碳中和对天津产业结构和能源结构的影响研究

◎文/李 李

一、提出碳中和目标的背景和重大意义

（一）双碳目标意义重大，碳达峰与碳中和密切相关

碳达峰是指二氧化碳排放量达到历史最高值，然后经历平台期进入持续下降的过程，是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点，标志着碳排放与经济发展实现脱钩，达峰目标包括达峰年份和峰值。碳中和是指某个地区在一定时间内（一般指一年）人为活动直接和间接排放的二氧化碳，与其通过植树造林等吸收的二氧化碳相互抵消，实现二氧化碳“净零排放”。碳达峰与碳中和紧密相连，碳达峰是碳中和的基础和前提，达峰时间的早晚和峰值的高低直接影响碳中和实现的时长和实现的难度，达峰越早、峰值越低，碳中和的代价越小、效益越大。

（二）碳中和即将开启一场极其广泛深刻的绿色工业革命，我国将成为这场革命的发动者和创新者

世界目前正处于第六次科技革命和第四次工业革命的初期，前三次工业革命带来的经济增长与碳排放量的增长紧密挂钩，化石能源的使用在推动经济高速发展的同时，也产生了大量的二氧化碳气体，造成地球生态与气候系统达到承载能力的临界点。碳中和是一场由科技革命引起的经济社会环境的重大变革，意义不亚于前三次工业革命。碳排放与经济发展的彻底脱钩将成为下一次工业革命的显著特征之一。碳中和的实质是黑色工业革命向绿色工业革命的转型，是不可持续的黑色发展向可持续的绿色发展的转型。我国将加速实现产业部门的绿色低碳化发展，以减少温室气体排放为主要目标，构筑低能耗、低污染为基础的经济发展体系，进而实现零碳经济目标。

（三）碳中和助力产业结构优化，我国加速从高碳经济转向低碳经济

产业结构调整呈现以下几个特点：一是能源行业的资源属性向制造业属性转变，新能源产业在产业结构中的比重上升。目前我国能源产业比重偏低，为实现电力脱碳，减少化石能源，推动非化石能源发展，特高压、智能电网、氢能、储能等产业将面临新的发展机遇。二是工业生产向低碳化转型，清洁设备、新能源汽车、林业经济等产业比重提升。制造业加快向高附加值、低耗能产业转变，高碳工业所占比重进一步降低，钢铁制造、建材制造、电力生产等高碳产业面临巨大节能降耗的转型压力。设备制造业将出现巨大的结构性机会，光伏、风能等新能源基础设施增速将进一步提升。为提高交通行业的电气化率，新能源汽车及新能源电池将呈现井喷式发展。涉及清洁能源技术的新材料、芯片制造等基础领域需求将更为旺盛。为提升林业碳汇能力，林业经济将起到关键作用。三是服务业规模和比重将进一步提升。美国、欧盟碳达峰时服务业增加值占GDP比重分别为73.9%和63.7%。2020年，我国服务业比重为54.5%，制造业比重为37.8%，由于工业与制造业单位增加值能耗高，为实现“双碳”目标，预计2030年服务业占比将超过63%。

（四）碳排放中能源排放占比高，我国能源结构面临转型

能源产业一直是我国最重要的碳排放来源，2019年我国二氧化碳总排放量超过100亿吨，因此要实现碳达峰、碳中和的战略目标，最关键的因素在于我国能源结构调整。双碳目标的影响主要有两个：一是我国将加速从化石能源为主的能源消费结构转向可再生能源为主的能源消费结构。能源结构中，我国能源以化石能源为主，2019年化石能源比重高达85%，其中煤炭消费比重58%，石油消费比重19%。而美国和欧盟煤炭消费比重仅为12%和11%。二是中国清洁能源如水能、风能、太阳能、核电、生物质能的比重将不断上升。目前世界主要发达国家中清洁能源占比都比较高，美国清洁能源以核电、新能源为主，英国、法国、挪威、德国等欧洲国家清洁能源的占比更高。以发电能源来看，挪威水电占比超过90%，法国的电力供应以核电为主，发电量占比高达85%，英国的清洁能源占比接近60%，其中仅风电占比就达到20%左右。

二、碳中和对天津产业结构与能源结构的影响

“十四五”时期是实现经济高质量发展和生态环境质量持续改善的攻坚期，也是碳排放达峰的关键期，天津作为工业城市，实现2030年碳达峰、2060年碳中和的宏伟目标，既是重大责任，又是重大挑战，更是重大机遇，是千载难逢的历史性机遇，天津未来即将构筑一套低能耗、低污染的绿色低碳经济发展体系，未来产业结构与能源结构主要有以下几点趋势。

