能源领域低碳转型可行性研究

能源领域低碳转型可行性研究能源领域低碳转型以能源安全为前提，强化能源保障能力，调整优化能源结构，加快可再生能源发展，构建清洁低碳安全高效的能源体系。1、推动碳达峰化石能源消费转型严格控制煤炭消费增量，合理调控石油消费，有序引导天然气消费。在保证能源供给的前提下统筹煤电发展，加快推进国华九江电厂二期等清洁煤电项目，重点推进煤炭储备中心二期扩建和国能神华九江发电厂煤炭储备工程。实施煤电机组标杆引领行动，加快现役煤电机组节煤降耗改造、供热改造、余热回收利用、灵活性改造以及超低排放改造，推动煤电向基础性和系统调节性电源并重转型，逐步淘汰落后煤电机组。严格控制非电用煤消费量，有序压减钢铁、建材、化工等行业燃煤消费量，稳妥推进燃煤设备煤炭减量，加大燃煤小锅炉淘汰力度，推动燃煤锅炉节能改造。推进终端用能领域清洁能源替代，加快推进煤改电、煤改气，提升生产生活用能设备电气化率。加快天然气的发展利用，保障民生用气，稳步提升工业用气比例，探索天然气分布式能源高效利用项目。2、积极发展碳达峰新能源围绕构建清洁低碳安全高效能源体系，加快发展可再生能源，减少化石能源消费。推动环鄱阳湖浅滩等具有风电开发价值地点的测风工作，合理利用风力资源，稳步推进风电建设，加快建成高山风场风电项目，重点推进彭泽棉船、德安塘山等风电场建设。集中式和分布式光伏并举，高质量推广生态友好型光伏+农渔业开发模式，积极推进柴桑区新合光伏发电项目。引进新疆、内蒙古等地光伏电力，推动光伏电力在九江的消纳。加快农林生物质能源和垃圾发电项目建设，实现废物资源减量化、资源化、无害化处理，推动都昌县、湖口县等地生物质或垃圾发电项目尽快建成投产。提升水能资源开发质量，加快推进老旧小型水电站改造，提升发电设备效能。大力引进水电，保障三峡白鹤滩和雅中直流工程安全稳定运行。合理规划彭泽核电项目厂址保护和综合开发，持续开展项目设施运行维护工作，为未来核电发展做好准备。积极推动氢能源及燃料电池产业发展，加快规划完善加氢站建设布局，深化与国家电投氢能公司战略合作，打造特色氢能应用示范城市。到2030年，风电、太阳能发电总装机容量力争达到927万千瓦，生物质发电装机容量力争达到26万千瓦。3、构建碳达峰新型能源系统加快构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统，探索互联网+智慧能源新模式，整合能源数据信息，建设能源综合数据中心，加快大数据与云计算、5G、物联网、人工智能、区块链等技术在能源领域融合应用。加快灵活调节电源建设，引导自备电厂、传统高载能工业负荷、工商业可中断负荷、电动汽车充电网络、虚拟电厂等参与系统调节。推动储能技术发展和推广应用，积极推广技术已逐渐成熟的磷酸铁锂储能电站等在可再生能源与电动汽车领域应用，探索氢能核能等新型储能形式与储能介质应用。大力发展电化学储能、抽水蓄能等调峰设施，加强源网荷储衔接，支持分布式新能源合理配置储能系统，提升清洁能源消纳和存储能力，支持九江经开区、瑞昌经开区等工业园区开展源网荷储一体化建设试点。探索建设先进压缩空气储能、氢储能和蓄冷蓄热储能等新型储能项目试点，建成一批电化学储能示范项目。到2025年，新型储能装机容量达到42．5万千瓦，全市电网基本具备1．7%左右的尖峰负荷响应能力。4、加强碳达峰油气供应保障努力建设具有国际先进水平的千万吨级一流炼化企业，加强油类基础设施建设，完善成品油储配体系，优化城镇加油站布局，合理规划水上加油站点建设，保障燃油供应安全。充分发挥九江长江经济带能源节点城市、赣鄂皖湘区域性现代化中心城市重要区位优势，积极探索长江中游城市群的油类供应链。加快天然气管网建设，构建形成多点互联互通输气网架，推进城乡供气一体化建设，加快乡村燃气管网铺设，力争早日实现乡镇燃气管网全覆盖。稳步推进江西省天然气管网一期工程（永修—武宁—修水支线、湖口—彭泽支线）建设，重点支持湖口液化天然气储配项目二期工程、西气川气互联互通等重大项目建设，提升能源供应保障能力。碳达峰国家达峰特征碳达峰的早晚和峰值高低直接影响碳中和的实现进程。课题组基于世界银行数据库1960-2020年数据，利用世界气象组织推荐的趋势检验方法Mann-Kendall检验和Spearman'sRho检验，评估了全球219个国家和地区的碳达峰趋势和社会经济发展特征。