“雙碳\"目標(biāo)下京津冀地區(qū)能源消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型路徑與策略研究

【中圖分類號】F124.5；X22 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

【文章編號】1673-1069(2025)08-0072-03

1引言

在全球氣候變化背景下，中國提出“2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和\"的\"雙碳”目標(biāo)，標(biāo)志著經(jīng)濟(jì)增長模式正向綠色低碳全面轉(zhuǎn)型。京津冀地區(qū)2023年GDP占全國總量的 8.6% ，能源消費總量達(dá)6.95億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，碳排放強(qiáng)度為全國平均水平的1.3倍，但內(nèi)部差異顯著：北京能源自給率不足20% ，天津油氣消費占比超過 40% ，河北煤炭消費占比63.2% 、鋼鐵碳排放占比 42% 。該區(qū)域面臨大氣污染防治與歐盟CBAM碳關(guān)稅的雙重壓力，需打破行政壁壘與路徑依賴，實現(xiàn)能源一經(jīng)濟(jì)一環(huán)境協(xié)同優(yōu)化。

在能源轉(zhuǎn)型研究方面，國際經(jīng)驗如歐盟“碳市場 + CBAM\"機(jī)制、東京灣氫能發(fā)展模式及美國跨州綠電交易等，為京津冀提供了重要借鑒。國內(nèi)研究提出了“減煤增氣 ?⁺ 綠電替代”等策略，并探索了跨省綠電調(diào)度和鋼鐵行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路線，但仍缺乏區(qū)域協(xié)同效益量化、電網(wǎng)阻塞風(fēng)險分析及與京津創(chuàng)新資源聯(lián)動設(shè)計。多數(shù)研究空間尺度單一、動態(tài)模擬不足、策略可操作性弱。

基于此，本研究構(gòu)建“空間異質(zhì)性一技術(shù)擴(kuò)散一制度協(xié)同\"三維分析框架，旨在探索基于京津冀三地功能定位的差異化協(xié)同轉(zhuǎn)型路徑，并設(shè)計配套政策工具包，以增強(qiáng)研究的系統(tǒng)性與可操作性。研究遵循\"現(xiàn)狀一問題一路徑一策略\"的邏輯主線，基于2010一2023年數(shù)據(jù)，運用LMDI方法解析碳排放驅(qū)動機(jī)制，識別關(guān)鍵瓶頸并提出系統(tǒng)性轉(zhuǎn)型方案，以期為京津冀乃至全國其他城市群的能源低碳轉(zhuǎn)型提供理論參

考與實踐依據(jù)。

2京津冀能源消費結(jié)構(gòu)與碳排放現(xiàn)狀剖析及問題診斷

2.1能源消費總量與結(jié)構(gòu)演變

2.1.1區(qū)域能源消費總量變化

2010一2023年，京津冀能源消費總量從5.07億噸標(biāo)準(zhǔn)煤略降至4.92億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年均增速- -0.2% ，低于全國均值(3.0% )，反映出區(qū)域能效提升與結(jié)構(gòu)優(yōu)化的初步成效。三地差異顯著：北京消費總量基本穩(wěn)定，第三產(chǎn)業(yè)占比達(dá) 83% ，疏解非首都功能帶動能效提升；天津受石化與港口物流持續(xù)擴(kuò)張驅(qū)動，年均增速 0.7% ;河北因重工業(yè)主導(dǎo)，消費量先升后降，淘汰落后產(chǎn)能推動年均增速降至- .0.5%^[2] 。

2.1.2能源品種結(jié)構(gòu)對比

2023年，京津冀能源結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明顯地域分化：河北煤炭消費占比高達(dá) 63.2% ，高于全國均值（ 56.1% )，鋼鐵行業(yè)占煤炭消費的 62% ，工藝高碳鎖定問題突出；北京外調(diào)電力中煤電占比 76% ，間接排放占比 35% ，綠電引人與智能電網(wǎng)建設(shè)持續(xù)推進(jìn);天津油氣消費占比高，原油加工量達(dá)3500萬噸/年，港□船舶燃料消費占全國的 6.2% ，交通與石化用能呈現(xiàn)剛性特征。2023年京津冀地區(qū)分品種能源消費結(jié)構(gòu)如表1所示。

