全球溫控目標(biāo)下我國工業(yè)碳減排路徑選擇與國際經(jīng)驗(yàn)借鑒

張志偉 錢雪萍 傅俊 任婷 段萍萍

(1.西南石油大學(xué) 四川南充 637001；2.智能財(cái)務(wù)技術(shù)與系統(tǒng)南充市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 四川南充 637001)

我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展多依賴于消耗自然資源，碳排放總量已居世界第一位，溫室效應(yīng)亟待重視，資源環(huán)境約束日益趨緊。為踐行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針政策，我國生態(tài)文明建設(shè)方向應(yīng)以碳減排為重點(diǎn)，推動(dòng)減污降碳協(xié)同增效，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善由量變到質(zhì)變的目標(biāo)。而主要令碳排放增長的第二產(chǎn)業(yè)，即工業(yè)企業(yè)，是實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)的首要突破領(lǐng)域。

1 全球溫控下我國工業(yè)碳排放現(xiàn)狀分析

1.1 全球溫控1.5℃與2℃目標(biāo)

自2010年坎昆氣候變化大會(huì)簽署《坎昆協(xié)議》后“，2℃全球溫控”已經(jīng)成為全球性的政治共識(shí)。但隨著碳排放量的迅猛增長，一些小島嶼國家和欠發(fā)達(dá)國家認(rèn)為2℃的溫控目標(biāo)無法避免海平面上升和氣候變暖的威脅，提出應(yīng)以1.5℃的全球平均溫升作為控制目標(biāo)的訴求。

從碳減排方面來看，若溫升上限為2℃，2030年減排幅度需達(dá)到20%，將于2075年實(shí)現(xiàn)“凈零排放”，若以1.5℃為溫控目標(biāo)，則2050年就能達(dá)到“零排放”，比2℃溫控目標(biāo)提前25年。在能源供給投資和能效投資力度方面《，世界能源投資展望》(2014)顯示，僅實(shí)現(xiàn)2℃溫控目標(biāo)，到2035年就需增加14萬億美元的投入，才能讓2035年的能源需求下降約15個(gè)百分點(diǎn)，而1.5℃溫控目標(biāo)的投入成本必然更加龐大。

1.2 我國碳排放現(xiàn)狀分析

不同國家或地區(qū)，因發(fā)展程度情況和溫控目標(biāo)下采取的措施及力度也不同，從而引起了能源使用的不同特征。我國碳排放的基本現(xiàn)狀主要呈現(xiàn)出地區(qū)差異明顯，全國工業(yè)排放量持續(xù)增長，但未來增長速率有所下降的趨勢(shì)(見圖1)。

圖1 1980—2020年中國CO2排放量趨勢(shì)

由于各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不同導(dǎo)致碳吸收能力不同，對(duì)能源的吸收和利用程度也不盡相同，因此我國區(qū)域碳排放呈現(xiàn)出較大差異，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展地區(qū)大部分為東部沿海地區(qū)，其在經(jīng)濟(jì)、能源利用水平等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。我國CO2排放從1980年的14.67億噸升至2020年的102.51億噸，其中，2018年達(dá)到了最高峰103.13億噸，碳排放增長仍是我國面臨的嚴(yán)峻問題。

1.3 我國碳減排的必要性分析

1.3.1 能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重問題

改革開放后，我國打破能源生產(chǎn)與消費(fèi)總量均水平低的局面，當(dāng)今已成為世界第一大能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國。由于地理位置優(yōu)勢(shì)，我國煤炭儲(chǔ)存量多且豐富，與其他能源相比開采成本更低，這決定了我國在很大程度上依賴于煤炭能源。2010—2020年，我國煤炭能源消費(fèi)總量增長了1.36倍，雖每年煤礦消耗占能源消費(fèi)總量比重不斷減小，但截至2020年仍然占比56.8%，是包含太陽能、風(fēng)能等清潔能源的3.57倍。

能源難題一方面在于新能源消耗占比小且開發(fā)難。2015年以來我國實(shí)行供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，雖加大了對(duì)新能源、清潔能源的研發(fā)與利用力度，但因技術(shù)開發(fā)困難且技術(shù)不成熟無法對(duì)其廣泛使用。另一方面則在于我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化緩慢，近10年石油比重仍在增長，煤炭消費(fèi)雖有降低但比重微小，清潔能源的消耗占比仍不能取締傳統(tǒng)能源。

1.3.2 碳排放引致的氣候問題日益嚴(yán)重

中國氣象局發(fā)布的《2020年中國氣候公報(bào)》顯示，2020年全國年平均氣溫為10.25℃，比1981—2010年平均偏高0.7℃，是1951年以來第8個(gè)最暖年，氣候變暖導(dǎo)致我國西藏凍土厚度不斷減小，面積隨之不斷縮小，西北部地區(qū)冰川容量急劇降低，海平面因此逐漸升高等一系列問題，碳減排形勢(shì)十分嚴(yán)峻。

