論碳中和的實現(xiàn)途徑與產(chǎn)業(yè)影響

劉慧麗，唐寶玲

1.通標標準技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司；2.上海坤茂環(huán)境工程有限公司

“2030年以前達到碳排峰,2060年達到碳中和”,是我國關(guān)于碳中和做出的目標。中國關(guān)于碳中和的目標相對全球其他國家制定的目標來說,時間更緊、任務(wù)更重。碳中和對國內(nèi)和全球的能源系統(tǒng)提出了新的要求，能源系統(tǒng)的改善和替代成為相關(guān)行業(yè)巨大挑戰(zhàn),需要社會各界共同努力。

一、碳中和相關(guān)概念

(一)碳中和的概念和提出背景

碳中和指的是在持續(xù)一定歷史時間周期內(nèi),人類活動直接產(chǎn)生總的有害二氧化碳和無害溫室氣體量的碳排放量,與植物光合作用吸收所利用到的有益二氧化碳和溫室氣體排放的總量基本相等,達到自然平衡,實現(xiàn)“零排放”年的總目標。面對全球氣溫逐漸升高和氣候改變,我國提出碳中和的目標以應(yīng)對這一挑戰(zhàn)?！栋屠鑵f(xié)定》中各國已經(jīng)達成一項共識,確定到到21世紀末,全球的年氣溫平均上升的幅度與目前全球經(jīng)濟工業(yè)化過程年氣溫水平相比,要適當(dāng)控制幅度在每年2萬℃以內(nèi),爭取再使全球氣溫穩(wěn)定升高水平在每月1.5萬個℃以內(nèi)。全球總體碳中和需要在21世紀60年代至70年代之間完成,以應(yīng)對氣溫升高的挑戰(zhàn)。中國作為全世界最大的發(fā)展中國家,進入工業(yè)時代較晚,社會生產(chǎn)轉(zhuǎn)型也就較晚,完成碳中和的目標也就需要更多的時間。目前歐美發(fā)達國家已經(jīng)在20世紀達到碳排放峰值。因此,部分歐洲國家規(guī)劃在2050之前達到碳中和甚至更早。我國整體規(guī)劃時間較晚,且目前國內(nèi)化石能源消費比重高,整體呈現(xiàn)難度大、任務(wù)重的特點。

（二）碳中和的具體目標

2020年12月,國家主席習(xí)近平在哥本哈根氣候大會閉幕式上再次提出，未來我國關(guān)于低碳達峰碳中和減排的五項具體減排目標,即為2030年,中國國內(nèi)二氧化碳排放總值要實現(xiàn)大幅度下降,與2005年相比,要下降65%以上。國內(nèi)化石能源的使用量將大幅度下降,從目前的85%左右下降到25%以下。國內(nèi)森林保有量與2005年相比,要增加60億立方米。清潔能源的生產(chǎn)總量要大幅度提高,完成12億千瓦的太陽能發(fā)電總裝機容量。2060年,中國實現(xiàn)碳中和目標,2021年3月,國家發(fā)改委對能源結(jié)構(gòu)改革指明方向。要穩(wěn)步推進水電發(fā)展，安全推進核電發(fā)展，加快光伏風(fēng)電發(fā)展、推動鋼鐵、石化、化工等高耗能行業(yè)轉(zhuǎn)型。

