基于能源消費特征探索節(jié)能降碳路徑

□ 戴紅珍

| 研究背景

人類各種活動造成室溫氣體排放導(dǎo)致全球氣候變暖，粗放型發(fā)展中過度消耗化石燃料導(dǎo)致全球變暖，全球變暖又對經(jīng)濟社會的發(fā)展造成嚴(yán)重影響，威脅到能源、生態(tài)、水資源和糧食安全等，甚至升級到威脅全人類的生存發(fā)展。近年來極端天氣頻現(xiàn)，世界各地自然災(zāi)害時有發(fā)生，氣候變化在全世界正引起前所未有的關(guān)注。

2016 年，包括中國在內(nèi)的近200 個締約國共同簽署了《巴黎氣候變化協(xié)定》( 下文簡稱《巴黎協(xié)定》) 。根據(jù)《巴黎協(xié)定》，全球氣溫的“長期目標(biāo)是將全球平均氣溫較前工業(yè)化時期上升幅度控制在2℃以內(nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.5℃以內(nèi)”。在簽訂《巴黎協(xié)定》后，我國采取了大量行動和措施來減少溫室氣體的排放，并制定了碳排放目標(biāo)。2020 年，習(xí)近平總書記多次在國際會議上表示：中國“二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和”，并將“碳達峰、碳中和”上升為國家戰(zhàn)略決策，納入《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標(biāo)的建議》中，這是我國在簽署《巴黎協(xié)定》之后第一個長期氣候目標(biāo)。

隨著“3060”目標(biāo)的提出，碳排放核算及節(jié)能降碳目標(biāo)提上了各級政府的規(guī)劃日程。低碳發(fā)展規(guī)劃，除了國家層面到各級政府的“自頂向下”的戰(zhàn)略，各級政府部門考慮區(qū)域碳排放差異，制定“自下而上”的區(qū)域措施落實國家戰(zhàn)略。目前省級區(qū)域綜合能源消費、碳排放與地區(qū)增加值核算自上而下下算一級。由于城市中的行政區(qū)域缺少能源平衡表數(shù)據(jù)，考慮到能源結(jié)構(gòu)調(diào)整不僅受資源稟賦的約束，還與新能源技術(shù)開發(fā)水平息息相關(guān)，同時短期內(nèi)能源結(jié)構(gòu)通常不會發(fā)生較大變動 ，本文從分析閔行區(qū)近年來區(qū)域能源消費特點著手，尋找區(qū)域優(yōu)勢，探索節(jié)能減排路徑，助力實現(xiàn)降碳目標(biāo)，服務(wù)經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。

| 碳排放估核算的基本理論

國際上估算城市溫室氣體排放常用的方法有實測法、調(diào)查與訪談法、系數(shù)法、物料衡算法、溫室氣體清單法、投入產(chǎn)出分析法、生命周期法方法等。二氧化碳排放估算方法較多，本文主要介紹能耗總量及能源品種碳排放因子估算碳排放量，即系數(shù)法。

（一）碳排放估算法

化石燃料燃燒排放二氧化碳，排放量與能源品種的消耗量、燃燒值、碳排放因子和氧化系數(shù)有關(guān)。由于二氧化碳的分子量是44，其中氧原子的原子量是16，兩個氧原子為32，碳的原子量為12，因此排放一噸碳會形成3.67 噸的二氧化碳。二氧化碳排放估計方式如下：

其中，CE表示二氧化碳排放總量（噸），CEi是第i 種燃料的二氧化碳排放總量，Ei是第i 種燃料的消耗量，Vi是燃燒值，EFi是燃料i 的碳排放因子（噸碳/千焦），Oi是燃料i 的氧化系數(shù)，這些值在一定時期里為常數(shù)，可以表征為碳排放系數(shù)。

假設(shè)消費A、B、C 三種能源品種，用能源品種碳排放系數(shù)估算碳排放量，公式為：

其中Ea，Eb，Ec分別表示A、B、C 不同能源品種實物量；δa，δb，δc分別表示相應(yīng)的碳排放系數(shù)。假設(shè)三種能源品種的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)分別為Ka，Kb，Kc，占全部能源消耗的比重分別為α，β，γ，綜合能源總量為E，此時，能源實物量可以轉(zhuǎn)化為Ea=αE/Ka,Eb=βE/Kb，Ec=γE/Kc代入式（2）得到式（3）：

令δ=(αα/Kaδa+β/Kbδb+γ/Kcδc)，則δ即為綜合碳排放系數(shù)。由于能源品種碳排放和折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)在一定時期內(nèi)是常數(shù)，不同的能源結(jié)構(gòu)下δ值也不同，因此綜合碳排放因子與能源結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