1.3.3 經(jīng)濟(jì)增長方式面臨轉(zhuǎn)變

碳減排雖然給我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來壓力，但也讓我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨新機(jī)遇。全球化石能源的存儲(chǔ)量有限，在很大程度上已不能支撐人類未來長期的開采與利用，轉(zhuǎn)變新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式已是時(shí)代所需。中國正處于經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展階段，又面臨著生產(chǎn)技術(shù)落后等一系列問題，需要高耗能、高排放的產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品來保證社會(huì)發(fā)展和人民的生活品質(zhì)，大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)將會(huì)對(duì)化工、鋼鐵行業(yè)產(chǎn)生限制，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然造成沖擊，但發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)并不意味著拋棄高耗能、高排放量的產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品，而是著重于如何提高碳效率。

2 中國工業(yè)低碳發(fā)展路徑設(shè)計(jì)與分析

2.1 通過環(huán)境現(xiàn)狀分析碳減排

由格羅斯曼、克魯格等經(jīng)濟(jì)學(xué)家提出的“環(huán)境庫茲涅茨曲線”假說指出兩個(gè)方面：一是經(jīng)濟(jì)增長意味著經(jīng)濟(jì)活動(dòng)規(guī)模更大，需要加大資金和資源的投入，導(dǎo)致污染排放情況加重，對(duì)環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生了負(fù)向的規(guī)模效應(yīng)；二是可以通過經(jīng)濟(jì)地使用太陽能、風(fēng)能等清潔能源和產(chǎn)業(yè)新技術(shù)，以及國家提出的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化等，對(duì)環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生正向技術(shù)效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)(見圖2)。

圖2 環(huán)境庫茲涅茨曲線

在工業(yè)化階段，規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)及結(jié)構(gòu)效應(yīng)三者共同決定了環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)增長的倒U形曲線關(guān)系：環(huán)境質(zhì)量隨著經(jīng)濟(jì)增長呈現(xiàn)出先惡化后改善的趨勢(shì)。

從宏觀經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，最理想的保增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、防通脹三角架構(gòu)難以在現(xiàn)實(shí)中協(xié)調(diào)，而實(shí)施工業(yè)碳減排主要目標(biāo)就在于實(shí)現(xiàn)綠色供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，確保工業(yè)生產(chǎn)力與環(huán)境相協(xié)調(diào)，并在“碳中和”背景下提升經(jīng)濟(jì)效益。相應(yīng)的，在進(jìn)行工業(yè)碳減排改革的同時(shí)，也面臨經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型帶來的多種風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)。

圖3 基于環(huán)境庫茲涅茨曲線治理分析框架模型

2.2 工業(yè)碳減排路徑分析

2.2.1 降低能耗

2011—2020年間，全球碳排放量復(fù)合增長率為1.4%，中國為2.5%，高于全球平均水平。在工業(yè)減排過程中，能源耗費(fèi)是個(gè)大問題，工業(yè)企業(yè)要加快發(fā)展轉(zhuǎn)型，深化加工一體化趨勢(shì)。石油工業(yè)需以擴(kuò)大產(chǎn)能、追求廣泛效益為首要目標(biāo)，通過提高科學(xué)技術(shù)，邁向更加注重綠色、低碳、經(jīng)濟(jì)的存量時(shí)代，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈，快速提升低碳發(fā)展質(zhì)量。鋼鐵工業(yè)運(yùn)用大型工藝設(shè)備，加強(qiáng)精細(xì)化管理操作，進(jìn)一步減少固體燃料、化石能源消耗產(chǎn)生的碳排放。

工業(yè)企業(yè)要加大對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，在進(jìn)軍高端產(chǎn)品市場(chǎng)的同時(shí)，運(yùn)用新技術(shù)、新能源，發(fā)展新型綠色工藝，減少原料消耗，降低碳排放，節(jié)約資源。

2.2.2 提高能效

技術(shù)是低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要途徑，通過實(shí)施成熟可行的能效提升技術(shù)是近階段中國企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排的主要措施。舊的落后的工業(yè)產(chǎn)能在各方面相對(duì)先進(jìn)產(chǎn)能都有明顯劣勢(shì)，需要被新的成熟的環(huán)保工業(yè)技術(shù)替代，促進(jìn)重點(diǎn)行業(yè)和區(qū)域能源效率的提高是當(dāng)下重中之重。

