统筹城市碳减排、能源安全与产业链安全

2021-11-07胡振宇李春梅

开放导报 2021年5期

胡振宇李春梅

[摘要] 城市是我国实现碳达峰、碳中和目标中的主战场，碳达峰与碳中和的推进需要充分考虑城市的人口条件、社会经济发展阶段、自然资源禀赋和地理条件、社会意识与能力水平等各方面因素。通过对城市碳达峰的类型特征进行比较研究，发现推进“双碳”目标将对不同城市带来不同程度的影响，可能会引起部分城市经济增速下降以及内生动力下降的“双降”风险，需要引起重视，建议采取坚持总量目标下“全国一盘棋”的区域碳指标分配原则、建立以人均碳排放额为基础的城际碳票流动机制、合理保障高耗能高碳排的必建项目能耗需求等措施积极应对。

[关键词] 城市碳达峰碳排放权新型电力系统城际碳票

[中图分类号] F062.2 [文献标识码] A [文章编号] 1004-6623（2021） 0007-07

[基金项目] 深圳市建设中国特色社会主义先行示范区研究中心重大课题：深圳碳达峰与碳中和先行示范研究。

[作者简介] 胡振宇，综合开发研究院（中国·深圳）中国可持续发展与海洋经济研究所所长、副研究员，研究方向：区域可持续发展、海洋经济、城市化等;李春梅，综合开发研究院（中国·深圳）银湖新能源战略研究中心，研究方向：能源经济、低碳经济等。

一、城市碳排放的分类特征与达峰趋势

IPCC第五次评估报告及相关研究表明，全世界52%的人口居住在城市，城市消耗了全球能源消耗总量的67%～76%，与能源相关的二氧化碳排放量占全球排放总量的71%～76%。我国也不例外，约85%的二氧化碳排放量与城市能源消费有关。因此，城市是能源消耗和温室气体排放的主要贡献者，同时也是开展碳减排行动和实现碳达峰、碳中和目标的主战场。

我国地区经济发展差异大，不同城市的发展阶段、经济水平、产业结构、人口规模、资源禀赋的差异，造成我国城市的碳排放特征存在显著差异。其中，城市化对碳排放的影响表现为驱动和制动双重作用，随着城市化水平的提高，其对碳排放的贡献是先增加后减少。经济水平方面，经济增长和二氧化碳排放之间遵循库兹涅茨曲线理论，同时在不同的经济增长方式和能源环境政策下，二者之间所呈现的倒U型曲线具有不同的特征。产业结构方面，过于依赖化石能源、产业结构过重、战略新兴产业发展不足的资源型城市整体能耗水平、碳排放强度等指标逊于国内城市的平均水平。人口方面，城市的人口规模较小会导致城市能耗增加，同时人口老龄化也会促进碳排放。

基于已有研究，可以认为导致城市碳排放的不同因素主要来自人口、经济、结构（包括能源结构和经济结构）以及技术（主要体现为能源强度的变化）四大方面，故本文选择人口规模、人均GDP、第二产业占比、二氧化碳排放总量、单位GDP碳排放量、人均碳排放量等指标，以中国284个地级市城市作为研究样本，采用K-means 聚类算法，将我国城市的碳达峰趋势分为四类，分析发现，各类城市碳达峰具有不同的特点。

（一）领先型城市

以北京、上海、广州、深圳等城市为代表。由于行政级别、人力资源、科技水平和管理政策等方面的领先优势，该类城市是全国重要的人口净流入城市，人口规模较大（常住人口规模均值为737亿人），经济发展水平明显高于其余三类城市。同时，单位GDP碳排放量及单位GDP碳排放年均增速均处于最低水平。尽管人均碳排放量不是最低的，但是人均碳排放量年均增速是最低的。有研究显示，根据“力争2030年前达到碳峰值”等自主行动目标测算，当全国人均GDP达到14000美元时，中国整体上达到碳峰值而进入绝对量减排阶段。领先型城市人均GDP均值已达120243元，可以认为这类城市早已具备进入碳排放绝对量下降阶段的条件，有望在“十四五”期间率先实现达峰。

