黃月紅,周雋楠,黃美玲,梅昌盛
(杭州市生態環境局臨安分局,杭州 311300)
在我國,農村生產生活需要大量的能源消費,同樣也面臨嚴重的生態環境問題,如農作物秸稈燃燒、農村生活用煤燃燒、生活污水和垃圾等等。隨著工業化與農業現代化的推進,農業、農村所需能源消耗逐步增長,已經成為中國整體碳排放至關重要的增長點。有學者的研究表明,我國農村人均碳排放年增長速度是城市居民的3.56倍[1],農業碳排放已經是不能忽視的部分。
當前,對于我國農村“雙碳”研究主要集中在對排放量的核算、統計以及相關影響因素等方面。廖茂林等[2]對2001~2020年農村生活的二氧化碳排放進行了統計核算,得出二氧化碳排放量增長率幾乎是城市的2倍。李新安,李慧[3]等對4種農村生活消費活動,研究了1997~2011年農民碳排放的演變。韓楠,羅新宇[4]利用STIRRPOT模型對主要影響因素進行了量化分析,并創新型提出能源消費結構的根本調整才是“雙碳”實現的治本之道。王世勇[5]等基于農業人口平均歷史排放量,利用碳吉尼系數指標說明了我國農村居民排碳的時間與空間特征。
綜上所述,當前農業、農村領域的“雙碳”研究集中于核算與統計,對“雙碳”研究較少,且都集中在早期階段,并沒有深入的研究,此外對于能源消費結構調整、進一步精確核算、減排方式創新等方面研究也較為不足。因此,本文基于農業、農村生產生活的碳排放核算與統計,結合“雙碳”背景,進一步研究農業、農村生產生活“雙碳”路徑,為國家“雙碳”事業做參考,走出一條中國特色農村“雙碳”道路[5]。
當前,中國農村生活消耗能源主要有以下幾種包括煤炭(洗煤、原煤、潔凈煤和形煤,以及其它煤炭,下文也叫“煤炭”)、石油(煤油、柴油以及汽化油和液化油,以下也叫“汽油”)、天然氣和電等能源。
隨著我國經濟的迅速增長,2001~2020年中國農村生活消費能源量呈現上升趨勢,2000年各類能源消費量為4 878×104噸(標準煤計算),而2020年消費總量為1 670×105(標準煤計算),20年間消耗量翻了2.3倍,人均消耗能源從2001年0.07 t(標準煤計算)增加到2020年的0.32 t(標準煤計算),20年間翻了4倍。所有主要能源(煤炭、原油、天然氣、電力等)消耗量均有所上升[6]。
其中,煤炭消費增長量呈波動增長趨勢,2013年達到高峰,此后逐年下降,2020年煤炭消費量較2013年下降了19%,較2001年增長了32%;原油消費量則一直增長,2020年較2001年增長了9倍[7];同時,天然氣增長則更為迅速,20年間增長13倍,扮演了增長的重要角色;電力20年間消費量增長了7.6倍;其它能源(以非化石能源為主的可再生能源)自2013年納入統計以來增長了48%。
從消費結構上看,煤炭的占比總體上下降,從2001年的82%降至2020年的25%,下降較多;原油占比20年間從7%升至26%,占比提高了較多;天然氣消耗量占比20年間從0.06%升至0.40%;電力消費占比20年從13%升至33.07%,占比為最高;其它能源從20年間從12%升至15%,變化較小。
從2001年開始的20年間,我國城鄉居民碳排放量總體呈上升趨勢。我國提出到2030年碳排放達到峰值,按照此達峰與中和時間,2030年碳排放總量要比2005年下降65%以上[8]。2020~2025年我國經濟增速預計在6%以下,大約在5~6%的區間。受本次新冠疫情影響,我國經濟增速可能降0.5%個百分點,我國經濟增速將會放緩,此時,我國“雙碳”承諾將會面臨巨大壓力[9]。另外,根據對2025~2030年經濟運行預測,同時考慮我國承諾在2005年排碳量基礎上降低65%的承諾,我國2030年的排碳量將降低到103.4×108噸。
