炭和成品油消費(fèi)的農(nóng)村最優(yōu)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)[43]為未來(lái)農(nóng)村能源的發(fā)展思路. 因此，除基準(zhǔn)情景外，按優(yōu)先利用非化石能源(如生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、地?zé)岬瓤稍偕茉?，再利用電力以及其他能源作為補(bǔ)充的用能順序來(lái)設(shè)置能源消費(fèi)結(jié)構(gòu). 鑒于不同能源品類歷年消費(fèi)變幅本身存在差距，為盡量減少這種波動(dòng)造成的誤差，該研究對(duì)政策情景與優(yōu)化情景中不同能源品類消費(fèi)占比的變幅進(jìn)行設(shè)定，均以基準(zhǔn)情景下歷年農(nóng)村能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)狀況及變化趨勢(shì)為參照，進(jìn)行同量級(jí)水平的上浮或下調(diào).

表3 2030年農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)情景

基準(zhǔn)情景為按照農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)歷史及現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)所形成的能源消費(fèi)情景，其中，煤炭消費(fèi)占比年均降幅在1.0%左右，電力消費(fèi)占比年均增幅在0.5%左右，其他能源消費(fèi)占比年均增幅在0.5%～1.0%之間，天然氣年均增幅在0.02%～0.1%之間，考慮到未來(lái)能源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)成熟度的提升空間，均呈階梯性遞進(jìn)增長(zhǎng).

政策情景是在基準(zhǔn)情景的基礎(chǔ)上結(jié)合《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016—2030)》《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》等國(guó)家能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，煤改氣、煤改電替代實(shí)施，以及鄉(xiāng)村振興發(fā)展規(guī)劃及城鎮(zhèn)化規(guī)劃等政策趨勢(shì)，進(jìn)一步優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)所設(shè)定的農(nóng)村能源消費(fèi)情景. 鑒于國(guó)家提出非化石能源占比在2030年將提至25.0%以上，這一比例相對(duì)2018年(14%)增長(zhǎng)了11個(gè)百分點(diǎn)，年均增幅近1.0%，而當(dāng)前農(nóng)村非化石能源占比年均增幅為2.0%，明顯高于國(guó)家年均水平. 因此在重要節(jié)點(diǎn)年份(2025年、2030年)該研究將電力消費(fèi)占比分別設(shè)定為35.0%、40.0%，年均增幅在0.5%～1.0%之間，其他能源消費(fèi)占比分別為25.0%、35.0%，年均增幅在1.5%～2.0%之間，煤炭消費(fèi)占比年均降幅在1.0%～1.5%之間，天然氣年均增幅在0.1%～0.2%之間，均呈階梯性遞進(jìn)增長(zhǎng).

優(yōu)化情景是在政策情景下，保證電力消費(fèi)占比不變，進(jìn)一步降低煤炭消費(fèi)占比并提升天然氣及其他可再生能源消費(fèi)比例，其中，煤炭消費(fèi)占比年均降幅在1.0%～2.0%之間，其他能源消費(fèi)占比年均增幅在2.0%，天然氣年均增幅在0.2%～0.3%之間.

根據(jù)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整情景設(shè)定，結(jié)合對(duì)農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)的碳排放核算方法與結(jié)果，得出不同情景下農(nóng)村居民生活碳排放量變化趨勢(shì)(見(jiàn)圖6).

圖6 不同情景下農(nóng)村居民生活碳排放量Fig.6 Rural household carbon emissions household under different scenarios