研究发现：截至2020年，全球共42个国家已实现碳达峰，46个国家处于达峰平台期。多数国家碳达峰时具备以下特征：人均GDP高于2万美元，第三产业占比高于50%，化石能源消耗占比仍高于60%，处于环境库兹涅茨曲线的下降阶段，经济发展与碳排放基本脱钩。（一）碳达峰国家可分为自然达峰、经济受损两种类型已达峰的42个国家中，瑞典和英国达峰时间最早，分别为1970年和1971年，澳大利亚最晚，为2009年，2009年至今未有国家实现达峰。从已达峰国家达峰路径看，大致可分为两类，第一类是以美国、英国、日本、澳大利亚、瑞典为代表的19个经济发达国家，经济发展与碳排放已实现脱钩，从而自然达峰；第二类是德国、波兰、乌克兰等受苏联解体、东欧剧变影响的15个国家，以及爱尔兰、朝鲜等经济严重衰退的8个国家，由于社会经济受损衰退或社会转型失败而达峰。已达峰国家中，以瑞典为代表的可再生能源禀赋较好的部分国家，达峰后通过继续调整能源结构加快碳中和进程，2017年瑞典的电力生产约90%来自水电、核电和风能。（二）多数国家碳达峰时人均GDP都高于2万美元除经济受损国家外，多数国家碳达峰时人均GDP都高于2万美元，平均达3．1万美元，最高的列支敦士登高达14．1万美元。最早达峰的瑞典达峰时人均GDP为2．7万美元，最晚达峰的澳大利亚为5．2万美元。2020年我国人均GDP仅1．05万美元，与多数达峰国家达峰时人均GDP水平仍存在巨大差距。（三）多数国家碳达峰时第三产业占比高于50%除经济受损国家外，多数国家达峰年第三产业占生产总值占比高于50%，其中澳大利亚、美国等发达国家第三产业占比远高于第一、二产业。这些国家大都处于后工业化时期，工业在GDP中的比重持续下降，高能耗重化工业向境外转移，碳排放强度不断下降。近年来我国第三产业迅速发展，2020年占比达54．5%，逐步进入从规模扩张转向结构升级的高质量发展阶段。（四）多数国家碳达峰时化石能源消耗占比仍高于60%各达峰国家达峰时的化石能源消耗占比差异较大，化石能源消耗占比与达峰时间并无必然关联，多数国家碳达峰时化石能源消耗占比仍高于60%，其中英国高达96．4%，可再生能源禀赋较好的北欧四国丹麦、瑞典、挪威、芬兰等在碳达峰时化石能源消耗占比分别高达98．5%、81．8%、61．67%、54．4%。（五）整体与各成员国达峰时间并非整齐划一欧盟整体于1979年实现碳达峰，当时的9个成员国中仅有英国（1971年）、法国（1979年）、比利时（1979年）已达峰，但上述3个国家碳排放量合计占欧盟排放总量高达70%。而德国（1991年）、丹麦（1996年）、意大利（2004年）、爱尔兰（2007年）是在欧盟整体达峰后陆续实现达峰，荷兰、卢森堡截至2020年尚处于达峰平台期。碳达峰的指导思想实施能源、工业、交通运输、建筑、农业农村五大领域低碳转型行动，开展节能增效、循环经济、技术创新、碳汇提升、全民低碳五个方向降碳增汇支撑行动，实施县（市、区）、绿色低碳制造、低碳旅游景区、生态产品价值实现等多个维度碳达峰试点示范体系建设，开展统计核算体系、财税价格制度、绿色金融支持、低碳交流合作、市场机制等多种类型政策保障行动，为实现融入长江经济带、振兴江西北大门，打造区域率先发展战略高地奋斗目标、高标准建设长江经济带重要节点城市提供支撑，确保如期实现碳达峰目标任务。实现碳达峰碳中和的关键实现碳达峰、碳中和关键是用绿色技术替代传统技术，减少碳排放而不是减少生产能力，不是不让发展，而是为了更好的发展，不能在不具备绿色技术的情况下，人为打乱正常的供求秩序；因此减碳不能单打一，而要推动减碳、治污、增绿、增长协同推进。特点：由传统工业化发展方式转向绿色发展方式，从根本上说要绿色技术推动，大规模、系统性地换技术。基于绿色技术的特点，有三个目标需要实现：高技术含量和生产率；少排放或者是零排放；培育有竞争力的低成本优势。在这个领域，中国也有成功的案例，以光伏发电为例，在10年前，可能很少有人相信光伏发电能够和传统的燃煤发电竞争，但现在已经可以竞争了。在这10年间，中国的光伏发电成本下降了80%以上，风力发电成本也降低了30%到40%。基于业内的专家研究，光伏发电与燃煤发电的成本相比，可能今后几年的成本相当于燃煤发电的一半左右。