本文根據過去2001~2020年農村生活碳排放總量進行計算,雖然排碳量占了全國總量的3%~4%的比例逐年有所降低,但是變化不夠明顯,2020年為3.45%。根據農村地區排碳量變化趨勢,如果農村生活排碳量能夠降低到3.1%左右,即全國農村生活排放量為3.71×108t,農村生活將會完成“雙碳”任務,即3.71×108t為達峰值。
從能源類型中分析,2001~2017年,煤炭一直是農村生活排碳量最大的能源類型,2018年首次被電力代替成為最大能源來源,而煤炭消耗的排碳量也在2018年迎來了第一次下降,煤炭消費的降低是實現“雙碳”的最重要驅動力,因此煤炭消費的排碳量對碳排放總量的重要性正在降低[10]。
我國煤炭消費減量、優質化已是大勢所趨,再加上國家大力推廣的西北、北方農村地區環保供暖“雙替代” 等相關政策措施,預計將來一段時間農村、農業的煤炭消耗總量和消費比例將保持降低的總趨勢。因此,煤炭消耗的排碳量可視為已經在2018年達到峰值,為1.56×108t。
在農村能源消耗中,電力消費從占比較低逐漸成長為中最重要能源類型。2001以后電力消費占比逐年遞增,且增長速度較快,電力消費從最初的不足15%上升到2020年的41.0%,相應碳排量達到了1.39×108t,電力消費也成了最重要的碳排放來源,對農村地區能源消費影響深遠[11]。其次,在國家大力推廣的“煤改電”的政策背景下,電力的消費毋庸置疑還會繼續增長,電力的消費排放量所能達到的峰值目前還不能確定。與電力情況一樣,天然氣、石油等化石能源消費的碳排放同樣無法確定其峰值,其中,天然氣是相對清潔的化石能源,也是在“煤改氣”的政策中大力推廣,對應排碳量也會有所上升,目前不能確定其排放量。因此,明顯各類能源消費變化趨勢不同,其排碳量變化也會有所變化,要估計綜合碳排放量的總值峰值,不能從某一種具體的能源品種碳達峰來計算。因次,只有通過整體的碳排放綜合全面調整,只有從內部優化能源消費結構的協調,才能更好讓能源消費的綜合排碳量達到峰值。
隨著我國經濟的迅速提升以及居民生活水平的不斷提高,農村人均能源消費需求不斷提高,根據2001~2020年農村人均能源消費水平的整體演變趨勢,假定農村人均能源消費以4.5%的速度不斷增長,經計算到達2030年農村人均消費能源將達到0.50 t(標準煤計算)。隨著工業化、農業現代化和城鎮化程度的提高,農業人口呈現下降的趨勢,根據我國人口增長速度與城鎮化速度,預計2030年農村生活將會消費各種能源2.23×108t(標準煤計算)左右。比2019年,能耗總需求年均上漲3.1%左右。
根據能源消費結構整體趨勢及其現狀,本文對重點年份(2025與2030年)的能源消耗進行目標設定,并根據國家政策導向以及相關研究,設定幾類能耗方式結構情景(包括基準情景、政策情景以及優化情景)。在不影響生活的前提下,通過對各種能源消耗調控來計算排碳量的變化,進一步估計碳達峰的峰值以及對應時間。
基準情景為按照數據基本演變趨勢,以及基本現狀所模擬的能源消費的一種情況。在基準情景中,煤炭消耗所占比重每年降低幅度達到了1%,電能消耗所占比重每年降低幅度有0.5左右,其它化石能源以保持了年均0.5%~1%的增加幅度,天然氣所占比重每年增加量在0.02%~0.1%之中。
政策情景是基于國家各種能源戰略、政策的長遠規劃,如“煤改氣”“煤改電”以及工業化、城鎮化和農業現代化、鄉村振興等政策,來進一步規劃能源消耗結構的能源消費情景。在一系列背景下,我國計劃在2030年將清潔能源的消費比例提升到25%以上,這個指標對于2019年(14%)增長了11%,年平均增長幅度將近1.0%,而目前農村生活清潔能源所占比例年平均增長幅度為2.0%。所以,本次研究將電能消耗比例設置成35.0%~40.0%,年增長幅度保持在0.5%~1.0%之間,其它形式的能源消耗所占比例年增長幅度1.5%~2.0%左右,煤炭、天然氣年平均增長幅度分別為:1.0%~1.5%、0.1%~0.2%,均表現出上升的趨勢。