2.2碳排放總量與強(qiáng)度分析

如表2所示，2023年京津冀碳排放總量達(dá)13.8億噸 CO₂ 在全國碳排放總量中占比 12.3% ，區(qū)域分布呈現(xiàn)出鮮明的“河北主導(dǎo)、京津外圍\"特征。河北排放量達(dá)9.92億噸（占 71.9% ），主要來自鋼鐵( 42% 、電力 23% ）及建材（ 15% )部門；天津排放2.15億噸（占 15.6% )，以石化( 38% ）、交通（ 29% )部門為主；北京排放1.73億噸（占 12.5% )，交通（ 40% ）和建筑（ 33% ）部門為主要來源，外調(diào)電力間接排放占比 35% 。

表12023年京津冀地區(qū)分品種能源消費結(jié)構(gòu)

資料來源：《中國能源統(tǒng)計年鑒》及《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》。

單位GDP碳排放顯著分化：河北為2.8噸/萬元，遠(yuǎn)高于天津、北京和全國均值，凸顯其產(chǎn)業(yè)高耗能特性。人均碳排放三地均超全球平均水平4.7噸/人，天津達(dá)13.8噸/人，河北為11.2噸/人，北京為7.9噸/人，反映區(qū)域減排仍面臨較大壓力。

表22023年京津冀地區(qū)碳排放關(guān)鍵數(shù)據(jù)及對比情況表

資料來源：《中國能源統(tǒng)計年鑒》及《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》。

2.3碳排放驅(qū)動因素分解

2.3.1分解模型構(gòu)建

本文采用對數(shù)平均迪氏指數(shù)法(LMDI)對2010一2023年京津冀地區(qū)碳排放增量的驅(qū)動因素進(jìn)行細(xì)致分解。LMDI方法具有良好的數(shù)學(xué)特性，能夠有效避免數(shù)據(jù)殘差問題，清晰地將碳排放變化分解為多個獨立因素的貢獻(xiàn)4。其分解公式為：

式中， ΔC 表示碳排放的變化量； ΔP 代表人口規(guī)模效應(yīng)；ΔG 代表人均GDP效應(yīng)； 代表產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)； 代表能源強(qiáng)度效應(yīng)； 代表能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)。

2.3.2分解結(jié)果

結(jié)果顯示(見表3)，經(jīng)濟(jì)增長為主要正向驅(qū)動，河北經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的貢獻(xiàn)率達(dá) 68.7% ，工業(yè)擴(kuò)張顯著拉動排放增長；能源強(qiáng)度改善有效抑制碳排放，但河北能效提升幅度( -15.8% )低于全國均值；結(jié)構(gòu)效應(yīng)呈現(xiàn)分化特征，北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的貢獻(xiàn)率為 -12.6% ，而河北因重工業(yè)擴(kuò)張導(dǎo)致結(jié)構(gòu)效應(yīng)為10.2% 。結(jié)果表明，區(qū)域需進(jìn)一步強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與能效提升，以協(xié)同推進(jìn)降碳減排。

單位： %

表3京津冀地區(qū)碳排放驅(qū)動因素貢獻(xiàn)率

單位： %

2.4現(xiàn)狀反映的核心問題診斷

基于能源消費結(jié)構(gòu)與碳排放的現(xiàn)狀分析，本研究識別出京津冀能源轉(zhuǎn)型面臨以下3方面突出問題：

第一，高碳鎖定與基礎(chǔ)設(shè)施更新滯后。河北鋼鐵行業(yè)設(shè)備老舊問題突出，2023年全省服役10年以上高爐占比達(dá)57.1% ，氫基直接還原鐵等低碳改造面臨成本高(達(dá)650元/噸鋼)資金需求大(至少230億元)等約束，企業(yè)轉(zhuǎn)型動力不足。同時，煤電裝機(jī)仍占區(qū)域總裝機(jī)的 54.3% ，平均服役年限較長，清潔能源消納能力不足，風(fēng)電、光伏棄電率達(dá) 6.8% ，進(jìn)一步強(qiáng)化了傳統(tǒng)能源路徑依賴。

第二，區(qū)域協(xié)同機(jī)制存在多重壁壘。三地可再生能源補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)、綠電消納權(quán)重(河北 12% 與京津 18% )、碳市場覆蓋范圍及基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(如充電接口、氫能儲運規(guī)范)不統(tǒng)一，制約區(qū)域協(xié)同效率與發(fā)展目標(biāo)整合，難以形成政策與市場合力。

