“雙碳”目標(biāo)下青島高新區(qū)低碳發(fā)展路徑研究

劉巍，劉敏，李沐陽(yáng)，畢夢(mèng)艷，陳志慧

（山東大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島 266237）

引言

作為全球最大的碳排放國(guó)，中國(guó)在應(yīng)對(duì)氣候變化上展現(xiàn)了雄心壯志和大國(guó)擔(dān)當(dāng)。2020 年9 月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上承諾：“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取在2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！盵1]2020 年12 月，習(xí)近平主席又在氣候雄心峰會(huì)上進(jìn)一步宣布：“到2030 年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）二氧化碳排放將比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，森林蓄積量將比2005年增加60 億m3，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12 億kW 以上。”[2]2021 年3 月，習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，要把碳達(dá)峰碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實(shí)現(xiàn)2030 年前碳達(dá)峰、2060 年前碳中和的目標(biāo)[3]?！半p碳”目標(biāo)是我國(guó)基于推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求而作出的重大戰(zhàn)略決策，展示了我國(guó)為應(yīng)對(duì)全球氣候變化做出的新努力新貢獻(xiàn)和重振全球氣候行動(dòng)的信心與希望，彰顯了中國(guó)積極應(yīng)對(duì)氣候變化、走綠色低碳發(fā)展道路、推動(dòng)全人類共同發(fā)展的堅(jiān)定決心。

當(dāng)前，我國(guó)仍處于工業(yè)化進(jìn)程中。2019 年，工業(yè)增加值占我國(guó)GDP 的31%[4]，但工業(yè)終端消費(fèi)能耗占全國(guó)終端能源消費(fèi)總量的65%[5]，工業(yè)仍是我國(guó)碳減排的主戰(zhàn)場(chǎng)。工業(yè)園區(qū)不僅是工業(yè)生產(chǎn)的空間載體，更是工業(yè)發(fā)展的重要組織模式[6]。我國(guó)共有國(guó)家級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)552 家和省級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)1991 家[7]。2019 年，全國(guó)218 家國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的生產(chǎn)總值為10.8 萬(wàn)億元，占全國(guó)GDP 的10.9%[8]；169 家國(guó)家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)的生產(chǎn)總值為12.14 萬(wàn)億元，占全國(guó)GDP的12.3%[9]。工業(yè)園區(qū)已成為我國(guó)工業(yè)發(fā)展的重要載體和強(qiáng)大引擎。工業(yè)園區(qū)在為中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)的同時(shí)，也排放了大量溫室氣體[10]。工業(yè)園區(qū)通過(guò)低碳轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，既是園區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，又是工業(yè)領(lǐng)域建設(shè)生態(tài)文明的重要抓手，也是落實(shí)國(guó)家溫室氣體減排計(jì)劃的重要途徑[11-13]。

近些年，工業(yè)園區(qū)管理部門陸續(xù)出臺(tái)了一系列的政策和標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展（表1）。科學(xué)技術(shù)部和生態(tài)環(huán)境部的最新政策文件要求一些低碳發(fā)展績(jī)效較好的園區(qū)制定碳達(dá)峰和碳中和路線圖，探索出一條適于我國(guó)工業(yè)園區(qū)的低碳發(fā)展路徑。然而，由于相關(guān)文件出臺(tái)時(shí)間短，目前相關(guān)工業(yè)園區(qū)雙碳目標(biāo)約束下的低碳發(fā)展路徑研究幾乎沒(méi)有報(bào)道。本研究以青島國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)（以下簡(jiǎn)稱“青島高新區(qū)”）為案例，通過(guò)系統(tǒng)全面核算園區(qū)內(nèi)溫室氣體排放，分析不同部門溫室氣體減排潛力和措施，并設(shè)定不同的碳達(dá)峰情景，科學(xué)甄選碳達(dá)峰路徑，為我國(guó)工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展提供決策參考。

表1 我國(guó)工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展相關(guān)重要文件

1 方法與數(shù)據(jù)

