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京津冀区域碳达峰碳中和路线图及能源发展展望

2023-01-05 08:37来源:中能传媒研究院作者:岳昊 张健关键词:碳达峰碳中和碳排放收藏点赞

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京津冀区域碳达峰碳中和路线图及能源发展展望

来源:中能传媒研究院 作者:岳昊1张健2

(1.国网冀北电力有限公司经济技术研究院 2.华北电力大学)

党的二十大报告提出,深入实施区域协调发展战略、区域重大战略,并将促进区域协调发展作为加快构建新发展格局、着力推动高质量发展重要方面之一。同时提出,立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动。京津冀三地优势互补、良性互动、共赢发展,在生态环境保护等重点领域取得了重大进展。作为以首都为核心的世界级城市群和我国高质量发展的重要增长极,京津冀区域先行先试、梯次有序实现碳达峰碳中和,对我国“双碳”目标如期实现具有重要意义。

一、京津冀能源消费及碳排放现状

(一)能源消费总量占全国比重高,结构仍以煤为主

2020年,京津冀能源消费总量为4.8亿吨标准煤,占全国能源消费总量的9.6%。煤炭在能源消费中占比最大,为61.4%,油品和天然气消费占比相近,分别为13.8%和13.1%,一次电力及其他能源消费占比最低,为11.8%,非化石能源消费占比低于全国平均水平。河北煤炭消费量占本省能源消费总量的80.5%,高于全国平均水平23.7个百分点,占京津冀地区煤炭消费总量的90.2%。京津冀能源消费对外依赖程度高,2020年京津冀一次能源生产总量为1.3亿吨标准煤,远远不能满足能源消费需求,其中,天津100%的煤炭资源需要外地调入,北京100%的石油及天然气资源需要外地调入。

(二)能源消费强度不断下降,仍高于全国平均水平

2020年,京津冀地区以9.6%的能源消费,仅创造了8.5%的GDP,而同期长三角、珠三角地区分别以17%、7%的能源消费创造了23%、10%的GDP,京津冀的能效水平相比长三角、珠三角地区还有较大差距。具体来看,河北与全国GDP能耗平均水平之间还存在一定差距。2013—2020年河北单位GDP能耗不断下降,但目前能耗平均水平仍为0.76吨标准煤/万元,是全国平均水平的1.2倍、北京的2.8倍、天津的1.9倍。天津单位GDP能耗在东部发达地区和城市中属于较高水平,北京单位GDP能耗虽属全国最低,但依然是日本和德国等发达国家平均水平的4倍多,是美国的2倍多,距离纽约、伦敦及东京等国际化大都市平均水平差距更大。京津冀产业资源依赖特征明显,传统行业依然为产业主体,服务业和高新技术产业发展不足。

(三)非化石能源装机比重与全国平均水平相近,终端电气化率低于全国平均水平

能源供给清洁化方面,京津冀非化石能源发电装机占比逐步增长,2020年与全国41%的平均水平相近。河北凭借丰富的可再生能源资源禀赋,非化石能源发电装机占比超过全国平均水平5个百分点,北京、天津则低于全国平均水平28个百分点。京津冀非化石能源发电量占比为15.8%,低于全国平均水平11.6个百分点。能源消费电气化方面,2020年京津冀电气化率为20.1%,低于全国平均水平6.4个百分点。北京、天津城镇化水平较高,其电气化率分别高于全国平均水平1.2和6.5个百分点,河北则低7.5个百分点。用电结构方面,2010—2020年,工业用电占比由65%左右下降至约57%,低于全国10个百分点,第三产业电力消费占比稳中有升,高于全国8个百分点。

(四)三地碳排放规模差距较大,总量尚未达峰

以煤为主的能源结构和以高耗能行业为主的产业结构导致京津冀排放大量的二氧化碳。京津冀地区碳排放总量由2000年的3.6亿吨上升至2019年的11.6亿吨,碳排放总量占全国比重超过10%。北京自2010年碳排放达到峰值后呈现波动下降趋势,天津、河北碳排放量总体仍呈上升趋势。2017—2018年,河北碳排放量急剧上升,贡献了京津冀碳排放增量的91%,主要由黑色金属冶炼和压延加工业以及电力、热力生产和供应业碳排放量上升所致。从三地碳排放占比看,北京和天津碳排放量占京津冀地区总碳排放量比例逐年递减,河北碳排放占京津冀地区碳排放比例逐年递增,从2000年的65.2%增加至2019年的78.8%,是京津冀的碳排放主体。

二、“双碳”目标下京津冀能源消费与碳排放预测

依据国家及京津冀三地政府关于经济、产业、人口等领域相关规划和政策文件,采用LEAP模型(长期能源替代规划系统),设定基准和加速两种情景,对京津冀2060年前能源消费总量及结构、碳排放总量等进行预测分析。基准情景基于京津冀地区现有能源改革发展政策设定;加速情景对标国际先进水平,充分考虑我国碳达峰碳中和要求,基于京津冀地区清洁能源替代、非化石能源发展潜力和摆脱化石能源依赖的预期设定。(一)地区能源消费总量2040年前后达峰,碳排放2030年前达峰京津冀能源消费总量近中期将继续增长,预计2040年前后达峰,峰值在6.3亿~6.9亿吨标准煤左右。煤炭、石油消费量呈现逐步下降趋势,天然气消费先增后减,一次电力及其他能源消费量稳步增长。加速情景下,2060年能源消费总量下降至5.4亿吨标准煤,终端电气化水平不断提升,2030和2060年分别达到30%和75%。