由圖6可見(jiàn)，3種情景下碳排放量均在2000—2018年碳排放實(shí)際量的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)總體增長(zhǎng)趨勢(shì). 其中，基準(zhǔn)情景下碳排放量在2030年前一直呈連續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，到2030年增至4.17×108t，沒(méi)有降低趨勢(shì)，很難在2030年前后達(dá)峰；在政策情景下，碳排放量將在2027—2028年達(dá)到峰值，峰值約3.66×108t，此時(shí)煤炭消費(fèi)占比為17.0%～18.0%，石油消費(fèi)占比為12.0%～14.0%，天然氣消費(fèi)占比為1.5%，電力消費(fèi)占比為37.0%～38.0%，其他能源消費(fèi)占比為35.0%；優(yōu)化情景下，碳排放量將在2024年達(dá)到峰值，峰值約3.44×108t，對(duì)應(yīng)煤炭消費(fèi)占比為18.0%，石油消費(fèi)占比為18.0%，天然氣消費(fèi)占比為1.8%，電力消費(fèi)占比為35.0%，其他能源消費(fèi)占比為27.0%.

對(duì)比2025年前碳達(dá)峰與2030年前碳達(dá)峰對(duì)應(yīng)的能源消費(fèi)量及消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，在2025年前碳達(dá)峰情況下煤炭消費(fèi)量更低，天然氣消費(fèi)占比更高，煤炭消費(fèi)降低仍是碳減排的重要貢獻(xiàn)因素，天然氣作為相對(duì)清潔的化石能源，是高碳能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)向低碳能源過(guò)渡的最佳能源選擇之一[44]，其用于發(fā)電的低碳性能也更為顯著[45]. 而對(duì)比電力消費(fèi)占比與其他非化石能源消費(fèi)占比時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電力消費(fèi)超過(guò)其他能源消費(fèi)，且電力消費(fèi)增速相對(duì)較快時(shí)，碳排放總量呈上升趨勢(shì)，很難達(dá)峰或達(dá)峰時(shí)間推后；當(dāng)電力消費(fèi)增速低于其他能源消費(fèi)增速時(shí)，碳排放量則呈下降趨勢(shì)，即相比于電力消費(fèi)占比的提高，以可再生能源為主的其他能源消費(fèi)的提高在一定程度上促進(jìn)了碳達(dá)峰時(shí)間的提前，并降低了峰值水平. 這體現(xiàn)了由于當(dāng)前電力結(jié)構(gòu)中煤電占比較高，使其與可再生能源相比碳排放貢獻(xiàn)較強(qiáng)的特點(diǎn)，也在一定程度上表明了電力發(fā)展仍需向低碳轉(zhuǎn)型[46]的潛在趨勢(shì). 因此，可再生能源等低碳能源應(yīng)作為能源發(fā)展與變革的主導(dǎo)方向，否則隨時(shí)間的推移，農(nóng)村以煤電為主的電力消費(fèi)增長(zhǎng)會(huì)抵消由煤炭消費(fèi)降低所帶來(lái)的碳減排效應(yīng). 因此，要實(shí)現(xiàn)農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)的碳達(dá)峰，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展以可再生能源為首的低碳能源，同步發(fā)展天然氣、電力等清潔能源作為補(bǔ)充能源，還要在促進(jìn)煤炭消費(fèi)總量削減的同時(shí)，推動(dòng)煤炭清潔高效利用技術(shù)的提升.

4 結(jié)論與對(duì)策建議

4.1 結(jié)論

a) 2000—2018年，農(nóng)村居民生活碳排放水平總體呈上升趨勢(shì)，直接碳排放量、間接碳排放量、碳排放總量及人均碳排放量均有所增加. 其中，碳排放總量由2000年的1.34×108t升至2017年的3.43×108t，2018年又降至3.38×108t，2000—2018年碳排放量總體增加了1.5倍；人均碳排放量從2000年的0.16 t升至2018年的0.60 t，增加了2.75倍. 在碳排放來(lái)源構(gòu)成中，截至2017年煤炭消費(fèi)的碳排放一直為主要貢獻(xiàn)來(lái)源，但其碳排放占比一直呈下降趨勢(shì)，從2000年的近80%降至2017年的44.0%，2018年煤炭消費(fèi)的碳排放占比降至38.0%. 而電力消費(fèi)的碳排放占比一直呈上升趨勢(shì)，2018年達(dá)41.0%，成為超越煤炭的排放源. 石油和天然氣消費(fèi)的碳排放占比總體呈上升趨勢(shì)，其中，石油消費(fèi)的碳排放占比在10.0%～20.0%之間，天然氣消費(fèi)的碳排放占比較低，近年來(lái)一直在0.1%左右，且增長(zhǎng)速度緩慢，2018年排放占比僅為0.3%.