1.1 青島高新區(qū)簡(jiǎn)介

青島高新區(qū)，位于東經(jīng)120°07′～120°34′、北緯36°11′～36°24′。東依青島城陽(yáng)區(qū)，南臨膠州灣，西與膠州市相鄰，海岸線全長(zhǎng)78 km，面積63.44 km2。青島高新區(qū)始建于1992 年11 月，是經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)。從建立伊始，青島高新區(qū)的發(fā)展經(jīng)歷了“一次創(chuàng)業(yè)”起步期（1992—2005 年）、“二次創(chuàng)業(yè)”重建期（2006—2011 年）和“三次創(chuàng)業(yè)”聚集期（2012 年至今）的三個(gè)階段[14]。由最初的以生物制藥、家用電器、電子、軟件和新材料為四個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，逐步形成了以新一代信息技術(shù)、醫(yī)療醫(yī)藥、人工智能+高端裝備制造和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為主的“3+1”主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)模式。2020 年，青島高新區(qū)GDP 為122.8 億元，工業(yè)增加值為60.3 億元。

作為發(fā)起《國(guó)家高新區(qū)“碳達(dá)峰碳中和”行動(dòng)宣言》的12 家高新區(qū)之一，青島高新區(qū)走在綠色發(fā)展前列，在國(guó)家高新區(qū)綜合排名較為靠前，有較好低碳發(fā)展績(jī)效。然而，青島高新區(qū)近幾年在產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展上也面臨一些壓力，定位發(fā)展的低碳主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)作用不明顯，需深入剖析青島高新區(qū)低碳發(fā)展困境并尋求解決之道，也可為我國(guó)其他相似情況的工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型提供經(jīng)驗(yàn)參考。

1.2 溫室氣體核算方法

本文綜合采用《2006 年IPCC 國(guó)家溫室氣體清單指南》《省級(jí)溫室氣體清單編制指南（試行）》和《城市溫室氣體核算工具指南》等指南和工具，以青島高新區(qū)物理邊界為系統(tǒng)邊界，核算6 類主要的溫室氣體——CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs 和SF6，涉 及園區(qū)四種活動(dòng)的直接和間接溫室氣體排放，即能源活動(dòng)、林業(yè)和土地利用變化以及廢棄物處理。園區(qū)內(nèi)沒(méi)有水泥、石灰、鋼鐵、半導(dǎo)體和氫氟烴等相關(guān)工業(yè)和農(nóng)業(yè)，因此不考慮工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和農(nóng)業(yè)相關(guān)碳排放。

園區(qū)除有青島高新熱電提供生產(chǎn)和生活用熱外，還有區(qū)外金海熱電提供生產(chǎn)和生活熱力。園區(qū)內(nèi)暫無(wú)電廠，所有電力均外購(gòu)。能源活動(dòng)的碳排放C1包括區(qū)內(nèi)化石能源燃燒的直接排放和外購(gòu)電力及熱力的間接排放，計(jì)算公式如下：

式中，j代表12 種高新區(qū)所用能源，分別為煤、天然氣、生物燃料、汽油、煤油、柴油、液化石油氣、潤(rùn)滑油、其他石油制品、石油瀝青，以及購(gòu)入的電力和熱量；Ej表示第j種能源的消費(fèi)量；aj代表第j種能源的CO2排放系數(shù)；bj代表能源行業(yè)第j種能源的CH4排放系數(shù)；cj代表第j種能源的N2O 排放系數(shù)；21 和310 分別是IPCC 第二次評(píng)估中甲烷和氧化亞氮的全球變暖潛能值，也是大多數(shù)清單方法推薦的數(shù)值。

林業(yè)和土地利用變化過(guò)程既包括溫室氣體排放，也包括溫室氣體吸收，本方案僅核算青島高新區(qū)綠地和濕地的溫室氣體吸收即碳匯量。綠地和濕地的碳埋藏速率分別為2.62 kgC/（a·m2）[15]和168 gC/（a·m2）[16]。

廢棄物處置過(guò)程的溫室氣體排放來(lái)自生活污水、工業(yè)廢水、危險(xiǎn)廢物和生活垃圾處理處置過(guò)程，其中生活污染和工業(yè)廢物在區(qū)內(nèi)污水廠集中處理，危險(xiǎn)廢物委托園區(qū)外有資質(zhì)單位處理，生活垃圾收集后運(yùn)送至青島小澗西生活垃圾焚燒發(fā)電廠。廢棄物處理總的溫室氣體排放量C2計(jì)算如下：

式中，BOD 和TN1為高新區(qū)生活污水生化需氧量和氮含量；α表示生活污水CH4排放系數(shù)；β表示工業(yè)廢水CH4排放系數(shù)；COD 和TN2為高新區(qū)工業(yè)污水化學(xué)需氧量和氮含量；γ表示生活污水和工業(yè)廢水的N2O 排放系數(shù)；S1和S2表示危廢和生活垃圾產(chǎn)生量；δ1表示為廢處置CO2排放系數(shù)；δ2表示危廢處置CO2排放系數(shù)。以上系數(shù)均采用城市溫室氣體核算工具2.2 的推薦數(shù)值。