自“十一五”以来，该类城市的经济发展与碳排放已呈现脱钩趋势（如图1的北京和上海）或正处于脱钩阶段。以北京为例，2019年北京三次产业构成为0.3∶16.2∶83.5，三次产业万元GDP能耗分别为0.478、0.351、0.141吨标准煤①。不难发现，第三产业能耗明显低于第一、第二产业。一直以来，北京第一产业比重不高，第三产业稳步上升，这促进了能耗水平的整体下降。同时，北京能源结构转型也在加速，2020年电力、燃气等清洁优质能源占比提高到98.1%，碳强度预计比2015年下降23%以上，处于全国省级地区最低水平，成为全国各地区经济发展与能源碳排放脱钩水平最好的城市②。北京在其“十四五”规划纲要中提到，“十三五”末基本实现二氧化碳排放总量达峰目标，“十四五”期间碳排放稳中有降，碳中和迈出坚实步伐，为应对气候变化做出了北京示范。這表明，北京的碳排放已经进入平台期，并且在未来五年实现下降。再看上海，2019年上海三次产业结构为0.3∶27∶72.7，虽然上海第二产业占比明显比北京高，但其工业能源终端消费量由2015年的5897.69万吨标准煤下降至2019年的5668万吨标准煤，降幅为4%，同期工业增加值增幅为22.48%③，这一降一升背后反映的是上海工业结构升级与节能增效取得了积极成效。上海2018年的碳排放总量为190.64万吨，基本与2017年（190.48）持平④，近乎是零增长，并且上海已经明确提出2025年前实现碳排放达峰。

鉴于这类城市能源结构及产业结构低碳化转型处于全国领先水平，居民消费活力较强，未来碳减排工作更应该集中于降低城市运行本身的碳排放。具体措施包括：大力发展装配式建筑、绿色建筑、超低能耗建筑;鼓励公共交通、共享交通等能源利用高效、污染物排放少、有益身体健康的出行方式;倡导简约适度、绿色低碳的生活方式，营造绿色低碳生活新时尚。同时，在未来人口向大城市集聚趋势还将持续延续的情况下，此类城市无论空间规划乃至产业规划，或是进行改造更新，都应该充分考虑低碳发展的要求（人口规模大且人均碳排放水平较高），如优化用地结构、调控职住关系、提高公共交通覆盖率等，从而进一步减少人均碳排放。

（二）潜力型城市

以贵阳、昆明、赣州、株洲等城市为代表。这类城市的典型特征是人均GDP较低、第二产业占比较高。值得注意的是，这类城市在经济保持较快增长的同时，人均碳排放和单位GDP碳排放均仍处于领先水平，充分体现了低碳产业拉动经济增长的发展模式。

事实上，除了东中部经济较发达地区拥有发展阶段的优势之外，西部地区一些可再生能源富集的城市，在碳达峰方面同样拥有先天禀赋。有数据显示，西部地区水能蕴藏量约占全国的82%，天然气可开采储量约占全国的66%，太阳能理论储量约占全国的75%，风能理论储量约占全国的50%。“十四五”时期我国规划布局了9个大型清洁能源基地，其中包括金沙江上下游、雅砻江流域、黄河上游和几字湾、河西走廊等在内的7个基地分布在西部地区。可以说，西部地区将在“十四五”期间我国清洁能源建设中扮演重要角色，这也给西部地区清洁能源产业发展带来新的重大契机。同时，随着我国碳交易市场的建立发展，碳排放权交易的种类和方式不断丰富，特别是森林碳汇、草地碳汇等交易类型的壮大发展，生态资源富集的城市将成为强有力的碳汇供给方。

考虑到这类城市经济发展尚处在加速发展阶段，增长势头强劲，预计“十四五”期间碳排放量仍有持续增长的势头，逐渐在“十五五”期间达峰。因此在推动碳达峰路径时，应以布局绿色低碳产业体系为重点，大力发展战略性新兴产业和现代服务业。尤其是清洁能源禀赋较好的城市，做大碳汇经济，推进生态产业化和产业生态化，把生态优势转化为经济优势，争取在未来城市竞争新格局中实现弯道超车。

（三）资源型城市

以鄂尔多斯、榆林、金昌、克拉玛依、攀枝花等城市为代表。其中鄂尔多斯和榆林是我国典型的煤炭工业基地，克拉玛依则是我国重要的石油城市，均是我国重要的能源资源战略保障基地。根据表1可以看出，资源型城市显著的特点是人口规模较小，但是经济较为发达（人均GDP达5.2万元），产业结构以第二产业为主。由于长期以来的高耗能发展模式，人均碳排放量及单位GDP碳排放量都高于全国平均水平（单位GDP碳排量均值3.07吨/万元），且碳排放保持较快增速。