b) 基于我國(guó)2030年碳達(dá)峰背景，農(nóng)村同步碳達(dá)峰峰值約為3.64×108t. 基于能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整角度，在基準(zhǔn)情景、政策情景、優(yōu)化情景3種情景下的碳排放量均在當(dāng)前排放量的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)總體增長(zhǎng)趨勢(shì). 其中，基準(zhǔn)情景下碳排放量在2030年前一直呈連續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，到2030年排放量增至4.17×108t，能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化速度緩慢，短期內(nèi)碳排放沒(méi)有降低趨勢(shì)，很難在2030年前后達(dá)峰；在政策情景下，碳排放量將在2027—2028年達(dá)到峰值，峰值約3.66×108t，此時(shí)煤炭消費(fèi)占比在18.0%左右，天然氣消費(fèi)占比在1.5%左右，電力消費(fèi)占比在37.0%左右，其他能源消費(fèi)占比在30.0%左右；優(yōu)化情景下，碳排放將在2024年達(dá)到峰值，排放量約為3.44×108t，對(duì)應(yīng)煤炭消費(fèi)占比在18.0%左右，天然氣消費(fèi)占比在1.8%左右，電力消費(fèi)占比在35.0%左右，其他能源消費(fèi)占比在27.0%左右.

c) 相較于2030年前碳達(dá)峰，2025年前碳達(dá)峰對(duì)應(yīng)的碳排放累積量更小，農(nóng)村居民生活的能源消費(fèi)總量更低，對(duì)應(yīng)的煤炭消費(fèi)量也較低，且其能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中天然氣消費(fèi)占比較高，以可再生能源為主的其他能源消費(fèi)占比與電力消費(fèi)占比之間的差距不大，但相對(duì)于基準(zhǔn)年的其他能源消費(fèi)占比增速顯著高于電力消費(fèi)占比，到2030年其他能源消費(fèi)占比與電力消費(fèi)占比持平，有趕超電力消費(fèi)占比的趨勢(shì).

4.2 對(duì)策建議

在國(guó)家碳達(dá)峰的大背景下，農(nóng)村居民生活碳達(dá)峰是必然趨勢(shì)，考慮到以電力行業(yè)、石油化工行業(yè)等為主的某些工業(yè)行業(yè)，以及國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域、試點(diǎn)城市等已逐漸將率先碳達(dá)峰計(jì)劃提上日程，從而給農(nóng)村居民生活碳達(dá)峰留出了一定的空間和時(shí)間，但農(nóng)村居民生活的低碳化發(fā)展趨勢(shì)是必然且緊迫的. 鑒于以上基于不同能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整下的情景分析結(jié)果，以降低煤炭消費(fèi)占比、提升可再生能源占比為主的能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化速度是影響碳達(dá)峰時(shí)間及對(duì)應(yīng)峰值的關(guān)鍵因素，且碳達(dá)峰時(shí)間越早，碳排放累積量越小，達(dá)峰質(zhì)量越高. 為促進(jìn)農(nóng)村居民生活碳達(dá)峰，結(jié)合農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及用能習(xí)慣，從能源調(diào)控角度，以加快優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、提升可再生能源對(duì)煤炭的替代補(bǔ)給能力為主，從頂層設(shè)計(jì)、能力建設(shè)、市場(chǎng)手段及公眾參與等層面，提出以下對(duì)策建議.