1.3 溫室氣體排放情景分析

在Kaya 模型基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)和能源強(qiáng)度等發(fā)展變化來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)10 年內(nèi)不同情景下的青島高新區(qū)碳排放量：

式中，E總為高新區(qū)各部門能源消耗總量；Ei為第i種能源的消耗量；CO2i為第i種能源的碳排放量。

根據(jù)青島高新區(qū)碳排放現(xiàn)狀、“十四五”規(guī)劃社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)與2025 年碳排放達(dá)峰、2050 年碳中和“雙碳”目標(biāo)①該“雙碳”目標(biāo)為青島高新區(qū)為響應(yīng)科技部綠色發(fā)展而設(shè)定的。，綜合預(yù)測(cè)工業(yè)、建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)、生活、公用建筑和廢棄物處置部門的碳排放狀況，設(shè)計(jì)4 種碳排放情景（表2）：既定政策情景、高增長(zhǎng)情景、低碳情景和強(qiáng)低碳情景。既定政策情景以青島高新區(qū)現(xiàn)行的節(jié)能減排政策和“十四五”節(jié)能減排目標(biāo)為基礎(chǔ)；高增長(zhǎng)情景假定未來(lái)青島高新區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度會(huì)超過(guò)青島高新區(qū)“十四五”規(guī)劃；低碳情景假定將全面建設(shè)綠色低碳園區(qū)，確保經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)的同時(shí)轉(zhuǎn)變社會(huì)發(fā)展模式，由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變；強(qiáng)低碳情景的政策內(nèi)涵是將低碳發(fā)展置于絕對(duì)優(yōu)先地位。

表2 情景參數(shù)設(shè)置

青島市“十四五”規(guī)劃中指出，到2025 年，青島市單位GDP 能耗和碳排放強(qiáng)度較2020 年分別降低13.5%和18%[17]。在此基礎(chǔ)上，設(shè)定青島高新區(qū)在“十四五”期間能源消耗強(qiáng)度和碳排放強(qiáng)度在既定政策情景、高增長(zhǎng)情景、低碳情景和強(qiáng)低碳情景下能源消耗強(qiáng)度降低13.5%，碳排放強(qiáng)度分別降低20%、18%、25%和30%。既定政策情景參數(shù)設(shè)定如下：2025 年常住人口數(shù)和GDP 達(dá)到青島高新區(qū)“十四五”規(guī)劃目標(biāo)，為5 萬(wàn)人和260 億元。工業(yè)部門能源消耗結(jié)構(gòu)根據(jù)青島高新區(qū)工業(yè)部門在“十三五”期間能源消耗變化趨勢(shì)設(shè)定，煤消耗占比降低10%，天然氣消耗占比增加4%。建筑節(jié)能依據(jù)中國(guó)建筑節(jié)能第三階段《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 26—20108）中節(jié)能幅度設(shè)定公共建筑節(jié)能65%，居民建筑節(jié)能75%[18]。由于服務(wù)業(yè)、公共建筑和廢棄物處置的碳排放占比較少，僅設(shè)置一種情景?，F(xiàn)代服務(wù)業(yè)考慮其增加值和節(jié)能舉措對(duì)其的影響。公建用能考慮未來(lái)在編人員增長(zhǎng)情況的影響。廢棄物處置相關(guān)參數(shù)按照國(guó)家“十四五”總量控制要求。其余情景參數(shù)依據(jù)其政策內(nèi)核和青島高新區(qū)發(fā)展?jié)摿?，在既定政策情景設(shè)定參數(shù)上波動(dòng)。各情景參數(shù)設(shè)置詳見(jiàn)表2。