实现碳中和的途径包括：电力生产清洁化，发展氢能源，交通和工业的电动化/氢能化及碳捕捉四个方面，即借助光伏、风电装机增长，电力系统将实现完全脱碳；实现氢能源全面商业化，特别是在航空等领域；在钢铁、建材、交通等能源消费部门，进行大规模的电动化和氢能化改造；捕捉释放到大气中的二氧化碳，减少化石燃料燃烧产生的温室气体。2030年中国碳排放将达到116亿吨的峰值，是实现碳中和的关键里程碑。未来十年，非化石能源将首次成为增量能源需求的主力。预计从2020-2030年，我国能源消费总量将增长20%；非化石能源是满足这部分增量需求的关键，占一次能源比重将从16．4%上升到26．0%，其中光伏、风电潜力最大；化石能源占比将从83．6%下降至74．0%，其中煤炭、石油和天然气消耗总量分别于2025年、2030年和2040年达峰。碳达峰与碳中和的研究碳达峰与碳中和目标（简称双碳目标）的提出为高质量发展指明了方向。实现碳达峰碳中和，是一项长期而复杂的系统工程。现有研究虽从多方面对如何实现碳达峰碳中和这一依赖于社会经济系统化发展的命题进行了分析与讨论，但研究庞杂而分散，使人难以把握其中主线和重点。因此，有必要从历史文献中对这个重要命题进行系统回顾、梳理和总结，厘清相关研究发展脉络，深入挖掘其中热点难点，凝练基础科学问题，为后续研究明晰方向，为实现碳达峰碳中和提供支撑。在此基础上，凝练得到碳达峰碳中和研究的关键科学问题，并对我国实现双碳目标的行动方案、优先任务提出理论见解与实践对策。双碳目标不仅对社会经济系统中的生产发展、技术研发提出了新挑战，也对统筹管理的科学性提出了更高要求。北京理工大学管理与经济学院的研究人员从管理科学视角总结了碳达峰碳中和研究中的五大关键科学问题：①识别碳排放与经济发展脱钩的内在机理与关键现实条件，构建面向碳中和的经济转型模式；②明确双碳目标的内在关联与关键影响因素，支撑重点行业和领域碳达峰碳中和路径优化设计；③探索碳中和目标下区域协作与环境协同治理机制，开展面向碳中和的区域协同路径优化研究；④厘清碳管理市场机制减排机理，支撑减排市场机制设计；⑤建立面向碳中和的国家气候治理体系，形成中国特色碳中和管理思想体系。在保障机制方面，一是要搭建产学研结合的智库平台，支持多学科交叉融合。建议通过组建包含经济、社会、能源、地理、气象、生态、环境、健康等研究方向的跨领域、跨学科智库平台，形成结构合理的交叉学科技术创新团队，增强从事碳达峰与碳中和研究的科技力量。二是要加强气候变化经济学基础研究。建议组建跨学科团队，推动设立气候变化经济学研究的国家重点实验室（或科学中心），以碳达峰与碳中和重大战略任务为导向，以基础科学和应用科学研究为核心，开发气候经济数据库和知识库，长期并持续开展国家和全球气候政策模拟与评估。中国碳中和、碳达峰行业市场现状从2020年底以来，我国多次在重要场合和政策文件中提及碳达峰、碳中和。碳达峰是指在2030年之前，我国碳排放量达到历史最高值，随后不断下降;碳中和是指在2060年之前，我国的碳排放量和吸收量可以正负抵消，达到相对意义上的零排放。科学研究表明，过量的碳排放会导致球气候变暖、温室效应等环境问题。我国碳排放量情况从建国初7858万吨到改革开放14．6亿吨，呈缓慢增长。进入2000年以后，快速增长，到2019年根据数据显示我国二碳排放量已达到101．7亿吨。2020年尽管受到疫情影响，但我国经济快速恢复，碳排放量增长0．08%，达102．51亿吨。为节能减排，我国从十一五阶段就开始提出相应要求。随着2005年以后我国在节能减排方面，尤其是工业领域的不断加大管控力度，我国单位GDP的碳排放量从2．524千克/美元迅速下降至2010年的1．39千克/美元，说明十一五以来我国节能减排效果明显，2020年我国单位GDP的碳排放量仅为0．653千克/美元，仅为2005年的四分之一左右。碳达峰主要目标十四五期间，产业结构和能源结构优化取得积极进展，重点行业能源利用效率明显提升，煤炭消费增长得到有效控制，新型电力系统和能源供应系统加快构建，绿色低碳技术研发和推广应用取得新进展，绿色生产生活方式逐步形成，有利于绿色低碳循环发展的政策体系逐步完善。到2025年，非化石能源消费比重力争达到17．7%，单位生产总值能耗和单位生产总值二氧化碳排放确保完成省下达的指标，为实现碳达峰奠定坚实基础。十五五期间，产业结构能源结构调整取得重大进展，战略性新兴产业和高新技术产业占比大幅提高，