（二）碳排放的影響因素

從以上介紹的碳排放估算公式可以看到，碳排放量與能源品種消費結(jié)構(gòu)比重密切相關(guān)，能源消費結(jié)構(gòu)又與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟發(fā)展水平息息相關(guān)。

1.能源消費結(jié)構(gòu)因素。2006年國家發(fā)改委能源研究所公布的能源碳排放系數(shù)中，煤炭的碳排放系數(shù)為2.49 噸碳/噸標(biāo)準(zhǔn)煤，石油的碳排放系數(shù)均值為2.146 噸碳/噸標(biāo)準(zhǔn)煤，天然氣的碳排放系數(shù)為1.629 噸碳/噸標(biāo)準(zhǔn)煤，水電、核電和光伏電的碳排放為0。化石能源碳排放系數(shù)較大，可見能源消費結(jié)構(gòu)是否優(yōu)化，將直接影響碳排放量?；茉聪M比重下降和可再生能源比重的提高可以有效減緩碳排放量，從而實現(xiàn)由高碳向低碳發(fā)展的目標(biāo)。

2.能源效率因素。能源強度指標(biāo)，通常用單位GDP 的能源消耗量來衡量，即每單位增加值所消耗的能源數(shù)量，簡稱單位增加值能耗。增加值能耗反映了能源的利用效率，數(shù)值越小，說明較少的能耗創(chuàng)造出更多的社會價值，能源利用率越高。經(jīng)濟發(fā)展離不開能源消費，實現(xiàn)一樣的經(jīng)濟總量，較高的能源利用率，有效減少了能源消費量，減少了碳排放量。

3.經(jīng)濟發(fā)展因素。經(jīng)濟社會發(fā)展是人類社會永恒的主題。發(fā)展必定會不斷消耗能源，產(chǎn)生碳排放，不能以犧牲經(jīng)濟社會的發(fā)展來實現(xiàn)節(jié)能降碳。碳排放量與經(jīng)濟增長之間存在非常復(fù)雜的相互影響、相互制約的關(guān)系。經(jīng)濟結(jié)構(gòu)多元化，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，淘汰高耗能產(chǎn)業(yè)，可以使得能源消費需求的增長得到有效減緩，實現(xiàn)碳排放量減緩。

綜上所述，能源消費結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，能源效率的提高，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，最終促使經(jīng)濟社會發(fā)展完成從依賴高碳燃料為主逐漸過渡到低碳、綠色能源消費占比不斷提高的轉(zhuǎn)變 ，最終實現(xiàn)雙碳目標(biāo)。

| 閔行區(qū)區(qū)域能源消費特征

進入“十四五”以來，為更科學(xué)地反映經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展，上海市對區(qū)域性綜合能源核算進行了改革，綜合全市能源平衡表數(shù)據(jù)，對全社會用能進行了全面核算，使區(qū)域綜合能耗核算數(shù)據(jù)更合理、全面地反映區(qū)域用能，結(jié)合2020—2022 年區(qū)域能耗數(shù)據(jù)及近10 年電力銷售數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)閔行區(qū)用能具有鮮明的區(qū)域特征。

（一）電力能耗占比大，化石能源比重逐年降低

從“十四五”前三年閔行區(qū)綜合能源消費分品種數(shù)據(jù)看，具有能源品種電力能耗占比最大、化石能源比重逐年降低的特點。

1.電力消費能耗比重超六成。2020—2022 年，電力能耗占總能耗比重分別為62.2%、65.1% 和68.1%，電力能耗比重逐年提高。

2.化石能源消費能耗比重逐年下降。油品能耗占比持續(xù)下降，從2020 年 占 比22.4% 到2022 年17.0%，下降了5.4 個百分點。化石能源碳排放系數(shù)較大，化石能源消費能耗比重持續(xù)下降，有利于減少碳排放。

（二）電力消費集中在工業(yè)領(lǐng)域和居民生活領(lǐng)域

從閔行區(qū)電力銷售分領(lǐng)域看，2010—2022 年電力消費主要分布在工業(yè)領(lǐng)域和居民生活領(lǐng)域，這兩個領(lǐng)域的電力消費占比保持在第一和第二位，且兩個領(lǐng)域合計占總量比重過半。

（三）能耗領(lǐng)域集中在工業(yè)和居民生活領(lǐng)域

閔行區(qū)能源消費相對集中在工業(yè)領(lǐng)域和居民生活領(lǐng)域，兩個領(lǐng)域的能耗比重合計保持在六成左右，其余近四成分散分布在其他行業(yè)。