与其他类型城市相比，资源型城市都不同程度地存在因经济对资源过度依赖而带来的产业结构单一、环境污染加剧、生态破坏严重、后续治理进程缓慢、社会发展活力不足等问题，在绿色低碳转型方面存在诸多挑战，尤其是部分主导产业已经出现萎缩的城市（如乌海、阜新、抚顺、辽源等24个资源衰退型城市）正面临经济衰退和节能减排的双重压力。不过，也应注意到机遇与挑战并存，这类城市仍存在很大的碳减排空间，它们将是我国落实2030年碳达峰行动的主力军，如果能够提前达峰，将有效缓解我国2060年碳中和的压力。因此，这类城市需要从根本上彻底改变资源密集的粗放型经济增长方式，由依赖生产要素投入、规模扩张驱动转向创新、高效、节能、环保的增长方式。具体措施包括：改造提升传统资源型产业，利用新技术、新业态、新模式提高传统产业附加值，逐步发展合适的替代产业;深入推进能源绿色低碳转型;健全城市绿色低碳转型制度体系，构建资源型城市转型长效机制。

（四）传统型城市

以邢台、邯郸、保定、丹东等城市为代表。这类城市的特点是人口规模较大、经济水平处于中上游水平。第二产业占比高达51.14%，经济发展依赖于工业，再加上制造业自身能源消耗水平较大的特点，直接导致该类城市人均碳排放远高于其他三类城市（人均碳排放量均值高达18.14吨/万元）。同时值得注意的是，这类城市单位GDP碳排放量年均下降相对较快，表明通过产业结构调整等措施，减碳工作已经取得初步效果。

鉴于传统型城市产业结构仍具有较大的调整和转型空间，未来碳减排着力点应是从工业生产源头、过程和产品的全流程节能增效，以充分挖掘第二产业的碳减排空间。具体措施包括：寻求低碳无碳的能源替代，重视化石能源的清洁使用，构建清洁、高效、低碳的工业用能结构;持续使用节能技术和先进适用的环保装备，推动企业实施清洁生产技术改造，促进产业结构调整向技术密集型、知识密集型发展，提高技术链高端产品的比重;大力发展产业集群，通过集聚经济效益加速推进绿色经济，建设生态绿色工业园;发展循环经济，以产品生态设计、循环利用、清洁生产等措施节能减排。

二、应特别关注“双碳”目标对两类城市的影响

从上述分析中可以发现，不同城市的碳排放特点和达峰路径不同。因此，从碳排放的视角来看，潜力型城市已进入低碳产业拉动经济增长的发展的良性轨道，可归类为中等碳排放强度城市;资源型城市和传统型城市可归类为高碳排放强度城市;领先型城市则可归类为低碳排放强度城市。后两类城市，由于“双碳”目标会对其产生较大影响，需要重点关注碳减排引发经济失速和经济发展内生动力下降的潜在风险。

（一）对资源型城市和传统型城市的影响

2019年，我国能源消费总量为48.6亿吨标准煤，其中工业占比超过60%①，传统能源占比达85%，这一局面使我国碳减排面临两难问题，一方面是碳减排的刚性约束，另一方面为保证国家产业链安全，希望将东部地区的产业向中西部地区转移，希望制造业不要下降过快，要稳定在一定比重，而这些地区很多城市是以能源和传统工业为主的。

我国资源型城市及传统型城市大多依赖自然资源和劳动力优势发展第二产业，第二产业占比均值在40%以上，超过国际上大部分国家（地区）碳达峰时占比（30%以下），这些城市尚未实现经济增长与碳排放脱钩。同时，由于能源的锁定效应和工业发展的长期需求，这类城市会在一段时间保持工业占主导地位，而且在一些地区高耗能行业仍是区域发展的重要支撑。在这种背景下，如果不能在原来“上大壓小”和淘汰落后产能的基础上选取有效的低碳、零碳技术对碳排放密集型行业进行改造，碳达峰、碳中和势必会冲击到相关高碳产业和企业，造成投资、就业、贸易的损失，进而会削弱传统产业竞争优势，压缩经济增长空间。碳达峰的时间越早，减排目标越严格，经济增速下降的可能性越大。

因此，对于资源型城市和传统型城市，需要客观认识经济发展与减碳的关系，避免碳减排对经济增长产生的逆效用。要做好减碳目标下结构优化调整与产业链、供应链安全之间的平衡，不能一味追求碳减排而粗暴关闭碳排放多的传统企业，避免工业占比下降过快影响产业链供应链安全。

