我國從高碳能源向低碳能源轉型的思考

魏 斌

（湖北工業大學，湖北武漢 430068）

1 我國能源低碳轉型背景分析

1.1 我國經濟發展進入新常態

隨著我國經濟轉入高質量發展的新常態。“十四五”時期能源發展的目標是構建現代能源體系，經濟社會發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、光伏發電規模，加快發展東中部分布式能源，有序發展海上風電，加快西南水電基地建設，安全穩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集中，合理控制煤電建設規模和發展節奏，推進以電代煤。有序放開油氣勘探開發市場準入，加快深海、深層和非常規油氣資源利用，推動油氣增儲上產。因地制宜開發利用地熱能。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，提高電力系統互補互濟和智能調節能力，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模化應用。完善煤炭跨區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%，節能降耗減排穩步推進。我國經濟的未來發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。使國內能源產業發展，廣泛形成綠色生產生活方式，碳排放達峰后穩中有降，生態環境根本好轉，美麗中國建設目標基本實現。

可再生能源發展“十四五”規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展“十四五”規劃重點。優先開發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，即低碳發展形態、低碳技術形態、低碳產業形態和低碳生活形態。不論是何種形態的低碳經濟，本質上都是以提升能源利用效率作為根本目標，是技術創新、制度創新和發展觀的轉變。要以低碳理念為指導，低碳理念是指隨著世界工業經濟發展、人口劇增、人類欲望無限上升和生產生活方式無節制等問題的發生，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能減排技術的研發，提高環保水平與質量，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展模式。低碳經濟也是未來全球積極應對氣候環境變化，實現經濟社會可持續發展的一種模式。簡單來說，低碳就是在經濟發展過程中逐步減少對碳基燃料的高度依賴，改變經濟發展的能源結構；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展不受影響。

2.2 我國走向低碳經濟的必要性

能源的發展有規律可循，受政治制度、經濟發展水平、科技生產力、環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，發展新能源或調整能源戰略。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。大力發展無碳或低碳能源經濟，逐步改變傳統的能源消費結構，將會極大促進低碳經濟的發展。

（3）激勵低碳技術創新，出臺配套政策措施，提供低碳經濟創新服務平臺。提高關鍵核心技術的研發能力，加大創新力度。低碳技術研發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。我國城市發展已進入高速發展階段，能源需求量大幅增加，能源環境問題日益突出，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）調整產業結構，打造低碳產業。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體系。強力推動傳統能源產業的低碳化優化改造，不斷降低傳統能源中的二氧化碳排放量。大力扶持低碳產業發展，為低碳產業提供優惠政策，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。當經濟發展增幅保持一個較高態勢的時候，節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%；空氣質量優良天數超過80%；再生資源利用、秸稈綜合利用等可持續資源利用取得了飛速發展。控制排放量巨大、能耗量最高的產業，高耗能產業將對我國低碳經濟的發展起到決定性的作用。

3 我國發展低碳經濟面臨困難與挑戰

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 能源產業結構調整速度有待提升

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

3.3 低碳技術發展面臨一些困難

低碳技術項目缺乏足夠的資金支持，金融系統對低碳技術項目支持還不夠[3]。企業需要盡快完善清潔生產的組織架構建設，不斷提高企業的資源再利用的綜合技術。對企業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。更新完善環保設備，對廢水、廢氣進行環保處理，加大廢舊物資的回收再利用，不斷提高企業的節能效率。

3.4 資金和技術的“鎖定效應”影響短期內難以消除

與歐美發達國家相比，我國的制造業仍然有很大差距，工藝技術水平有待提升，設備的科技含量不高。制造業企業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 節能、提效的發展方式

（1）通過結構優化、科技發展、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展戰略規劃，科學預測核電發電的總體規模，確立核電發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體系，實現國內外核電資源的統一開發利用，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，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，而且要重視新材料、新技術的運用。

（5）大力推進工業園區的循環工作建設，不斷提高工業園區的循環經濟發展水平。在工業園區內實行循環經濟，將有助于提升園區的能源利用效率，進而能夠有效拉動園區的工業制造水平，重視對資源的再循環利用，提高能源資源的利用效率和效益。循環工業園區在節能減排、降低能耗等方面的重要作用，將是循環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，不斷提高企業的資源利用效率。在企業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，將節能減排與環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、火力發電等產業是最為適宜采用高耗能產業的碳捕捉以及儲存技術的。結合我國的碳捕捉技術發展與易捕捉分布來看，火力發電、水泥以及煤炭等產業是國內需要盡快采取此項技術的產業。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化。

4.3 大力度、高質量發展非化石能源

風能、核能、太陽能、生物質能等可再生能源的發展是重中之重，鼓勵發展分布式能源。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。風力發電的成本、光伏的入網發電價格，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，如生物質能等；發展新能源車，提倡小型電動的公民車；提高燃油標準，發展小排量或電動車，發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展需求勢在必行。

4.5 發展智慧能源互聯網

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。“兩結合”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 新型城鎮化走低碳道路

我國的城鎮化發展規劃需要堅持統籌兼顧的基本原則，重點建立方便的公共交通，節能、環境友好的建筑，注重梯級用能等。在農業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，逐步推動農村地區的能源消費結構轉型，這也是國內城鎮化與農業現代化發展的客觀要求[5-7]。

4.7 加強能源科技創新

不斷提升能源領域的科研投入力度，加大科研創新投入，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新體系。

4.8 小結

（1）我國能源結構轉型仍是低碳發展為主要路徑。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，遠遠超過了歐美發達國家的煤炭消耗占比標準。進入21 世紀，我國的經濟發展進一步提速，能源消費量大幅增長。我國進一步地對天然氣進行開發和使用，天然氣是一種對環境保護有利的新能源，這種新能源安全性較高，能夠大大改善環境污染的問題，不斷優化空氣質量，為我國經濟發展提供更好的生態環境支撐，有力拉動經濟的新增長。

（2）加大產業創新和技術變革。目前我國三大產業的比例結構分布不合理，第二產業的占比超過50%以上，重工業在第二產業中的占比較高。而二氧化碳排放量低、能耗低的服務業在三大產業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、余熱的使用對環境、資源和節能減排方面都有著重大影響。

（3）低碳技術是低碳經濟發展的核心，推進高耗能產業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）低碳經濟發展領域的優惠政策有待優化，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，提高企業的節能效率。

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造了良好的外部合作環境。通過進一步加深與世界其他國家的交流合作，推動我國能源產業加大對外開放合作的程度，逐步培養一批在全球范圍內具備強大競爭力的領軍企業，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，對企業的能源利用效率狀況進行深入分析，發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展的優越市場環境，支持高能耗產業進行產業升級，建立和完善低碳稅收政策，對于環保投入較大、節能減排效果突出的企業給予更大的優惠政策的支持，如加大退稅力度等；對于環保投入較少、能耗較高的企業要堅予以懲處，如提高對這些企業的相關稅種的稅率。加大全社會領域的節能減排宣傳力度，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。