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图1 2060年前京津冀能源消费总量

基准情景下,京津冀碳排放预计在2030年前达峰,峰值约12.5亿吨,2060年下降至2.6亿吨。煤炭、石油碳排放占比不断下降,天然气碳排放占比持续增长。加速情景下,京津冀地区在2020—2029年进入碳排放达峰平台期,2030年后加速下降,到2060年仍有约0.8亿吨的碳排放,需要通过自然碳汇和碳捕集技术实现碳中和。

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图2 2060年前京津冀地区能源相关二氧化碳排放总量

(二)京、津能源消费总量率先于2035年前后达峰,河北能源消费总量持续增长,将于2045年前后达峰

北京能源消费总量短期内仍呈上升趋势,预计2033年前达峰,随后持续下降。2025年后北京市基本实现供热无煤化,天然气成为主要的化石能源,非化石能源消费逐渐增多,实现一次能源清洁化供应。天津能源消费总量呈缓慢增长趋势,2040年前将经历较长的峰值平台期。加速情景下,随着行业电气化水平的提升,2060年一次电力及其他能源占比将达到83.6%。河北能源消费总量持续增长,基准和加速情景下分别于2048年和2042年前后达峰,峰值分别约5.4亿吨和4.7亿吨标准煤。基准情景下,短期内煤炭消费量稳中有升,之后逐步下降,油品和天然气消费量先升后降。加速情景下,煤炭消费量持续下降,油品和天然气消费量先升后降,峰值低于基准情景。

(三)三地梯次有序实现碳达峰,京、津碳排放率先达峰

“十四五”期间北京碳排放稳中有降,2030年之后加速下降。考虑到北京能源电力安全保供需求,加速情景下2060年仍有一定比例的天然气用来发电和供热,该部分碳排放可通过碳捕捉封存技术和生态碳汇方式实现碳中和。除发电和供热部门外,交通运输、仓储和邮政业是北京碳排放占比较高的行业,2035年后其碳排放占比呈现加速下降态势。天津碳排放于“十四五”期间达峰,峰值约1.9亿吨,然后以较慢速度下降。天津工业部门和发电、供热部门是碳排放的主要来源部门,2045年后工业部门碳排放占比呈现加速下降态势。考虑到天津市“制造业立市”的定位,在中短期内,工业部门的碳排放占比下降幅度较为平缓。河北碳排放总量将于2030年前达到峰值,峰值约9.8亿吨。加速情景下,碳排放可较基准情景提前3年达峰,即在2027年左右达到峰值水平,峰值约9.1亿吨。基准和加速情景下河北省2060年碳排放将分别减少至2亿吨和0.4亿吨。基准情景下,煤炭在短期内仍是河北省最主要的碳排放来源,煤炭碳排放量于2029年左右达到峰值,之后持续下降,油品与天然气碳排放量先增后降,达峰时间分别为2035年和2045年。

三、京津冀协同推进碳达峰、碳中和的建议

(一)完善制度政策,推进协同控碳

加强三地减污降碳协同合作,从源头上控制碳排放。优化和完善京津冀区域经济社会发展、能源发展顶层设计,统筹考虑国家“双碳”目标及区域碳排放情况,结合地区发展模式差异,制定京津冀区域能源电力、工业、建筑和交通等重点领域碳减排路线图。充分考虑河北的产业、能源基础与差异,处理好京津冀整体碳达峰与各城市有序碳达峰之间的关系。加强京津冀碳排放权交易市场建设,推进碳市场和电力市场协同耦合,共同推动电力行业低碳发展。

(二)推进结构优化,促进协同减碳

立足各自功能定位,优化产业布局,大力发展先进制造业和战略性新兴产业,提升低碳以及零碳产业竞争力。优化能源消费结构,充分发挥冀北清洁能源基地资源优势,增加可再生能源供应。在工业、交通、数据中心等重点领域和场景拓展电能替代,推动传统钢铁、建材行业发展电炉钢、电窑炉,完善城际充换电服务网络,服务“轨道上的京津冀”建设,推动“东数西算”京津冀枢纽节点采用100%绿电,助力京津冀打造成为产业绿色转型的全国样板。

(三)创新低碳科技,助推协同降碳

协同构建适应京津冀区域实现“双碳”目标的能源科技创新体系,充分发挥河北省资源禀赋优势和京津两地科研单位聚集优势,共同推进清洁能源开发,在脱碳、零碳、负碳及碳捕捉技术等关键领域开展联合攻关,打造京津冀低碳技术协同发展新高地。开展多层次、多领域低碳试点,建设张家口后奥运低碳经济示范区和雄安新区近零碳区试点。聚焦低碳前沿技术研究,重点攻关可再生能源大规模利用、氢能开发利用、低成本储能、煤炭清洁高效利用等重要领域,打造京津冀氢能制储运用全产业链条,构建氢燃料电池重卡货运走廊。

(四)拓展生态空间,实现协同增汇

优化京津冀生态空间格局,加强绿色生态屏障建设,提升森林、草原、湿地、耕地、海洋等碳库的固碳作用。发挥京津冀自然生态优势,落实张家口首都水源涵养功能区和生态环境支撑区定位,打造塞罕坝生态文明建设示范区,实施坝上地区植树造林、三北防护林、雄安新区千年秀林等造林绿化重点工程,扩大森林生态空间,有效增加森林碳汇能力。加强海洋碳汇建设,积极推进海洋岸电项目建设,将河北唐山港、秦皇岛港、黄骅港等打造为绿色生态港口,推动岸电参与绿电交易,有效增加区域蓝色碳汇量。


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