第三，關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟(jì)性與成熟度不足。電解水制氫（35元 /kg ）CCUS(450元/噸 CO₂ ）、氫基直接還原鐵(650元/噸鋼）等關(guān)鍵低碳技術(shù)成本居高不下，技術(shù)成熟度多數(shù)處于TRL5~7水平，尚未實現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用，智能電網(wǎng)調(diào)度成本亦高達(dá)120元/MWh，制約低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程。

3能源轉(zhuǎn)型路徑系統(tǒng)設(shè)計

基于北京、天津、河北三地的資源稟賦與功能定位，本章從供給側(cè)、需求側(cè)、機(jī)制協(xié)同與保障措施4個方面，系統(tǒng)設(shè)計京津冀能源轉(zhuǎn)型的路徑。

3.1能源供給側(cè)：構(gòu)建\"一核三帶\"清潔能源體系

京津冀可構(gòu)建“一核三帶”清潔能源布局（2025一2030年），如表4所示。北京作為能源互聯(lián)網(wǎng)樞紐，重點發(fā)展虛擬電廠和分布式儲能，可調(diào)負(fù)荷目標(biāo)500萬千瓦；張承風(fēng)光帶建設(shè)風(fēng)電15GW與光伏20GW，配套發(fā)展綠氫，2030年供應(yīng)能力達(dá)50萬噸；渤海灣綜合帶推進(jìn)唐山LNG接收站(2000萬噸/年)和大港油田CCUS-EOR項目；太行地?zé)釒Оl(fā)展地?zé)峁┡?000萬平方米和生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)，替代散煤

300萬噸/年9]。

表4京津冀\"一核三帶\"清潔能源布局規(guī)劃(2025—2030 年)

3.2需求側(cè)：重點行業(yè)低碳改造

工業(yè)領(lǐng)域：鋼鐵、化工、電力多能協(xié)同，實施鋼鐵行業(yè)低碳改造：2025年前開展百萬噸級氫基直接還原鐵示范；2026一2030年淘汰小高爐，電爐鋼比例提至 30% ;2031—2035年氫基DRI產(chǎn)能占比達(dá) 40% ，噸鋼碳排放降至0.8噸。建筑領(lǐng)域：推行光儲直柔技術(shù)，強(qiáng)制新建公共建筑安裝BIPV（覆蓋率 ?30% )，對存量建筑改造提供 30% 的補(bǔ)貼，數(shù)據(jù)中心PUE降至1.2并利用余熱供暖。交通領(lǐng)域：氫能港口與多式聯(lián)運，打造天津港氫能樞紐。2025年建成氫能重卡運輸走廊，2030年氫能重卡達(dá)8000輛，配套加氫站12座，綠氫占比不低于 70% ，并提升鐵路集疏運比例至 50% 。

3.3區(qū)域協(xié)同機(jī)制創(chuàng)新

建立跨省綠電交易機(jī)制，設(shè)立京津冀綠電交易平臺，允許跨省采購綠證，并實施棄風(fēng)棄光電量拍賣(最低限價0.15元/kWh)。設(shè)立京津冀碳中和基金，2025年規(guī)模500億元，2030年擴(kuò)大至1500億元，支持綠氫制備、鋼鐵轉(zhuǎn)型和電網(wǎng)升級。推動技術(shù)協(xié)同攻關(guān)，成立低碳技術(shù)聯(lián)盟，設(shè)立共性技術(shù)實驗室，并建立知識產(chǎn)權(quán)共享池，按投入比例分配收益。

3.4實施保障與風(fēng)險應(yīng)對

設(shè)計多層次政策工具包，包括市場型、財政型、技術(shù)型、社會型措施(見表5)。建立風(fēng)險預(yù)警與緩釋機(jī)制，設(shè)立“氫能技術(shù)保險基金\"覆蓋技術(shù)風(fēng)險，建設(shè)“轉(zhuǎn)型再就業(yè)基地\"應(yīng)對就業(yè)沖擊，并對綠氫項目實行最低收益擔(dān)保（ .IRR?6% ），吸引社會資本參與。