a) 優(yōu)化頂層設(shè)計(jì)，推動(dòng)農(nóng)村能源規(guī)劃制定. 要實(shí)現(xiàn)農(nóng)村居民生活碳達(dá)峰，農(nóng)村能源管理是重要的切入點(diǎn)，同時(shí)也關(guān)系到農(nóng)村現(xiàn)代化和高質(zhì)量發(fā)展，因此農(nóng)村能源發(fā)展應(yīng)作為農(nóng)村發(fā)展重要問(wèn)題做出規(guī)劃并進(jìn)行引導(dǎo). 建議國(guó)家制定農(nóng)村能源發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃或農(nóng)村能源專項(xiàng)規(guī)劃，制定明確的發(fā)展目標(biāo)及措施，從政府管理層面引導(dǎo)農(nóng)村能源健康發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)村能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高農(nóng)村能源服務(wù)體系的現(xiàn)代化，在促進(jìn)農(nóng)村居民生活碳減排的同時(shí)改善農(nóng)村人居環(huán)境.

b) 推動(dòng)分布式能源系統(tǒng)建設(shè)，加強(qiáng)節(jié)能減排技術(shù)保障. 可再生能源將是農(nóng)村未來(lái)能源發(fā)展的重點(diǎn)方向，進(jìn)一步加速降低煤炭消費(fèi)占比對(duì)于促進(jìn)碳減排、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰意義重大. 結(jié)合農(nóng)村能源稟賦特點(diǎn)，依據(jù)農(nóng)村能源可獲得性及農(nóng)村居民經(jīng)濟(jì)可承受度，統(tǒng)籌布局，加快生物質(zhì)、太陽(yáng)能、風(fēng)能等分布式能源系統(tǒng)的構(gòu)建，著力開(kāi)發(fā)沼氣、秸稈氣化、生物質(zhì)致密成型等經(jīng)濟(jì)適用的技術(shù)；推動(dòng)“水風(fēng)光儲(chǔ)”一體化多能互補(bǔ)基地建設(shè)，充分挖掘農(nóng)村地區(qū)的資源潛力與能源自給能力，優(yōu)先使用低碳清潔能源，做好生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)、分布式光伏發(fā)電、天然氣分布式能源等，保障多能互補(bǔ)供給能力；同時(shí)，結(jié)合我國(guó)電能替代主流技術(shù)發(fā)展水平，繼續(xù)實(shí)施以“煤改電”為主的清潔能源供暖，采納新基建思路，推進(jìn)農(nóng)村地區(qū)電網(wǎng)智能化升級(jí)改造與油氣管網(wǎng)建設(shè).

c) 創(chuàng)新資金支持模式，推動(dòng)農(nóng)村能源變革. 充分發(fā)揮政府財(cái)政投入、農(nóng)戶(企業(yè))自籌及信貸支持等多渠道投融資力量，推動(dòng)農(nóng)村能源的深度開(kāi)發(fā)與利用. 以產(chǎn)業(yè)化模式推進(jìn)能源建設(shè)，在推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)提高農(nóng)民收入，促進(jìn)能源變革的順利實(shí)施. 完善農(nóng)村金融模式，引進(jìn)更多民間投資，從信貸、利率等方面給予農(nóng)村清潔能源建設(shè)項(xiàng)目更多的優(yōu)惠政策，開(kāi)展以可再生能源利用為基礎(chǔ)的“美麗鄉(xiāng)村”試點(diǎn)，推動(dòng)模范村先行建設(shè).

d) 普及低碳生活方式，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排. 在農(nóng)村深入實(shí)施綠色生活創(chuàng)建活動(dòng)，倡導(dǎo)簡(jiǎn)約適度、綠色低碳的生活方式. 加大農(nóng)村居民生活耗能工具，如炊事燃具、電器及農(nóng)村住宅建筑的節(jié)能改造，從而促進(jìn)節(jié)能減排. 通過(guò)提倡節(jié)約能源與利用清潔能源，倡導(dǎo)低碳交通、綠色出行等，培養(yǎng)農(nóng)戶養(yǎng)成低碳生活習(xí)慣，以人人參與、人人低碳的形式促進(jìn)全民節(jié)能減排，從而助力國(guó)家實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo).