我國從高碳能源向低碳能源轉型的思考

魏 斌

（湖北工業(yè)大學，湖北武漢 430068）

1 我國能源低碳轉型背景分析

1.1 我國經濟發(fā)展進入新常態(tài)

隨著我國經濟轉入高質量發(fā)展的新常態(tài)。“十四五”時期能源發(fā)展的目標是構建現代能源體系，經濟社會發(fā)展主要目標是推進能源革命，建設清潔低碳、安全高效的能源體系，提高能源供給保障能力。加快發(fā)展非化石能源，堅持集中式和分布式并舉，大力提升風電、光伏發(fā)電規(guī)模，加快發(fā)展東中部分布式能源，有序發(fā)展海上風電，加快西南水電基地建設，安全穩(wěn)妥推動沿海核電建設，建設一批多能互補的清潔能源基地，非化石能源占能源消費總量比重提高至20%左右。推動煤炭生產向資源富集地區(qū)集中，合理控制煤電建設規(guī)模和發(fā)展節(jié)奏，推進以電代煤。有序放開油氣勘探開發(fā)市場準入，加快深海、深層和非常規(guī)油氣資源利用，推動油氣增儲上產。因地制宜開發(fā)利用地熱能。提高特高壓輸電通道利用率。加快電網基礎設施智能化改造和智能微電網建設，提高電力系統(tǒng)互補互濟和智能調節(jié)能力，加強源網荷儲銜接，提升清潔能源消納和存儲能力，提升向邊遠地區(qū)輸配電能力，推進煤電靈活性改造，加快抽水蓄能電站建設和新型儲能技術規(guī)?；瘧谩Ｍ晟泼禾靠鐓^(qū)域運輸通道和集疏運體系，加快建設天然氣主干管道，完善油氣互聯互通網絡。

1.2 努力實現2035 年國家低碳發(fā)展遠景目標

2022 年我國萬元GDP（國內生產總值）能耗比2021 年下降0.1%，萬元GDP 二氧化碳（CO2）排放下降0.8%，節(jié)能降耗減排穩(wěn)步推進。我國經濟的未來發(fā)展離不開低碳經濟的支撐，相關指標如果能夠超額完成，那么將會為2035 年遠景目標的完成奠定堅實的基礎。使國內能源產業(yè)發(fā)展，廣泛形成綠色生產生活方式，碳排放達峰后穩(wěn)中有降，生態(tài)環(huán)境根本好轉，美麗中國建設目標基本實現。

可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃編制工作有關事項的通知（國能綜通新能〔2020〕29 號），明確了可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃重點。優(yōu)先開發(fā)當地分散式和分布式可再生能源資源，大力推進分布式可再生電力、熱力、燃氣等在用戶側直接就近利用，結合儲能、氫能等新技術，提升可再生能源在區(qū)域能源供應中的比重。在電源側研究水電擴機改造、抽水蓄能等儲能設施建設、火電靈活性改造等措施，提升系統(tǒng)調峰能力。

2 低碳能源相關理論

2.1 低碳經濟的概念界定和分析

低碳經濟，以能耗低、排放低、污染程度低作為主要特征，也是一個具有社會性的經濟新理念。低碳經濟具有多種不同的形態(tài)，即低碳發(fā)展形態(tài)、低碳技術形態(tài)、低碳產業(yè)形態(tài)和低碳生活形態(tài)。不論是何種形態(tài)的低碳經濟，本質上都是以提升能源利用效率作為根本目標，是技術創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和發(fā)展觀的轉變。要以低碳理念為指導，低碳理念是指隨著世界工業(yè)經濟發(fā)展、人口劇增、人類欲望無限上升和生產生活方式無節(jié)制等問題的發(fā)生，是隨著全球氣候問題日益加劇的形式下才出現的。該理念的關鍵在于加強節(jié)能減排技術的研發(fā)，提高環(huán)保水平與質量，在全球范圍內大力推廣低碳能源技術。

低碳經濟是以低能耗、低排放、低污染為基礎的一種經濟發(fā)展模式。低碳經濟也是未來全球積極應對氣候環(huán)境變化，實現經濟社會可持續(xù)發(fā)展的一種模式。簡單來說，低碳就是在經濟發(fā)展過程中逐步減少對碳基燃料的高度依賴，改變經濟發(fā)展的能源結構；本質上說，經濟就是在能源結構的轉型升級過程中要充分保障經濟發(fā)展不受影響。