1.4 數(shù)據(jù)來(lái)源

青島高新區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和規(guī)上工業(yè)能源消耗數(shù)據(jù)源于園區(qū)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)口徑不涵蓋的能耗較大的非規(guī)上工業(yè)企業(yè)（如集中供熱中心）、建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)、公共建筑的能耗數(shù)據(jù)均來(lái)自調(diào)研和估算。建筑業(yè)能源消耗量由2016—2020 年山東省建筑部門能源消耗強(qiáng)度和2016—2020 年青島高新區(qū)建筑業(yè)增加值估算。服務(wù)業(yè)能源消耗量按青島市服務(wù)業(yè)能耗量和高新區(qū)服務(wù)業(yè)增加值折算。公共建筑能耗基于能源基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)研（電力公司、區(qū)內(nèi)和區(qū)外供熱中心）。園區(qū)廢物產(chǎn)生和處理情況基于園區(qū)統(tǒng)計(jì)和重點(diǎn)企業(yè)調(diào)研（包括區(qū)外垃圾焚燒場(chǎng)）。

2 結(jié)果與討論

2.1 青島高新區(qū)碳排放量和強(qiáng)度

2.2.1 碳排放總量和強(qiáng)度

2016—2020 年，青島高新區(qū)碳排放總量和強(qiáng)度見(jiàn)圖1。期間，高新區(qū)綜合能耗由15.11 萬(wàn)tce 增至17.62萬(wàn)tce，能耗強(qiáng)度由0.214 tce/萬(wàn)元降至0.143 tce/萬(wàn)元，碳排放總量從32.88萬(wàn)t增加至43.78萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)7.6%。2017—2019 年，高新區(qū)碳強(qiáng)度逐年下降，在2019 年降到最低值為0.35 t/萬(wàn)元，2020 年因?yàn)楣I(yè)能耗漲幅較大而有所增加。五年間碳強(qiáng)度年均降幅為6%。

圖1 青島高新區(qū)碳排放總量和強(qiáng)度

2.2.2 工業(yè)碳排放量和強(qiáng)度

青島高新區(qū)碳排放總量的80%以上來(lái)自工業(yè)能耗。工業(yè)能耗碳排放量從2016 年34.89 萬(wàn)t 增加到2020 年42.13 萬(wàn)t，但其占比在緩慢下降。青島高新區(qū)規(guī)上工業(yè)分品種能源消耗碳排放見(jiàn)圖2。工業(yè)能耗碳排放66%以上源于二次能源消耗，尤其是外購(gòu)電力的貢獻(xiàn)達(dá)60%以上，且份額呈逐年上升趨勢(shì)；一次能源的碳排放主要來(lái)自天然氣消耗，占工業(yè)碳排放量的15%左右；燃煤的碳排放占比在逐年減少，2020 年為10.5%。單位工業(yè)增加值碳排放量逐年下降，從2016 年1.02 t/萬(wàn)元降到2020 年的0.70 t/萬(wàn)元，降幅為31%。

圖2 青島高新區(qū)工業(yè)能耗碳排放

2016—2020 年，青島高新區(qū)規(guī)上企業(yè)分行業(yè)碳排放見(jiàn)圖3。化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)碳排放貢獻(xiàn)明顯，最高在2016 年占到工業(yè)碳排放量的一半以上，但其比重在逐年下降，到2020 年比重降至30%，仍遠(yuǎn)高于其經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)，2016—2020 年，該行業(yè)單位工業(yè)產(chǎn)值碳排放強(qiáng)度介于0.44～0.51 t/萬(wàn)元。其次是橡膠和塑料制品業(yè)貢獻(xiàn)最多，占工業(yè)碳排放的17%～23%，其單位工業(yè)產(chǎn)值碳排量是目前最高的，達(dá)到0.49～0.64 t/萬(wàn)元。通用設(shè)備制造業(yè)碳排放量從2016 年2.61 萬(wàn)t 增長(zhǎng)至2020 年7.10 萬(wàn)t，其比重也從7%增加至17%，但其單位工業(yè)產(chǎn)值碳排放量由0.16 t/萬(wàn)元下降至0.13 t/萬(wàn)元。鐵路、船舶、航空航天和其他運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)碳排放占比在8%左右，單位工業(yè)產(chǎn)值碳排放量在0.054 t/萬(wàn)元左右。食品制造業(yè)在2016—2019 年碳排放不到工業(yè)能耗碳排放量的1%，但隨著其行業(yè)規(guī)模的增加，2020 年已占到工業(yè)能耗碳排放量的5%，單位工業(yè)產(chǎn)值碳排放量達(dá)到0.37 t/萬(wàn)元。