（三）碳中和的相關(guān)政策

煤量多是我國傳統(tǒng)的單一能源優(yōu)勢,因此形成了我國自從進入工業(yè)時代之后，一直以消耗煤炭作為主要傳統(tǒng)能源。我國現(xiàn)有的單一能源及消費源結(jié)構(gòu)，均以傳統(tǒng)煤炭為核心,除占據(jù)著我國工業(yè)碳源排放中大部分份額的化工下游耗能企業(yè)外,煤炭行業(yè)幾乎成為決定我國工業(yè)生產(chǎn)碳排放總量的兩個主要動力來源。因此,對我國目前傳統(tǒng)的單一能源結(jié)構(gòu)應(yīng)該進行大力改革,促進煤炭充分清潔的有效利用,成為實現(xiàn)碳中和的重要舉措。針對近年來我國主要能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀調(diào)整和實現(xiàn)碳中和平衡目標的輿論引導(dǎo),國家近期出臺《關(guān)于統(tǒng)籌和加強應(yīng)對氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護相關(guān)工作的指導(dǎo)意見》,對中國鋼鐵、電力和石化、煤炭、交通等耗能重工業(yè)項目，制定出明確清晰的實現(xiàn)碳達峰行動目標,分階段制定完善實現(xiàn)碳達峰總體目標的各項具體專項行動的方案措施?！蛾P(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導(dǎo)意見》中指出,我國煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、運輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面進行的諸多改革,對于中國實現(xiàn)碳達峰、碳中和具有顯著的經(jīng)濟意義。綠色產(chǎn)業(yè)規(guī)模的持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟在整個國民經(jīng)濟總產(chǎn)值中所占份額比重的大幅提升,有利于中國能源資源產(chǎn)品的循環(huán)利用率大幅度提高。為切實促進全國碳中和節(jié)能目標責(zé)任書的目標實現(xiàn),我國節(jié)能重點行業(yè)和工業(yè)重點產(chǎn)品能源利用率指標，在預(yù)計2035年前逐步達到、趕超國際同類先進發(fā)達國家水平,在率先實現(xiàn)全國碳達峰水平目標的基礎(chǔ)上，進一步合理降低單位二氧化碳排放量,實現(xiàn)中國碳中和目標穩(wěn)步扎實推進任務(wù)?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》指出,煤炭能源生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)應(yīng)向未來我國東部資源最為富集的地區(qū)集中。

在中央各項政策出臺之下,地方政府亦出臺政策響應(yīng)雙碳政策,指導(dǎo)地方企業(yè)開展工作。作為資源覆蓋著全國各省市地區(qū)的鄂西北，是煤炭主要供應(yīng)基地大煤省?！?020年山西省政府工作報告》指出,煤炭企業(yè)發(fā)展也一定要通過大力改革探索我國清潔型煤炭規(guī)模化生產(chǎn)等新型燃料的循環(huán)利用方法和新方式,發(fā)展壯大企業(yè)和清潔、高效新型能源規(guī)模,促進我國煤炭能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化發(fā)展改革。其中提案“分質(zhì)分級、能化結(jié)合、集成聯(lián)產(chǎn)”的議案，為加強煤炭企業(yè)發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新指出了重點方向。氫能、智能電網(wǎng)也正逐漸成為未來煤炭能源結(jié)構(gòu)面臨突破的重要的技術(shù)難題之一。山東和十五《2021你安全繩能源工作指導(dǎo)意見》分別指出,要著力在2021年左右加大落后煤炭及煤電設(shè)備壓減升級力度,推進大中型煤礦電網(wǎng)智能化系統(tǒng)建設(shè)改造。十二五內(nèi)蒙古十四《關(guān)于確保完成“三十四五六”能耗雙控目標若干保障措施》中明確指出,2021年之前或中期以后，還要繼續(xù)研究加大調(diào)控力度，合理適當(dāng)控制淘汰鋼鐵高耗能產(chǎn)業(yè)規(guī)模,不再新增或者審批新建和焦炭、電石、聚氯乙烯、甲醇制品生產(chǎn)經(jīng)營等相關(guān)行業(yè)技改項目投資建設(shè)。若確有必要新增,必須在試驗差能和能耗減量置換的前提下進行,嚴格控制二氧化碳和溫室氣體的排放。

（四）碳中和的意義

為更好地保護自然生態(tài)環(huán)境，促進可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展,制定任務(wù)更重、時間又緊的綠色減排總目標,充分展現(xiàn)了中國項目在全球應(yīng)對與全球區(qū)域變暖中應(yīng)有的大國之擔(dān)當(dāng)，踐行了構(gòu)建人類命運共同體、同心同德同發(fā)展的理念。中國減排目標的實現(xiàn)和碳中和目標的達成,有利于避免煤炭能源用盡時能源危機的出現(xiàn),確保我國的能源安全,有利于國內(nèi)經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展。