2.2 我國走向低碳經濟的必要性

能源的發(fā)展有規(guī)律可循，受政治制度、經濟發(fā)展水平、科技生產力、環(huán)保能力等多項因素的共同影響。作為全世界能源消耗量位居第一的大國，目前我國正在加速完善能源結構，在能源消費增量上逐步有所減弱。對于我國來說，未來經濟發(fā)展的走勢，在很大程度上由能否順利轉為低碳經濟所決定。

2.3 逐步轉向以低碳經濟為主的路徑分析

（1）著重從減排、提升利用效率、提高技術等方面來加強。在政府的各項規(guī)劃中需要將其納入進去。在全社會廣泛開展低碳經濟的宣傳，引導社會大眾樹立對低碳經濟的認同感與價值觀，有助于引導社會經濟向低碳經濟進行轉型升級。

（2）調整能源結構，發(fā)展新能源或調整能源戰(zhàn)略。煤炭的碳含量是最高的，石油碳含量位居第二，天然氣的碳含量則只有煤炭的60%。而新能源，如風能、太陽能、核能等，都屬于無碳能源。大力發(fā)展無碳或低碳能源經濟，逐步改變傳統(tǒng)的能源消費結構，將會極大促進低碳經濟的發(fā)展。

（3）激勵低碳技術創(chuàng)新，出臺配套政策措施，提供低碳經濟創(chuàng)新服務平臺。提高關鍵核心技術的研發(fā)能力，加大創(chuàng)新力度。低碳技術研發(fā)的核心在于降低單位碳排放量，控制二氧化碳排放量的增長速度。我國城市發(fā)展已進入高速發(fā)展階段，能源需求量大幅增加，能源環(huán)境問題日益突出，我國又是全球第一的能源消費大國，為解決高速發(fā)展與降低能源消費之間的矛盾，貫徹國家低碳經濟和“互聯網+”發(fā)展政策，在城市中建立有效的物聯網體系，從社會生活的各個方面提高能源使用效率、減少污染，物聯網技術將是有效的新方法。

（4）調整產業(yè)結構，打造低碳產業(yè)。充分結合各地不同的能源情況，因地制宜構建各具特色的低碳產業(yè)體系。強力推動傳統(tǒng)能源產業(yè)的低碳化優(yōu)化改造，不斷降低傳統(tǒng)能源中的二氧化碳排放量。大力扶持低碳產業(yè)發(fā)展，為低碳產業(yè)提供優(yōu)惠政策，鼓勵社會資本進入低碳領域。

2.4 我國能源低碳轉型的標志性目標

（1）高碳能源消耗量降低。當經濟發(fā)展增幅保持一個較高態(tài)勢的時候，節(jié)能減排工作勢在必行，控制煤炭總消耗量低于40億噸原煤，在一次能源中占比由64%降至59%左右。

（2）低碳能源發(fā)展取得顯著進展。為了實現低碳能源經濟，那么各類低碳能源，主要是除煤炭、石油及天然氣之外的能源，在一次能源產業(yè)結構中的占比最少要達到25%以上；電力在終端能源中占比上升到25%以上；低碳能源在全國發(fā)電總量中的占比要逐步達到35%以上；進一步完善全國碳交易體系。

（3）超額完成中國的2030 年低碳目標。截至2020 年底，中國碳強度較2005 年降低約48.4%，爭取2030 年碳強度較2005年降低60%。力爭全國的新增能源將基本由低碳能源提供，從而為5 年后實現低碳能源目標奠定良好的基礎。

（4）空氣質量取得公認可觀的改善。近年來，隨著對低碳能源發(fā)展的重視，重度霾污染天氣減少到25%以下；PM2.5濃度下降25%；空氣質量優(yōu)良天數超過80%；再生資源利用、秸稈綜合利用等可持續(xù)資源利用取得了飛速發(fā)展。控制排放量巨大、能耗量最高的產業(yè)，高耗能產業(yè)將對我國低碳經濟的發(fā)展起到決定性的作用。

3 我國發(fā)展低碳經濟面臨困難與挑戰(zhàn)

3.1 “富煤、貧油、少氣”的能源結構難以改變

能源消費結構中，煤炭消費所占比重過高。據2017 年的統(tǒng)計，我國一次能源占比中煤炭為60%[1]，天然氣儲量約為28 億立方米，位居世界第14 位，具有突出的高碳特征[2]。

3.2 能源產業(yè)結構調整速度有待提升

重工業(yè)在第二產業(yè)中占比較高。許多傳統(tǒng)工業(yè)制造業(yè)仍然在采用能耗高、污染高的傳統(tǒng)工藝與設備，環(huán)保技術能力不足的中小企業(yè)大量存在，部分地區(qū)高投入、高消耗、低效率問題仍然突出。