1.工業(yè)領(lǐng)域能耗比重超三成。2020—2022 年，工業(yè)領(lǐng)域能耗比重分別為34.2%、33.9%和32.8%，相比其他行業(yè)，能耗比重較大。

2.居民生活用能比重超兩成。2020—2022 年，居民生活領(lǐng)域能耗比重分別為23.9%、23.4%和26.4%。

3.工業(yè)領(lǐng)域和居民生活領(lǐng)域能源消費品種均集中在電力。2020—2022 年，工業(yè)領(lǐng)域綜合能源消費量電力比重分別占到71.8%、72.7%和72.4%，居民生活電力比重分別為57.7%、60.9%和67.3%。

| 雙碳目標(biāo)推進的有利因素

綜上所述，閔行區(qū)全社會能源消費具有能源品種消費主要以電力消費為主，能耗消費領(lǐng)域相對集中在工業(yè)和居民生活領(lǐng)域，兩個領(lǐng)域用能電力能耗占比大等特征，為探索節(jié)能減排路徑指明了方向。

（一）電力消費優(yōu)勢及趨勢

由于電力是二次能源，單位電量的碳排放量與電網(wǎng)碳排放因子成正比，電網(wǎng)碳排放因子是指電網(wǎng)覆蓋區(qū)域單位電量的碳排放水平，電網(wǎng)碳排放因子作為連接電力消費量與碳排放量的重要參數(shù)，從理論上講，可再生能源比例越高，火電機組單位供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗越低，電網(wǎng)排放因子越小。

1.上海市電網(wǎng)排放因子不斷變小。上海市2010 年、2012 年和2018 年省級電網(wǎng)排放因子分別為0.7934 噸二氧化碳/兆瓦時、0.6241噸二氧化碳/兆瓦時和 0.5641 噸二氧化碳/兆瓦時。2022 年2 月，上海市生態(tài)環(huán)境局印發(fā)《關(guān)于調(diào)整本市溫室氣體排放核算指南相關(guān)排放因子數(shù)值的通知》，核算使用外購電力所導(dǎo)致的碳排放時，電網(wǎng)排放因子由0.788 噸二氧化碳/兆瓦時調(diào)整為0.42 噸二氧化碳/兆瓦時，體現(xiàn)出上海近十年清潔能源和可再生能源電力占比提升的顯著成效。

2.電力消費替代潛能進一步釋放。隨著國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部、公安部等13 部門發(fā)布《關(guān)于促進汽車消費的若干措施》，進一步穩(wěn)定和擴大汽車消費，優(yōu)化汽車購買使用管理制度和市場環(huán)境，更大力度促進新能源汽車持續(xù)健康發(fā)展。新能源汽車技術(shù)能級不斷升級換代，加快了新能源車替代燃油車的步伐。閔行區(qū)加快布局、分類收費、強化監(jiān)管，構(gòu)建日益完善的新能源充電基礎(chǔ)設(shè)施體系。2017年以來將新能源充電樁建設(shè)列入政府實事項目，目前已累計建成2.3萬余個，其中2022 年新增2146 個，2023 年計劃建設(shè)不少于1000 個，切實滿足社會各領(lǐng)域新能源汽車充電需求。新能源汽車代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃油車，減少了化石能源的使用量，將有效減少碳排放。

3.綠電投入保持了較高的積極性。近年來，通過大力宣傳和扶持引導(dǎo)，企業(yè)和居民在投資建設(shè)光伏項目方面保持了較高的積極性，閔行區(qū)分布式光伏新增安裝并網(wǎng)容量逐年增長，光伏發(fā)電量逐年增加。

（二）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，單位增加值能耗保持下降

1.2006—2020 年期間，閔行區(qū)地區(qū)生產(chǎn)總值結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。工業(yè)增加值在“十一五”（2006—2010年）期間，比重介于60%—70%區(qū)間，“十二五”期間（2011—2015 年）介于50%—60%區(qū)間，“十三五”期間（2016—2020 年）維持在30%—40%區(qū)間并趨于穩(wěn)定。第三產(chǎn)業(yè)增加值比重則與工業(yè)呈反向態(tài)勢，“十一五”期間，增加值比重介于20%—30%區(qū)間，“十二五”期間提高到30%—40%區(qū)間，“十三五”期間維持在40%—50%區(qū)間，比重持續(xù)保持上升態(tài)勢。