二、國內(nèi)各行業(yè)將承擔(dān)碳中和的責(zé)任

（一）化工企業(yè)要承擔(dān)碳中和的主體責(zé)任

化工企業(yè)作為碳排放的主要來源,進行能源技術(shù)創(chuàng)新、制定嚴格的碳排放標準,不僅有利于實現(xiàn)企業(yè)碳跨越和國內(nèi)碳中和目標的實現(xiàn),同時有利于提高化工企業(yè)在未來國內(nèi)乃至全球市場的競爭力。筆者分析認為,化工企業(yè)可以從以下三個途徑進行改革和開展工作：

1.重視碳排放管理,建立健全碳排放相關(guān)標準,完善碳排放管理體系。首先是重視企業(yè)內(nèi)部工作人員的碳排放和碳交易相關(guān)培訓(xùn)工作的開展,促進企業(yè)碳管理水平的提高。其次,在企業(yè)內(nèi)部定崗定責(zé),明確個體責(zé)任,重視碳排放數(shù)據(jù)的監(jiān)控,杜絕違法排放,公開碳交易數(shù)據(jù)。2.積極響應(yīng)國家和地方雙碳政策,在企業(yè)發(fā)展規(guī)劃中加入碳中和目標。技術(shù)作為影響碳排放的重要方面,加大低碳技術(shù)的開發(fā),增大研究投入力度,通過科技創(chuàng)新支撐企業(yè)碳排放量的降低,促進國內(nèi)碳中和目標的實現(xiàn)。3.通過低碳產(chǎn)品引導(dǎo)公眾低碳消費，營造低碳氛圍。

（二）煤炭行業(yè)實現(xiàn)碳中和過程中仍然存在的問題和解決方案

目前在國內(nèi)煤炭行業(yè)，存在以下一些問題,不利于我國碳減排中戰(zhàn)略和經(jīng)濟目標要求的最終實現(xiàn)。

（1）標準規(guī)范要求不匹配。目前在煤炭行業(yè)，仍實行的是財政部2018年所頒布執(zhí)行的國標《煤炭行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范》標準。該規(guī)范雖然在煤炭節(jié)能、減排措施等方面制定了強制性標準規(guī)定,但與聯(lián)合國關(guān)于碳中和戰(zhàn)略愿景“綠色礦山”執(zhí)行的強制性標準不能夠完全吻合。因此，我國煤炭行業(yè)仍在實行相關(guān)強制性標準，對于我國完成煤炭行業(yè)碳中和任務(wù)的總體目標尚有諸多不足。煤炭行業(yè)發(fā)展需要著重關(guān)注新標準和對于中國煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展工作的幾個重點指示,即要明確煤礦行業(yè)碳匯排放和核算標準邊界,加大企業(yè)技改與升級，減少二氧化碳排放,實施行業(yè)生態(tài)整體修復(fù),增加工業(yè)碳匯。（2）監(jiān)管法規(guī)要求不健全。碳排放信息監(jiān)管是否準確,是制定合理的碳排放標準和改進生產(chǎn)機制、實現(xiàn)碳中和的重要前提保障。當(dāng)前煤炭行業(yè)缺乏清晰完善的監(jiān)管機制和高精度長時間的監(jiān)測體系,生產(chǎn)各環(huán)節(jié)碳排放的占比難以明確,各部門各環(huán)節(jié)對于實現(xiàn)減排的貢獻度無法理清,企業(yè)關(guān)于制定下一步的減排計劃也就無從談起,外界亦無法獲悉煤炭行業(yè)碳排放的準確數(shù)據(jù),無法為國家和地方提供足夠的煤炭行業(yè)關(guān)于減排政策的制定依據(jù)。（3）激勵機制不完善。碳中和作為我國發(fā)展的重要戰(zhàn)略目標,需要各行業(yè)積極參與,齊心協(xié)力。目前政府和地方對于企業(yè)能源轉(zhuǎn)型和減排的激勵力度和激勵范圍顯得不足,相關(guān)激勵政策難以走入企業(yè)發(fā)展規(guī)劃,無法發(fā)揮應(yīng)有的作用,在推動企業(yè)轉(zhuǎn)型上力有未逮。