3.3 低碳技術發(fā)展面臨一些困難

低碳技術項目缺乏足夠的資金支持，金融系統(tǒng)對低碳技術項目支持還不夠[3]。企業(yè)需要盡快完善清潔生產的組織架構建設，不斷提高企業(yè)的資源再利用的綜合技術。對企業(yè)生產中所產生的污染要積極進行防控，力爭實現污染物零排放。更新完善環(huán)保設備，對廢水、廢氣進行環(huán)保處理，加大廢舊物資的回收再利用，不斷提高企業(yè)的節(jié)能效率。

3.4 資金和技術的“鎖定效應”影響短期內難以消除

與歐美發(fā)達國家相比，我國的制造業(yè)仍然有很大差距，工藝技術水平有待提升，設備的科技含量不高。制造業(yè)企業(yè)當中的部分固定資產投入，使用年限最少在20 年以上，具有很明顯的“鎖定效應”。

4 我國能源低碳轉型的路徑

4.1 節(jié)能、提效的發(fā)展方式

（1）通過結構優(yōu)化、科技發(fā)展、提高績效標準等方式的共同運用，實現“能源總量和強度的雙控”，堅決防止出現新的產能過剩。

（2）合理制定國內的核電發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，科學預測核電發(fā)電的總體規(guī)模，確立核電發(fā)展的未來方向與道路，建立具有國際競爭力的現代核電工業(yè)體系，實現國內外核電資源的統(tǒng)一開發(fā)利用，建立完善核電燃料保障管理體系。

（3）按照流域梯級滾動開發(fā)方式，建設大型水電基地。在處于偏僻位置、擁有豐富水資源的地區(qū)，可以充分結合當地的水文條件建立中小型水電站。

（4）具備較高技術含量的新工藝、新設備仍然需要進行大規(guī)模的推廣。推廣的目的是希望能夠加速實現新工藝、新設備的批量化運用，降低資源、能源消耗。不僅要從工藝、技術設備等領域出發(fā)，而且要重視新材料、新技術的運用。

（5）大力推進工業(yè)園區(qū)的循環(huán)工作建設，不斷提高工業(yè)園區(qū)的循環(huán)經濟發(fā)展水平。在工業(yè)園區(qū)內實行循環(huán)經濟，將有助于提升園區(qū)的能源利用效率，進而能夠有效拉動園區(qū)的工業(yè)制造水平，重視對資源的再循環(huán)利用，提高能源資源的利用效率和效益。循環(huán)工業(yè)園區(qū)在節(jié)能減排、降低能耗等方面的重要作用，將是循環(huán)經濟領域未來需要重點研究的問題[4]。

（6）通過內部清潔生產部門的構建，不斷提高企業(yè)的資源利用效率。在企業(yè)內部建立專門負責清潔生產管理的部門，加大清潔生產的宣傳，引導內部員工提高相關意識，將節(jié)能減排與環(huán)保治污充分結合起來，加大對污染在源頭上的控制，實現少減排、零排放。對生活生產的廢棄設備進行充分回收，提高廢舊物資的再利用率。

4.2 控制溫室氣體排放

鋼鐵、煤化工、石油開采、火力發(fā)電等產業(yè)是最為適宜采用高耗能產業(yè)的碳捕捉以及儲存技術的。結合我國的碳捕捉技術發(fā)展與易捕捉分布來看，火力發(fā)電、水泥以及煤炭等產業(yè)是國內需要盡快采取此項技術的產業(yè)。但此項技術的應用需要大量的前期投資，技術的運用需要盡快實現產業(yè)化。

4.3 大力度、高質量發(fā)展非化石能源

風能、核能、太陽能、生物質能等可再生能源的發(fā)展是重中之重，鼓勵發(fā)展分布式能源。可再生能源在能源結構中的比例提升，重點需要克服價格方面的問題。風力發(fā)電的成本、光伏的入網發(fā)電價格，要逐步走向平價化；蓄能方面，如物理蓄能（抽水蓄能，壓縮空氣……）、化學蓄能（空氣鋰電池、石墨烯電池……）等，高密度蓄能技術可能是最具顛覆性的突破。

4.4 穩(wěn)油增氣

加強國內深海油氣田的勘探，大力推進石油替代產品的技術研發(fā)，如生物質能等；發(fā)展新能源車，提倡小型電動的公民車；提高燃油標準，發(fā)展小排量或電動車，發(fā)展公共交通和軌道交通，控制汽車數量。大量進口天然氣以滿足我國經濟發(fā)展需求勢在必行。

4.5 發(fā)展智慧能源互聯網

國內能源結構逐步轉向低碳能源為主，關鍵在于電力系統(tǒng)實現向可再生能源的轉變。中國的智慧能源互聯網的特征是“三化”“兩結合”。“三化”是指電氣化，提升終端用能中電力比例；智能化，與信息技術、數據技術深度融合?！皟山Y合”是指縱向、橫向結合，縱向是實現低碳能源網絡、分布式以及智能電網的有機結合；橫向結合是指多能互補，“源—網—荷—儲—用”優(yōu)化結合。逐步構建一個以互聯網為核心的，由智能電網、分布式能源網絡、油水電氣網絡等共同組成的智能化能源網絡。

4.6 新型城鎮(zhèn)化走低碳道路

我國的城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃需要堅持統(tǒng)籌兼顧的基本原則，重點建立方便的公共交通，節(jié)能、環(huán)境友好的建筑，注重梯級用能等。在農業(yè)領域要逐步實現現代化，通過分布式能源網絡的建設來充分滿足農業(yè)生產所需。通過對風能、天然氣、生物質、地熱資源的綜合運用，逐步推動農村地區(qū)的能源消費結構轉型，這也是國內城鎮(zhèn)化與農業(yè)現代化發(fā)展的客觀要求[5-7]。

4.7 加強能源科技創(chuàng)新

不斷提升能源領域的科研投入力度，加大科研創(chuàng)新投入，不斷完善科研領域的體制建設，從而構建一套完善的全國能源科研創(chuàng)新體系。

4.8 小結

（1）我國能源結構轉型仍是低碳發(fā)展為主要路徑。這些年我國經濟的增長，能源消費總量的攀升，據統(tǒng)計顯示預計到2020年，每年將消耗50 億噸左右標準煤。煤炭消費所占比重過高，遠遠超過了歐美發(fā)達國家的煤炭消耗占比標準。進入21 世紀，我國的經濟發(fā)展進一步提速，能源消費量大幅增長。我國進一步地對天然氣進行開發(fā)和使用，天然氣是一種對環(huán)境保護有利的新能源，這種新能源安全性較高，能夠大大改善環(huán)境污染的問題，不斷優(yōu)化空氣質量，為我國經濟發(fā)展提供更好的生態(tài)環(huán)境支撐，有力拉動經濟的新增長。

（2）加大產業(yè)創(chuàng)新和技術變革。目前我國三大產業(yè)的比例結構分布不合理，第二產業(yè)的占比超過50%以上，重工業(yè)在第二產業(yè)中的占比較高。而二氧化碳排放量低、能耗低的服務業(yè)在三大產業(yè)中仍然沒有占據主導地位。而天然氣、太陽能、風能、地熱能、生物質能、核能、余熱的使用對環(huán)境、資源和節(jié)能減排方面都有著重大影響。

（3）低碳技術是低碳經濟發(fā)展的核心，推進高耗能產業(yè)的碳捕捉以及儲存技術和超臨界燃煤機組的市場份額，是降低二氧化碳排放的途徑。具備較高技術含量的新工藝、新設備仍然需要進行大規(guī)模推廣。加速實現新工藝、新設備的批量化運用，降低資源、能源消耗。

（4）低碳經濟發(fā)展領域的優(yōu)惠政策有待優(yōu)化，建立完善的低碳稅收政策。低碳技術示范項目仍然缺乏足夠的資金支持。對企業(yè)生產中所產生的污染要積極進行防控，力爭實現污染源的零排放。加大廢舊物資的回收再利用，提高企業(yè)的節(jié)能效率。

5 結束語

隨著全球經濟一體化程度的加深，世界各國在氣候領域的合作加強，客觀上為我國能源結構轉型升級創(chuàng)造了良好的外部合作環(huán)境。通過進一步加深與世界其他國家的交流合作，推動我國能源產業(yè)加大對外開放合作的程度，逐步培養(yǎng)一批在全球范圍內具備強大競爭力的領軍企業(yè)，積極參與國際能源體系的建設，擴大話語權和影響力。

國內企業(yè)需要就能源利用進行深入的研究分析，引入大數據技術，對企業(yè)的能源利用效率狀況進行深入分析，發(fā)現其中存在的問題與不足，并提出改進方向和目標。

政府應建立低碳經濟發(fā)展的優(yōu)越市場環(huán)境，支持高能耗產業(yè)進行產業(yè)升級，建立和完善低碳稅收政策，對于環(huán)保投入較大、節(jié)能減排效果突出的企業(yè)給予更大的優(yōu)惠政策的支持，如加大退稅力度等；對于環(huán)保投入較少、能耗較高的企業(yè)要堅予以懲處，如提高對這些企業(yè)的相關稅種的稅率。加大全社會領域的節(jié)能減排宣傳力度，引導社會大眾形成正確的能源意識，形成可量化的成本意識。