表5京津冀能源消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型政策工具箱

4結(jié)論與展望

本研究系統(tǒng)分析了京津冀能源消費結(jié)構(gòu)與碳排放特征，結(jié)合多情景模擬與政策仿真，得出以下核心結(jié)論：

京津冀地區(qū)能源轉(zhuǎn)型面臨結(jié)構(gòu)性矛盾，區(qū)域協(xié)同勢在必行；技術(shù)一政策一市場協(xié)同是破局關(guān)鍵，充分發(fā)揮北京、天津、河北三地的功能優(yōu)勢，形成“技術(shù)研發(fā)一產(chǎn)業(yè)應(yīng)用一綠色供應(yīng)\"的協(xié)同分工，可有效降低轉(zhuǎn)型成本；需運用多層次政策工具包，并健全風(fēng)險預(yù)警與緩釋機(jī)制，以保障轉(zhuǎn)型過程的公平穩(wěn)定。

展望未來，建議從3方面推進(jìn)工作：技術(shù)方面，重點研發(fā)質(zhì)子交換膜電解、液氫儲運、CCUS集群化應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建智慧能源系統(tǒng)；政策方面，推動碳市場并軌、創(chuàng)新綠色金融工具、完善ESG披露制度；風(fēng)險管理方面，建立技術(shù)路線動態(tài)評估機(jī)制，布局海外綠鋼產(chǎn)能，完善區(qū)域利益分配機(jī)制[3。同時，本研究也存在一定局限，后續(xù)研究可通過物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、多主體建模和社會風(fēng)險評估等方法進(jìn)一步深化。

【參考文獻(xiàn)】

【1]莊貴陽.我國實現(xiàn)“雙碳”自標(biāo)面臨的挑戰(zhàn)及對策[J].人民論壇，2021(18):50-53.

【2韓冬.“雙碳\"目標(biāo)下產(chǎn)業(yè)集聚對人與自然和諧共生現(xiàn)代化發(fā)展效率的影響——基于SDM模型對京津冀城市群的實證分析[J.城市發(fā)展研究，2023，30(9):15-18+43.

【3]鐘軍委，李雨欣，趙卓婭.中國綠色稅制對區(qū)域經(jīng)濟(jì)“碳鎖定\"的影響[J].中國人口·資源與環(huán)境，2024，34(8):13-21.

【4】劉小麗，王永利，梁東，等.我國碳排放影響因素及其減排路徑研究—基于LMDI模型的分析[J.價格理論與實踐，2025(2):229-233+244 車

【5】楊順順.中國產(chǎn)業(yè)部門碳排放增長的結(jié)構(gòu)性動因一基于SDA與LMDI耦合分解法[J].資源科學(xué)，2024，46(5):881-894.

【6]胡雨朦，楊丹輝.“雙碳”自標(biāo)下數(shù)字化投入對我國工業(yè)碳排放的影響研究—基于LMDI分解模型的分析[J.價格理論與實踐，2024(1):203-208.

【7】程娜，桑一銘，李博文.“雙碳”目標(biāo)下中國\"碳解鎖\"發(fā)展研究[J].改革，2023(12):151-162.

【8】胡劍波，周宗康.“雙碳”目標(biāo)下京津冀城市群碳強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展協(xié)同研究[J].地理與地理信息科學(xué)，2024，40(4):116-123.

【9】孫文鵬.全力構(gòu)建\"一核三帶\"區(qū)域發(fā)展新格局[J].發(fā)展，2022(7):1.

【10]李葉茂，李雨桐，郝斌，等.低碳發(fā)展背景下的建筑\"光儲直柔\"配用電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].供用電，2021，38(1):32-38

【11】岑彬.“雙碳\"背景下可再生能源發(fā)展中“棄風(fēng)棄光\"的問題及消納措施[J].中阿科技論壇(中英文)，2022(10):60-63.

【12]董志良，姜書強(qiáng)，趙燕娜.新質(zhì)生產(chǎn)力對京津冀區(qū)域碳排放的影響機(jī)制[J/OL].環(huán)境科學(xué)，1-18[2025-03-07].https://doi.org/10.13227/j.hjkx.202409347.

【13]韓雅蓉.雙碳目標(biāo)下京津冀地區(qū)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展研究[D].秦皇島：燕山大學(xué)，2023.