（三）污水廠在碳中和方面需要做出的努力

在污水廠處理污水的過程中,主要有兩個過程會造成二氧化碳的排放。首先,污水處理是利用電能去除掉水中的雜質(zhì)。在產(chǎn)生電能的過程中,會產(chǎn)生大量的二氧化碳,也就是耗能產(chǎn)生的二氧化碳。其次,污水處理會用到大量的藥劑,藥劑使用過程中也會產(chǎn)生一定量的二氧化碳。最后,工作人員工作過程中呼吸也會產(chǎn)生二氧化碳。當(dāng)前國內(nèi)污水處理廠需要使用大量的清潔電能主要的來自于電廠燃煤和發(fā)電,很少有的小部分則來自于利用風(fēng)能、太陽能,如果這樣能夠真正使得我國污水處理廠每天所消費用電能完全不需產(chǎn)生一點二氧化碳,那么我國就已經(jīng)可以較大幅度上減少在污水處理過程中造成的碳排放,輔以污水處理廠周圍綠化工作的進行,污水處理廠就可以實現(xiàn)碳中和。因此,等待國家燃煤電廠轉(zhuǎn)型就成為我國國內(nèi)污水處理廠實現(xiàn)碳中和的一道順風(fēng)車。其次,國內(nèi)污水處理廠可以借鑒先進污水處理廠的處理措施,即利用污水本身具有的能量,使之轉(zhuǎn)化為清潔污水所需的能量,這樣就可以減少燃煤產(chǎn)生電能的使用,降低碳排放。具體措施如下：

（1）提高污水中的碳氮比。提高污水中的碳氮比,使污水中有機能量轉(zhuǎn)化為甲烷的比例提升,提高污水中能量的利用率?？梢酝ㄟ^完善城市污水輸送管道,通過污水百分百收集來實現(xiàn)污水中碳氮比的提高。也可以通過加入外部碳源,提高污水中的碳氮比。例如生活廢水與食品加工廠的食品廢物一同處理。（2）優(yōu)化污水處理工藝,提高能量利用率。通過改善污水處理工藝,使用更少的能量處理更多的污水,可以降低單位污水凈化排放的二氧化碳,有效減少二氧化碳排放量。

（四）碳中和為汽車行業(yè)帶來新催化

截至2020年，我國在交通領(lǐng)域內(nèi)的機動車碳排放量，仍占同期全國汽車總動力碳排放量總和。其中,道路交通運輸仍占據(jù)到了中國交通碳總體排放總額的大部分。汽車行業(yè)能源技術(shù)結(jié)構(gòu)的快速革新設(shè)計和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化使用,將直接有利于實現(xiàn)交通運輸碳源排放數(shù)量的減少。

三、雙碳政策對各行各業(yè)的影響

（一）短期內(nèi)對煤炭行業(yè)的影響

目前我國煤炭使用作為二氧化碳的主要來源,二氧化碳的排放主要是在燃煤發(fā)電過程中產(chǎn)生的。我國近年來煤炭發(fā)電消耗的煤炭量均保持在50%以上,且近年來我國用電量逐年增加,火力發(fā)電在發(fā)電中所占比例也逐漸上升。因此,電力行業(yè)對于煤炭的需求或繼續(xù)升高。當(dāng)前國內(nèi)電力行業(yè)減少煤炭消耗量的主要途徑包括三個方面,（1）降低發(fā)電用煤量。（2）發(fā)電端構(gòu)建風(fēng)能、太陽能等新能源發(fā)電體系,減少燃煤發(fā)電所占比例。（3）加快我國電網(wǎng)建設(shè),使清潔能源能夠輸送到國內(nèi)更廣的地區(qū),減少部分地區(qū)燃煤發(fā)電量的同時,保證該地區(qū)電能的供應(yīng)。筆者分析之后認為,如果在短期內(nèi)有效減少傳統(tǒng)煤炭鍋爐發(fā)電需要的使用煤炭量,就可能需要企業(yè)對傳統(tǒng)發(fā)電機組技術(shù)進行徹底升級或者換代。不僅需要持續(xù)消耗企業(yè)大量投入的運行資金,還需要繼續(xù)對鍋爐工作運行人員進行一定強度的適應(yīng)性培訓(xùn),需要連續(xù)消耗煤炭一定的工作時間。因此,保證機組原有額定發(fā)電量目標的達成，同時大幅減少煤炭使用量短期范圍內(nèi)是難以得到實現(xiàn)。關(guān)于增多發(fā)電端新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)設(shè)施群的選址建設(shè),考慮到分布式水電、風(fēng)電、光伏太陽能發(fā)電項目具有的長期不安全穩(wěn)定性,受區(qū)域自然條件因素影響較大,難以滿足我國國內(nèi)對電能的需求,短期內(nèi)也不容易實現(xiàn)。