圖3 青島高新區(qū)規(guī)上工業(yè)碳排放量和強(qiáng)度

2.2.3 其他部門碳排放和碳匯

2016—2020 年，建筑業(yè)碳排放量為2.3 萬(wàn)～2.8 萬(wàn)t，占園區(qū)碳排放總量的5%～6%左右，主要來(lái)自建筑業(yè)電和柴油消耗。服務(wù)業(yè)碳排放量占園區(qū)總排放量的不足1%。生活用能的碳排放增長(zhǎng)較快，從3.7萬(wàn)t 增加到4.9 萬(wàn)t，對(duì)園區(qū)碳排放總量的貢獻(xiàn)也從3%增長(zhǎng)至10%，其中70%來(lái)自集中供熱的間接排放。公共建筑用能的碳排量在1.02 萬(wàn)～1.83 萬(wàn)t，占園區(qū)碳排放總量的3%～4%。

青島高新區(qū)內(nèi)生活垃圾在2017 年以前約有8%被填埋，之后全部送往區(qū)外青島小澗西垃圾焚燒發(fā)電廠焚燒。該廠垃圾焚燒發(fā)電效率為400 kW·h/t，扣除焚燒發(fā)電過(guò)程的直接碳排放，2016—2020 年垃圾發(fā)電累計(jì)減少碳排放4806 t。危險(xiǎn)廢物委托有資質(zhì)單位進(jìn)行處理，2020 年委外危險(xiǎn)廢物2685 t，10%進(jìn)行焚燒處理，碳排放為8.6 t。工業(yè)廢水和生活污水經(jīng)市政管網(wǎng)輸送到污水處理廠處理，達(dá)標(biāo)排放。2020 年生活污水和工業(yè)廢水碳排放分別為384 t、596 t。

2016—2020 年，青島高新區(qū)綠地面積分別為4.46 km2、5.29 km2、5.67 km2、6.05 km2和6.41 km2，平均每年可固碳1.46 萬(wàn)t。高新區(qū)擁有濕地345 km2，每年可固碳5.81 萬(wàn)t，濕地貢獻(xiàn)了80%的碳匯，抵消了園區(qū)碳排放總量的11%，在應(yīng)對(duì)氣候變化方面發(fā)揮著重要作用。

2.2 青島高新區(qū)碳排放情景分析

4 種情景下青島高新區(qū)碳排放情況如圖4 所示。在高增長(zhǎng)情景下，到2025 年，碳排放量翻倍增長(zhǎng)至87.95 萬(wàn)t，到2030 年排放碳107.04 萬(wàn)t。既定政策情景下，工業(yè)部門預(yù)計(jì)在2030 年左右達(dá)峰，但由于生活部分用電帶來(lái)碳排量的增長(zhǎng)，整個(gè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)達(dá)峰時(shí)間將推遲至2030 年以后，2025 年碳排放量為80.43 萬(wàn)t，2030 年碳排放量為90.56 萬(wàn)t。低碳情景下，生活用電量仍在增加，但由于工業(yè)部門節(jié)能減排的深入推進(jìn)，青島高新區(qū)仍能在2025 年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，碳排放量為71.58 萬(wàn)t。強(qiáng)低碳情景下，青島高新區(qū)將在2024 年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，綜合能耗為24.28 萬(wàn)tec，碳排放量為59.09 萬(wàn)t，但此條件較為苛刻。低碳發(fā)展情景是青島高新區(qū)在實(shí)現(xiàn)預(yù)期社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)情況下通過(guò)更全面、積極的舉措所能達(dá)到的碳排放狀態(tài)，也相對(duì)合理的一種達(dá)峰路徑。

圖4 青島高新區(qū)碳達(dá)峰預(yù)測(cè)

如圖5 所示，在低碳情景下，青島高新區(qū)工業(yè)部門在2025 年碳排放量為65.31 萬(wàn)t，較2020 年增加23.17萬(wàn)t，較既定政策情景減排10.93萬(wàn)t。2025年后，能源增長(zhǎng)速率變緩，碳排放量開(kāi)始減少。到2025 年，建筑業(yè)碳排放量為4.00 萬(wàn)t，較2020 年增加0.43 萬(wàn)t。服務(wù)業(yè)碳排放量為0.45萬(wàn)t。公共建筑碳排放1.82萬(wàn)t。居民生活用電碳排放量為3.58 萬(wàn)t，較2020 年增加2.32 萬(wàn)t；2024 年集中供熱煤改氣后，2025 年居民用熱排放碳將低于現(xiàn)狀值，降至4.1 萬(wàn)t。廢棄物處理的碳排放量在2025 年為7079 t，其中生活垃圾、危廢、工業(yè)廢水和生活污水處置分別產(chǎn)生碳排放5829 t、70 t、537 t、544 t。同時(shí)考慮未來(lái)生活垃圾焚燒發(fā)電效率的提升，假定到2025 年，垃圾焚燒廠每焚燒1 t 生活垃圾可發(fā)電560 kW·h。2021—2025 年每年分別減少碳排放218 t、991 t、1970 t、3002 t 和4892 t。