對(duì)石油、煤炭等能源，需要優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高減排的科學(xué)性與合理性，嚴(yán)格控制落后工藝和低效設(shè)備；提高加熱爐的熱效率；提高電器設(shè)備的用能效率；做好蒸汽的全廠優(yōu)化平衡和低溫?zé)岬母咝Ю?；做好能耗?gòu)成中主要部分的科學(xué)管控和能量的高效利用，如對(duì)催化燒焦、燃料氣的管控和高效利用。

2.2.3 創(chuàng)新工藝

發(fā)達(dá)國家能源轉(zhuǎn)型主要分為三個(gè)階段：一是用煤階段，二是石油天然氣階段，三是風(fēng)電等新能源階段。但就中國現(xiàn)狀而言，煤資源豐富，石油、天然氣資源缺乏，中國石油和天然氣對(duì)外依存度分別是73%、43%，表明我國不能靠石油資源和天然氣資源去完成轉(zhuǎn)型，只能直接跨入新能源階段。

隨著相應(yīng)能源資源消耗運(yùn)用政策的頒布，石油天然氣等資源消耗轉(zhuǎn)換為水能、風(fēng)能與電能等是綠色化可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，碳捕集、利用和封存(CCUS)也是非常重要的碳減排技術(shù)，我國應(yīng)從這幾方面入手努力實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與提質(zhì)增效的“雙贏”。

3 發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗(yàn)借鑒

3.1 美國

作為最早一批開始進(jìn)行碳減排的國家，美國具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)且實(shí)行效果顯著。

在消費(fèi)領(lǐng)域，美國最新推出“零碳排放行動(dòng)計(jì)劃”(ZCAP)，這是一項(xiàng)針對(duì)美國國內(nèi)的戰(zhàn)略，其中，工業(yè)生產(chǎn)占美國相關(guān)能源碳排放的20%，呼吁耐用品制造、食品、紡織加工、采礦和有色金屬生產(chǎn)等，通過提高協(xié)調(diào)效率、電氣化和發(fā)電脫碳實(shí)現(xiàn)碳減排。其他行業(yè)如鋼鐵、水泥和化學(xué)原料的生產(chǎn)，解決方案為碳捕獲與儲(chǔ)存(CCS)及使用其他合成燃料替換現(xiàn)有能源。

據(jù)可再生資源買家聯(lián)盟(REBA)數(shù)據(jù)顯示，美國對(duì)可再生能源的采購量持續(xù)增長，至2019年時(shí)已達(dá)到9.33吉瓦，以購買可再生資源電力及投資和自建可再生能源項(xiàng)目協(xié)助實(shí)現(xiàn)“碳減排”。

3.2 歐盟“歐盟排放交易體系”

1998年，歐盟正式提出建立歐盟排放交易體系(European Union Emission Trading Scheme，EUETS)，該體系采用分權(quán)化治理模式。當(dāng)前覆蓋了27個(gè)主權(quán)國家，它給予了參與國家很大的自主決策權(quán)，成員國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、體制制度等方面差異化明顯，該體系規(guī)定，在一定區(qū)域內(nèi)，如果污染排放總量不超過規(guī)定范圍排放量，則可在國家內(nèi)部通過貨幣交換相互調(diào)劑排放量，采用這種模式不僅讓歐盟完成減排目標(biāo)，還通過差異化獲得了更多利益。這種集中和分散控制的平衡能力，使其成為排放交易體系的典范。

4 結(jié)語

在碳減排路徑的選擇上，每個(gè)國家的目的都是一致的，皆是為節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、緩解國際社會(huì)減排壓力、創(chuàng)造良好的外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境等，而我國為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，不僅要加大力度控制碳排放量，打造低碳工業(yè)環(huán)境，同時(shí)還要向有經(jīng)驗(yàn)的國家學(xué)習(xí)，從而因地制宜地制定出適合我國的碳減排措施。

首先，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)整進(jìn)程，解決從而低能產(chǎn)業(yè)消耗過剩的問題，促進(jìn)清潔能源與先進(jìn)設(shè)備的推廣，嚴(yán)格執(zhí)行能源評(píng)價(jià)和環(huán)境評(píng)價(jià)制度；其次，提高原料利用率。推進(jìn)企業(yè)技術(shù)改革，通過政策補(bǔ)貼和內(nèi)部調(diào)整消化高額的原材料成本，為實(shí)現(xiàn)高碳能源、減少煤炭和冶煉環(huán)境污染帶來的巨大整體效益，提高綜合利用程度；最后，需要進(jìn)一步加強(qiáng)政策支持，強(qiáng)化企業(yè)主體責(zé)任，動(dòng)員公眾參與，共同推進(jìn)節(jié)能減排工作。