（二）長期燃煤發(fā)電將持續(xù)減少,但仍有一定的存量

隨著雙碳政策的實行和國內(nèi)新能源發(fā)電終端的建設(shè),燃煤發(fā)電將不再占據(jù)發(fā)電的主要地位,煤炭作為發(fā)點所需的燃料也將持續(xù)減少。但考慮到風(fēng)能、光伏發(fā)電等具有不穩(wěn)定性,在必要時增大火力發(fā)電量,火力發(fā)電會發(fā)揮調(diào)峰、保供的作用。

（三）雙碳政策對煤炭企業(yè)信用的影響

隨著近年來我國煤炭生產(chǎn)重心向資源儲備量大、噸煤成本低的地區(qū)轉(zhuǎn)移,行業(yè)集中度逐漸提高。碳達峰之后,煤炭需求量將會呈現(xiàn)下降趨勢,因此煤炭價格也會相對逐漸下降,煤炭資源保有量少、噸煤成本搞的煤炭企業(yè)將會面臨工作人員負擔(dān)重、薪資難以提高的境況,企業(yè)將會面臨虧損的可能性,而山西、內(nèi)蒙古等資源稟賦好的地區(qū)的煤礦企業(yè),將有可能抵御此番行業(yè)風(fēng)險。因此,煤炭行業(yè)企業(yè)信用水平將面臨分化的局面,并且這種情況會不斷加劇。

（四）化工行業(yè):環(huán)保材料開啟新藍海

雙碳政策的推出和碳約束的實行,會對搞污染、低生產(chǎn)效益的工廠和產(chǎn)業(yè)進行淘汰,煤炭行業(yè)以外的行業(yè)也將面臨行業(yè)集中的趨勢。聚氨酯作為理想的建筑保溫材料,與其他保溫材料相比,可以在實現(xiàn)保溫的基礎(chǔ)上減少二氧化碳的排放,未來建筑行業(yè)對聚氨酯的需求將會持續(xù)增大、快速增長,同時,為降低聚氨酯大量使用帶來的成本增加,為降低原材料成本,規(guī)模效應(yīng)會使得大型聚氨酯生產(chǎn)工廠出現(xiàn)。

（五）鋰電設(shè)備需求規(guī)模有望實現(xiàn)持續(xù)大幅度增厚

目前,隨著電動汽車行業(yè)的興起,電動化趨勢加速,動力鋰電池的需求將會繼續(xù)增長,并且擴散到其他能源轉(zhuǎn)型領(lǐng)域,也就意味著市場對鋰電池的需求,會促進頭部鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的擴產(chǎn),當(dāng)前已經(jīng)存在的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)擴大生產(chǎn)規(guī)模、步入供應(yīng)鏈,將在未來具有顯著的國際競爭力。

四、結(jié)語

總體來看,隨著碳達峰、碳中和政策的推進,對國內(nèi)各企業(yè)而言,減排任務(wù)重,挑戰(zhàn)巨大,但隨著行業(yè)集中度的升高、新技術(shù)的開發(fā)、新能源設(shè)施的建設(shè),國內(nèi)二氧化碳排放量會有顯著降低。對于國內(nèi)各行業(yè)而言,能源轉(zhuǎn)型和碳排放量的降低,在促進人類可持續(xù)發(fā)展的同時,可以有效提高各行各業(yè)在國際上的競爭力,推動我國經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展。