圖5 青島高新區(qū)低碳情景下碳達(dá)峰路徑

既定政策情景下，青島高新區(qū)工業(yè)部門碳排放總量也持續(xù)增加，2025 年達(dá)到72.43 萬(wàn)t，隨后以較慢速率增長(zhǎng)，到2030 年到達(dá)79.11 萬(wàn)t。到2025 年，建筑業(yè)碳排放量為4.31 萬(wàn)t，較2020 年增加7394 t。居民生活用電分別為5102.48 萬(wàn)kW·h，較2020 年增量為4.81 倍，碳排放量為5.06 萬(wàn)t，較2020 年增加3.80萬(wàn)t；2024 年全面推行天然氣供熱后，到2025 年碳排放量與現(xiàn)狀值持平。

本文所提的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)如圖4所示，區(qū)塊頭包含了版本號(hào)、前區(qū)塊哈希值、時(shí)間戳、隨機(jī)數(shù)和該區(qū)塊哈希值。前一區(qū)塊哈希值又稱為父哈希，用于和前一個(gè)區(qū)塊進(jìn)行連接，形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)；生成每一個(gè)區(qū)塊的時(shí)間就是時(shí)間戳；最先找到并正確驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)的礦用擁有該區(qū)塊的記賬權(quán)；Merkle根中記錄了所有交易時(shí)所用的信息。

高增長(zhǎng)情景下，青島高新區(qū)需要大量的能耗來(lái)維持經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。碳排放量達(dá)到76.23 萬(wàn)t，較2020 年增加34.11 萬(wàn)t，較既定政策情景多排放3.81萬(wàn)t。到2030 年，碳排放量達(dá)到109.45 萬(wàn)t。到2025年，建筑業(yè)碳排放量為4.88 萬(wàn)t，較2020 年增加1.31萬(wàn)t。居民生活碳排放量為4.49 萬(wàn)t，較2020 年增加3.22 萬(wàn)t；居民生活用熱需求在2025 年幾乎是2020年的3 倍，由于供熱設(shè)施煤改氣，其碳排放量較2020年僅增加1192 t。

強(qiáng)低碳情景下，工業(yè)部門2025 年碳排放總量達(dá)到52.31 萬(wàn)t，較2020 年增加10.18 萬(wàn)t，較基準(zhǔn)情景減排20.12 萬(wàn)t，碳減排效果明顯。到2030 年，碳排放量為47.82 萬(wàn)t，較2025 年削減8.6%，且碳排放量?jī)H為既定政策情景下2030 年排放量的60%。其余部門碳排放量與低碳情景相同。

2.3 青島高新區(qū)低碳發(fā)展關(guān)鍵措施

結(jié)合情景分析結(jié)果，未來(lái)青島高新區(qū)碳達(dá)峰關(guān)鍵措施包括：

（1）持續(xù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可以在實(shí)現(xiàn)園區(qū)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)的同時(shí)有效減排溫室氣體[19,20]。盡管青島高新區(qū)一直在提升產(chǎn)業(yè)層級(jí)，但目前小微企業(yè)、孵化企業(yè)比例大，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)仍處于成長(zhǎng)期，定位的幾大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)總體缺乏重大項(xiàng)目、龍頭項(xiàng)目的支撐。發(fā)展壯大綠色低碳的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，是切實(shí)推進(jìn)高新區(qū)綠色轉(zhuǎn)型低碳發(fā)展的不二選擇。同時(shí)，推進(jìn)生產(chǎn)流程低碳重塑，重點(diǎn)圍繞園區(qū)化工行業(yè)減污降碳需求，著力引導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳燃料與原料替代、過(guò)程智能調(diào)控、余熱余能高效利用、資源循環(huán)利用等生產(chǎn)流程低碳重塑，突破一批流程再造關(guān)鍵技術(shù)，持續(xù)挖掘節(jié)能減排潛力，加快推進(jìn)化工行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。