2.2006—2020 年期間，節(jié)能降耗取得較好成效，能效水平大幅提高。“十一五”期間閔行區(qū)單位增加值能耗累計下降30.8%，其中工業(yè)累計下降38.2%?！笆濉逼陂g單位增加值能耗累計下降23.9%，其中工業(yè)累計下降16.9%?！笆濉逼陂g單位增加值能耗累計下降9.0%，其中工業(yè)累計下降17.5%。2022 年單位增加值能耗同比下降4.9%，2021—2022 年兩年累計下降6.1%。

| 結(jié)論和建議

閔行區(qū)“十四五”發(fā)展規(guī)劃中提到，能耗總量年均能源消費增幅不超過2.5%， 單位GDP 能耗下降率達到13.5%以上，并力爭實現(xiàn)下降 14.5%的激勵目標(biāo)。全區(qū)生產(chǎn)總值年均增長率在5%以上；制造業(yè)增加值占全區(qū)生產(chǎn)總值比重保持在 35%以上。既要實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展目標(biāo)，又要朝著雙碳目標(biāo)不斷邁進，需要在以下幾個方面下功夫：

（一）持續(xù)努力提高綠電消費比重

從閔行區(qū)“十四五”前三年綜合能源消費情況看，電力能耗占綜合能耗總量比重大，因此，進一步優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)，提高綠電比重，是節(jié)能減排的重要途徑。建議加強政策宣傳引導(dǎo)，充分發(fā)掘潛力，鼓勵企業(yè)投資建設(shè)光伏項目；加強服務(wù)企業(yè)節(jié)能項目跟進和協(xié)調(diào)推進，進一步優(yōu)化辦理項目流程，會同相關(guān)部門及時為企業(yè)排憂解難，推進項目落地。

（二）持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)能結(jié)構(gòu)

從規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源調(diào)查數(shù)據(jù)看，能源消費具有行業(yè)集中、地域集中的特點。2022 年，規(guī)模以上工業(yè)能耗排名前三的行業(yè)為化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)，計算機、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)以及橡膠和塑料制品業(yè)，三個行業(yè)能耗合計占到總量79.5%；能耗占總量比重排前三的地區(qū)分別為吳涇鎮(zhèn)、莘莊工業(yè)區(qū)和梅隴鎮(zhèn)，3 個地區(qū)的能耗合計占到80.3%。需繼續(xù)深化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，鼓勵企業(yè)改變生產(chǎn)模式，提高效能，調(diào)減高耗能產(chǎn)品，加大節(jié)能減排技術(shù)研發(fā)力度和投入，推動綠色工廠、零碳園區(qū)的建設(shè)，加大節(jié)能減排的獎勵力度。

（三）推廣數(shù)字化賦能節(jié)能降碳

通過數(shù)字化監(jiān)測和控制系統(tǒng)，實時監(jiān)測能源供給和需求，進行精確的能源調(diào)度和負載管理。數(shù)字化技術(shù)使得能源系統(tǒng)更加智能化，有助于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。如虛擬電廠作為一個特殊電廠參與電網(wǎng)運行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)，是數(shù)字化賦能節(jié)能降碳的實例。挖掘能耗大的樓宇、園區(qū)節(jié)能潛力，充分發(fā)揮數(shù)字化賦能節(jié)能降碳的作用。數(shù)字技術(shù)對能源轉(zhuǎn)型趨勢起到較為關(guān)鍵的作用，但是投入大，技術(shù)門檻高，各類復(fù)雜的數(shù)字化節(jié)能場景需各方融合助力。政府部門可以通過搭橋牽線，把市場競爭和行政扶持政策結(jié)合起來，雙管齊下，助推數(shù)字化節(jié)能技術(shù)市場化、規(guī)?；?。

（四）在全社會宣導(dǎo)低碳綠色理念

在全社會全方位宣導(dǎo)居民崇尚低碳生活和低碳消費。在“衣”“食”“住”“行”中出妙招，細化從日常生活中改變細微的生活習(xí)慣的節(jié)碳成效，倡導(dǎo)居民全方位做到“節(jié)能減排”，有效減少居民生活直接和間接產(chǎn)生的碳排放。

“十四五”時期，是實現(xiàn)科學(xué)發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展，切實轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，推動質(zhì)量變革、效率變革、動力變革的關(guān)鍵時期，閔行區(qū)立足新發(fā)展階段，貫徹新發(fā)展理念，構(gòu)建新發(fā)展格局，在持續(xù)鞏固提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展壯大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的同時，積極布局新賽道及未來產(chǎn)業(yè)，著力打造產(chǎn)業(yè)集群、完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)，為閔行綠色低碳產(chǎn)業(yè)布局，著力推動綠色高質(zhì)量發(fā)展。