（一）产业绿色转型与城市经济整体脱碳并行

火电、冶金、石化、交通、建筑、化工等产业能耗高、污染重，是传统概念中的高碳产业。天津作为中国近代工业的发祥地之一，长期以来工业体系的重工业特征突出，对高碳能源依赖程度较大，主导产业中汽车制造、石化、冶金、钢铁占据较高的比重，总体上技术含量高、附加值高的高端制造业和高技术制造业在工业中的占比仍相对较低，如2021年4月天津石化产业比重为31.3%，汽车制造业比重为11.4%，高技术制造业比重为14.5%。2021年3月，天津规模以上工业企业单位数为5186个。围绕碳达峰、碳中和战略决策部署，天津将逐步从钢铁、石化为主的高碳产业转向战略性新兴产业为主的低碳产业，未来天津工业发展不断转型升级。传统生产方式逐步转变，重点行业和关键领域将持续加快绿色化以及零碳、脱碳改造，未来呈现行业结构低碳化、制造过程清洁化、资源能源利用高效化的特征，加快构建绿色制造体系，进一步提高制造业绿色发展水平。

（二）产业结构优化以及细分行业发展机遇叠出

从欧盟、美国、日本等发达国家的工业化进程看，实现工业发展与碳排放脱钩的关键是控制和减少高耗能行业的碳排放，同时使高端制造业在工业中占据主导地位。随着双碳目标的实现，天津传统高能耗产业、重化工业比重将进一步降低，高技术制造业比重将不断提高，现代服务业将加快发展，石化、钢铁、冶金、热电等行业企业数量进一步减少。从产业供给端看，能源制造业属性加强，天津新能源产业在产业结构中的比重将上升，特高压电网、电网信息化、氢储能等行业面临新的发展机遇。从产业需求端来看，通过提高交通行业的电气化率，新能源汽车、充电桩、电动自行车等行业比重将上升。对于天津装备制造业发展来说，未来工业生产对清洁设备的需求长期向好，设备制造业比重将上升。天津高碳工业和建筑业将呈现集约化发展趋势，龙头企业的马太效应也将有所体现。从深度绿色环保来看，塑料回收、生物降解塑料等节能环保和循环经济等产业将受益于碳中和带来的边际效益。

（三）城市能源结构进入“新旧转换”周期

天津经济结构特征决定了能源消费需求，从能源消费结构看，天津消费仍然以煤炭为主，2019年煤炭消费总量占一次能源消费总量的比重依然较高，为32.6%，北京2019年该比重为1.9%。能源清洁化趋势明显，清洁能源使用比例逐步提升，但与先进地区相比仍然存在一定差距。2019年天津天然气占能源消费总量比重为17.8%，天然气在美国一次能源消费中的占比为31%（2018年）；天津非化石能源消费占一次能源消费比重达到6.5%，美国非化石能源消费占比达到20%（2018年）；天津清洁能源占比为23%，德国清洁能源占比为44.6%（2018年）。在碳中和、碳达峰的目标下，天津的新旧能源体系将逐步进入替换周期，从以煤炭消费为主的高碳能源向以清洁能源为主的低碳能源转变，从而完成以煤炭为主的能源结构到以电力、天然气为主的能源结构转型，传统能源逐渐被清洁能源替代，煤炭消费总量占比逐步降低，清洁能源占比、非化石能源消费占比逐步提高。为实现碳中和，水能、风能、太阳能、天然气等清洁能源在能源中的比重将大幅提升。

表2 021年1月～4月天津市主要行业规模以上工业增加值比重

三、对策建议

（一）以碳中和为目标，抓住科技创新和产业机遇

抢抓碳达峰、碳中和的窗口期，通过市场机制快速发展低碳经济和绿色产业。一是以创新链驱动产业链，打造新的经济增长点和新赛道。在发展重点产业方面，围绕与减少碳排放相关的新能源产业、智能制造、碳交易，聚焦与碳吸收相关的森林碳汇等新兴产业。围绕节能产业，重点发展节能研发设计、高效节能装备制造、节能咨询服务、节能金融服务等。发挥光伏产业优势，拓展储能、“光伏+建筑”“光伏+5G”“光伏+交通”“风光储”一体化等领域。加大智能制造产业扶持培育力度，助力传统制造业智能化改造和效率提升。探索延伸新能源汽车相关产业链。二是重点发展风电、新能源汽车、新材料、生物能源和生物技术产业、先进轨道交通装备、电子信息、农林固碳、环保等产业。推动氢能产业高质量发展，加快制氢、加氢设施建设，打造氢能产业高地。三是，挖掘碳交易、生态碳汇等领域的发展潜力，营造低碳应用场景，探索建设“零碳”社区、“零碳”工厂、“零碳”园区、“零碳”楼宇，推动碳汇公园、碳汇绿道建设。