（2）加速能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化。“十三五”時(shí)期青島高新區(qū)煤炭消耗一直在下降，清潔能源比例不斷提升，但仍有改進(jìn)空間。未來(lái)在嚴(yán)格實(shí)行能源消耗總量和強(qiáng)度雙控制度同時(shí)，需加速能源結(jié)構(gòu)低碳化。探索使用電力替代煤炭、石油等化石能源直接利用，提高電氣化程度[21]。推動(dòng)天然氣在工業(yè)燃料、民用等領(lǐng)域應(yīng)用，提高天然氣消費(fèi)比重。完善公共基礎(chǔ)配套設(shè)施，提高基礎(chǔ)設(shè)施效率[22]，同時(shí)積極推廣集中供熱設(shè)施煤改氣。加強(qiáng)廢物資源利用，如將污水處理廠的污水和污泥回用于能源設(shè)施[23]，減少能源消耗。加快太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿刃履茉撮_(kāi)發(fā)應(yīng)用，大幅提高非化石能源消費(fèi)比重。極力壓減煤炭消費(fèi)總量，逐步降低煤炭消費(fèi)比重直至完全淘汰煤炭使用。結(jié)合青島市“東方氫島”發(fā)展戰(zhàn)略，加快探索氫能開(kāi)發(fā)利用。

（3）倡導(dǎo)綠色低碳生活。隨著青島高新區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，未來(lái)會(huì)急劇增長(zhǎng)，城市化帶來(lái)的生活相關(guān)碳排放會(huì)快速增加。高新區(qū)應(yīng)繼續(xù)廣泛宣傳低碳發(fā)展理念和政策，推動(dòng)綠色低碳教育，倡導(dǎo)簡(jiǎn)約適度、綠色低碳的生活方式，推廣低碳產(chǎn)品服務(wù)，擴(kuò)大綠色消費(fèi)需求，增加綠色產(chǎn)品和服務(wù)有效供給，引導(dǎo)消費(fèi)者購(gòu)買節(jié)能環(huán)保低碳產(chǎn)品，提高政府綠色采購(gòu)規(guī)模。

（4）增加藍(lán)綠碳匯。完善綠地生態(tài)系統(tǒng)，推進(jìn)生態(tài)公園建設(shè)，增強(qiáng)城市綠地碳匯能力。保護(hù)修復(fù)濕地碳庫(kù)，進(jìn)一步提高濱海濕地的固碳能力。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

本文核算了青島高新區(qū)“十三五”期間溫室氣體排放量，構(gòu)建Kaya 模型預(yù)測(cè)了青島高新區(qū)2021—2030 年溫室氣體排放量，探尋青島高新區(qū)碳達(dá)峰的關(guān)鍵部門和實(shí)現(xiàn)路徑。

（1）2016—2020 年，碳排放總量從32.88 萬(wàn)t 增加至43.78 萬(wàn)t，碳排放強(qiáng)度從0.47 t/萬(wàn)元降至0.36 t/萬(wàn)元。工業(yè)部門為園區(qū)碳排放量的主要貢獻(xiàn)者，碳排放量從34.89 萬(wàn)t 增加到42.13 萬(wàn)t，單位工業(yè)增加值碳排放量從1.02 t/萬(wàn)元降到0.70 t/萬(wàn)元。隨著園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和城市化推進(jìn)，非工業(yè)部門增長(zhǎng)較為明顯，尤其是生活用能碳排放已占園區(qū)碳排放的10%。

（2）通過(guò)情景分析，低碳發(fā)展情景是青島高新區(qū)在實(shí)現(xiàn)預(yù)期社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)情況下通過(guò)更全面、積極的舉措所能達(dá)到的碳排放狀態(tài)，也是相對(duì)合理的一種達(dá)峰路徑。在此情景下，青島高新區(qū)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步優(yōu)化，生活和公用建筑供熱設(shè)施全面煤改氣，居民節(jié)能器具逐步更新，到2025 年綜合能源消耗量為30.39 萬(wàn)tce，碳排放量為71.58 萬(wàn)t，碳排放強(qiáng)度降至0.27 t/萬(wàn)元。

3.2 政策建議

為進(jìn)一步推動(dòng)中國(guó)工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展，充分發(fā)揮園區(qū)在國(guó)家碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)中的關(guān)鍵作用，基于青島高新區(qū)的案例研究，提出工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展政策建議如下：