優化情景是在保證農村生活電能消費比重穩定的前提下,調整其它能源的消費比重結構,如降低煤炭、石油等能源消費比例,提高天然氣與太陽能等能源消費比重。在此情境中,煤炭消耗年平均所占比重的降低幅度在1.0%~2%之間,而其它能源消耗年平均占比增長幅度為2.0%左右,天然氣能源消費年度平均增加幅度在0.2%~0.3%。
本文從設定的情景模式出發,綜合考慮多種因素,包括農村生活排碳量的計算結果與核算方法,最終模擬出本文所需要的農村生活排碳量變化情況圖(圖1)。

圖1 各種情境下農村生活排碳量

表1 2030年農村居民生活能源消費結構情景
根據圖1可知,在2018年之前碳排量一直是上升的趨勢。在基準情景下,碳排量從2018~2030年一直呈上升趨勢,在2030年不能達峰;政策情景中,碳排放量應該在2025年左右達峰;在優化情景下,碳達峰將會出現在2024年的節點。
經對比發現,在2026年前實現“碳達峰”,煤炭消耗占比更低,天然氣消耗量較高,煤炭減少消費量是減排降碳的決定性因素,天然氣提高消費占比是實現“雙碳”的最佳選擇。而電能作為二次能源,其消費量增長對“雙碳”的影響不盡如人意,研究發現,當電能消費增加過快,排碳量會呈先上升勢頭,在2030年難以實現“雙碳”任務,反之則能實現。其主要原因是在我國煤電在電力供給中所占比重仍然較高,也進一步說明電力供給的結構性改變對低碳影響較大。
可得出以下結論:較好實現“雙碳”戰略,要大力推動天然氣等清潔能源的比重,降低煤炭、電能的比重;還要大力推廣可再生能源,將可再生能源作為能源消費與引導的方向,否則,則會延長“雙碳”時間。
舉國要在2030年實現“雙碳”的背景之下,農業、農村生產生活“雙碳”任務也是勢在必行,雖然電能、石化行業已經率先行動,國內也以城市、重工業基地為首,給農業、農村留了一定的調整空間和規劃時間,但是農村也必然要達到“雙碳”戰略要求,推動農業、農村實現雙碳勢在必行。根據本文所設定的情景和所模擬的達峰結果,農業農村要實現“雙碳”戰略,要大力推動天然氣等清潔能源的比重,降低煤炭、電能的比重;還要大力推廣可再生能源,將可再生能源作為能源消費與引導的方向。為盡早實現高質量的“雙碳”任務,本文從多角度入手提出以下對策與配套政策建議。
要規劃農村能源,就壓加強頂層設計,充分考慮農業農村所實際需要能源量。既要考慮工業化、城鎮化實際需要,又要兼顧農業現代化的進程。因此,我國應該在中長期規劃與農業長遠規劃中,進一步明確制定農村生活生產用能的規劃,明確最終要達到的目標以及政策執行、監督手段。從上層建筑層面牢牢做好統籌規劃,引導農村生活生產用能現代化,保證農業向現代化實現。
可再生能源、清潔能源對“雙碳”戰略有重要意義,在促進減排降碳方面有明顯成效,在我國農村有巨大的潛力,也是我國農村地區將來重點突破的能源領域,因此需要強有力的技術支持。我國要結合農村地區所自然擁有的稟賦要素,根據生態可承載能力,統籌規劃,創新能源利用技術,加快構建可再生生物能源、太陽能甚至風力發電等能源系統形式;推動沼氣能源、秸稈氣化能源、生物發酵等技術開發;同時,推廣“煤改電”“煤改氣”的進一步優化實施,實施新型供暖技術,創新基礎設施建設,提高農村地區能源利用率。
除財政支持以外,還要加大信貸支持力度,擴寬農村能源變革融資渠道等方式支持農村能源變革。推動農村能源產業化,以產業帶動能源變革,以生產帶動消費,推動地方能源基礎設施建設,帶動當地能源消費升級。要進一步完善支持農村能源變革的金融模式,吸引民間的注資,給與民間資本以政策優惠,推動民間資本更好地建設農村能源基礎設施。
在農村地區大力宣傳節能環保知識,普及低能耗家電,倡導綠色出行、低碳環保的生產生活方式。加大農村高耗能工具的改造力度,如火燒鍋爐的改造。進一步倡導低碳環保、節能、倡導利用低碳環保能源,引導農村居民的環保生活方式。基層政府要積極發揮自身宣傳能力,推動綠色環保生活方式深入人心。