（二）以碳中和为契机，加快调整优化产业结构

按照创新引领、优化布局、提质增效的原则，以能源产业转型升级带动战略性新兴产业和高端装备制造业发展，促进传统高耗能、高污染产业低碳转型，强化知识、技术、信息、数据等新生产要素的支撑作用，加快产业结构优化升级和现代化经济体系建设，实现经济绿色低碳、高质量发展。一是着力培育战略性新兴产业，加快推动高新技术产业和先进制造业发展，逐步实现产业基础高级化，产业链条现代化，实现战略性新兴产业在产业结构中的全面领跑。二是优化传统高耗能产业布局，逐步降低高能耗行业占工业增加值的比重，重点推动钢铁、石化、化工等产业转型升级，实现高耗能行业能效达到领先水平，建成绿色低碳生产体系。三是加快发展现代服务业，以知识技术密集型行业和生产性服务业为主导，实现产业结构全面优化调整和绿色低碳转型，逐步提高服务业吸纳就业人口的比重。四是利用新技术、新产业、新业态、新模式等，推动产业体系绿色升级，加强绿色技术应用和推广，全方位全过程推进生产方式的绿色低碳循环化改造，构建完整的循环经济产业链条。

（三）积极推动能源结构清洁化转型发展

在碳达峰前的十年窗口期，提前谋划发展与转型协同布局，推动能源体系清洁低碳发展，推动低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源。一是大幅优化化石能源内部结构，尽快降低煤炭供应量在化石能源供应中所占份额，持续减少煤炭消费总量，提高煤炭清洁化利用程度。二是大力发展天然气和非化石能源利用，重点在工业领域加快实施“双替代”（天然气代煤、电代煤）。加快能源清洁化进程，坚持化石能源清洁利用和清洁能源开发并重。三是加快光伏、风能发展和利用，稳步推进水电发展，扩大风能、太阳能等可再生能源电力装机规模，完善非化石能源接入和消纳长效机制，确保非化石能源产能利用率得到保证。四是，着力提升能源利用现代化发展水平，控制能源消费总量及增长率，结合实际制定切实的能源消费控制目标，推动绿色能源与数字化、智能化、信息化、网络化融合式发展，加快提升能源产业链智能化水平。

（四）着力提升能源利用效率

一是完善能源消费双控制度，严格控制能耗强度，合理控制能源消费总量，建立健全用能预算等管理制度，推动能源资源高效配置、高效利用。二是深入推进工业、建筑、交通、公共机构等重点领域节能，着力提升新基建能效水平，积极布局以新能源汽车充电桩、电气化高速铁路、特高压直流输电、智能电网、分布式可再生能源发电、先进储能、氢能炼钢、绿氢化工、零碳建筑为主的新型低排放基础设施。三是打造能源创新示范高地，推动能源与大数据、物联网、云计算、区块链、5G等新技术融合，积极发展综合智慧能源，推广智慧能源小镇技术。创新能源利用模式，统筹LNG冷能资源，探索冷能梯级利用应用场景，建设一批冷能梯级利用示范项目。

（五）持续完善低碳制度保障和政策激励

一是加快构建碳达峰、碳中和顶层设计，积极谋划碳汇巩固提升保障方案，进一步明确碳中和、碳达峰的时间表、路线图、施工图。广泛深入开展碳达峰、碳中和行动计划，支持有条件的重点行业、重点企业率先达峰。二是加快关键核心技术的研发和创新。重点发展负排放技术，如碳捕捉利用与储存、生物质能结合碳捕捉储存以及基于自然的减排技术。加大对氢能以及能源储存转化等战略性技术方面的研发投入，挖掘数字技术等新兴产业发展的减排潜力。加强对低碳关键性技术的保护和激励，完善低碳关键性技术知识产权保护机制，对创新性低碳技术给予税收减免、政府采购和技术授权等政策扶持。三是充分发挥金融资源配置作用，探索绿色金融发展新模式。引导金融体系向绿色低碳领域转移，推动绿色金融支持可再生能源、绿色建筑、清洁交通等领域创新发展。完善绿色信贷机制，推动落实绿色信贷重点项目。充分发挥市场机制作用，创新产品工具，完善绿色金融产品，积极探索应用绿色债券、绿色保险、绿色基金等绿色金融手段。