（1）完善工業(yè)園區(qū)現(xiàn)有的能源統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。工業(yè)園區(qū)中工業(yè)部門是能耗及溫室氣體排放的主要部門，但是非工業(yè)部門（如居民生活以及公共建筑的能耗）溫室氣體排放也隨著園區(qū)城市化進(jìn)程中貢獻(xiàn)越來(lái)越大?，F(xiàn)有能源統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)一般僅涵蓋規(guī)上工業(yè)企業(yè)，相應(yīng)地工業(yè)園區(qū)溫室氣體僅核算規(guī)上工業(yè)的能源排放活動(dòng)，從而會(huì)大大低估園區(qū)的碳排放。因此，工業(yè)園區(qū)需要完善能源統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，盡可能涵蓋工業(yè)、建筑、第三產(chǎn)業(yè)、生活、公共建筑等部門絕大部分能源活動(dòng)。園區(qū)能源雙控目標(biāo)應(yīng)該針對(duì)整個(gè)園區(qū)設(shè)定，而不僅僅考核規(guī)上工業(yè)能耗。

（2）建立工業(yè)園區(qū)溫室氣體排放核算體系及數(shù)據(jù)庫(kù)。目前，工業(yè)園區(qū)溫室氣體核算存在核算范圍不統(tǒng)一、核算方法不一致以及排放因子選取不規(guī)范等問(wèn)題，建立統(tǒng)一的工業(yè)園區(qū)溫室氣體核算方法可為園區(qū)科學(xué)制定低碳發(fā)展戰(zhàn)略奠定良好的基礎(chǔ)[24]。建議核算的地理范圍為園區(qū)的行政區(qū)劃范圍，排放源應(yīng)該盡可能全地包括能源活動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、廢棄物處理和土地利用變化等，核算的溫室氣體種類應(yīng)包括CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs 以及SF6六大類。排放因子可由園區(qū)或企業(yè)測(cè)算，亦可采用一些權(quán)威方法和指南中的缺省值。依托當(dāng)前國(guó)家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)、低碳工業(yè)示范園區(qū)和綠色發(fā)展示范園區(qū)等創(chuàng)建工作為抓手，推進(jìn)工業(yè)園區(qū)碳排放核算和清單編制，構(gòu)建工業(yè)園區(qū)溫室氣體排放數(shù)據(jù)庫(kù)，為工業(yè)園區(qū)的低碳發(fā)展提供決策支持。尤其是要逐步將省級(jí)及省級(jí)以下工業(yè)園區(qū)的碳排放核算納入工業(yè)園區(qū)溫室氣體排放數(shù)據(jù)庫(kù)，相較于國(guó)家級(jí)工業(yè)園區(qū)，這些園區(qū)數(shù)量眾多，產(chǎn)業(yè)層級(jí)落后，能耗較高，更加迫切需要低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型。

（3）將碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求納入工業(yè)園區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃。工業(yè)園區(qū)一般均為所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)引擎，尤其是面對(duì)目前復(fù)雜經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，園區(qū)保持經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的壓力巨大，招商引資難度加大，園區(qū)政策優(yōu)勢(shì)逐漸減弱。然而，工業(yè)園區(qū)要以國(guó)家碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略為契機(jī)，順應(yīng)宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控的變化和要求，識(shí)別發(fā)展短板，破解制約低碳發(fā)展的瓶頸問(wèn)題[25]，將低碳發(fā)展要求全面融入園區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中，切實(shí)推動(dòng)園區(qū)綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展，杜絕防范片面追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展而放緩產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

（4）充分挖掘能源及環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的減排潛力。工業(yè)園區(qū)內(nèi)部清潔高效的基礎(chǔ)能源設(shè)施（供熱設(shè)施和電廠等）是園區(qū)低碳發(fā)展重點(diǎn)突破口，強(qiáng)化園區(qū)能源、環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的提效升級(jí)及基礎(chǔ)設(shè)施間的共生鏈接[26]。能源基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)年限較長(zhǎng)，具有鎖定效應(yīng)，需要長(zhǎng)遠(yuǎn)布局謀劃。同時(shí)園區(qū)外的基礎(chǔ)能源設(shè)施（供電）和環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施（固體廢物處理一般在區(qū)外）也會(huì)極大影響園區(qū)的低碳發(fā)展績(jī)效，尤其是未來(lái)園區(qū)碳達(dá)峰后的脫碳過(guò)程中，園區(qū)外的新型電力系統(tǒng)的建設(shè)非常關(guān)鍵，需要區(qū)域統(tǒng)籌規(guī)劃。