（二）对领先型城市的影响

领先型城市已进入碳达峰前期或碳达峰平台期，减排压力和减排难度较其他城市大。同时，为了保持经济发展的持续性，提升城市在全球产业链与供应链中的地位，这些领先型城市纷纷大力发展战略性新兴产业，瞄准大数据、量子计算、人工智能、5G通信、高等级科研平台等为代表的高科技策源地发力，提升科技实力，打造科创中心。

以数据中心为例，目前我国平均每个数据中心年耗电量为25万度，大数据中心因年耗电总量大被扣上“电老虎”的帽子。其实，从“边际”角度来看，数据中心的能耗强度自2010年以来每年下降20%，能源效率显著提升。与此同时，其产生和带动的间接经济效益也持续增加。有数据显示，互联网行业数据中心每消耗一度电可带动超过30元的行业收入，是钢铁行业的两倍左右①。由于能耗指标紧张、电力成本高，北京、上海、深圳等地相继出台相关数据中心能耗指标管控政策，制约了数据中心投产的规模，这与其突出的现实需求存在矛盾。事实上，通过从技术上提高能效、使用可再生能源等途径完全可以实现数据中心低碳绿色发展。如上海的万国数据服务公司三号数据中心，利用外墙无窗特点，设计规划了目前业内最大的太阳能墙，每年可减少火电消耗9万度，相当于减少二氧化碳排放63.3吨;广东的腾讯清远清新云计算数据中心通过自建分布式光伏电站，年均发电量约1200万度②。

同样地，作为当代科学技术取得突破的必要大型科研设施——大科学装置项目也是领先型城市希望突破的重要方向，但是也容易面临因能耗限制导致的落地难问题。随着“国之重器”加快布局建设，我国中东部地区，特别是经济较为发达、具备较强原始创新能力和科技辐射力的城市，将崛起一批世界一流的重大科技基础设施集群，并集聚一批实验室、研发机构、科研院所等。布局大科学装置既是这些城市提升核心竞争力、发挥辐射带动作用的必然选择，也是我国提高科技自主能力的战略支撑。然而这类项目未必是低碳节能的，可能是高碳排高能耗的，在“两高”项目环评审批愈趋严格的形势下，可以预见能耗指标约束将给大科学装置项目发展带来局限性。

如何让这类符合经济高质量发展方向但属于高耗能高碳排的产业或载体，在既不影响碳减排的情况下又能壮大新动能，需要通盘考虑。

三、统筹城市碳减排、能源安全与产业链安全的建议

（一）坚持总量目标下“全国一盘棋”的区域碳指标分配原则

面向“3060”，基于不同城市的碳排放存在较大差异，全国“双碳”目标分配应着眼全局，从总体上算大账，坚持全国碳源碳汇一体化考虑。在全国碳达峰总量目标顶层设计的基础上，要以各类城市的战略定位、发展水平、技术基础，以及控制温室气体排放的责任、潜力和能力等为依据，统筹确定各城市梯次实现碳达峰的时间和目标任务。

对于综合条件较好的领先型城市和潜力型城市，应率先达到碳排放峰值，已经达峰的城市应探索开展近零碳排放与碳中和试点示范，更好地发挥走在前、做表率的带头作用;对于转型难度较大的资源型城市和传统型城市，可根据经济社会发展需求放宽能耗额度，适度预留一定的空间和时间，与领先型城市和潜力型城市实现梯度达峰。

对于领先型城市，避免单纯从资源消耗的“成本最小化”角度来限制高耗能的新兴领域，特别是不能限制以风电、光伏等无碳能源作为基础的新型产业。应该从带动经济发展的“效益最大化”的角度来综合判断，防止由于片面强调“双碳”目标导致城市可持续发展、高质量发展的内生动力下降。

（二）建立以人均碳排放额为基础的城际碳票流动机制

城市是人口集聚的主要空间，也是碳排放的主要空间，从根本上说，人的生产和消费活动是城市碳排放的决定性因素。因此，可以说不管是领先型、潜力型、传统型还是资源型城市，在同一类型城市范围内，由于产业、技术、资源等各种因素的限制，某种意义上人口数量对这一类型城市的碳排放有决定性影响。为了推动包括劳动力在内的各类生产要素布局优化，应该鼓励碳排放先进的城市吸纳更多人口，提供更大的发展动力。

由此，在未来人口流动趋势更加明显、流动人口规模进一步扩大的背景下，建议以人口为单位配置区域碳配额，形成“碳排放配额跟着人走”的分配机制。首先，根据现有技术条件明确人均碳排放配额（可简称为“碳票”），建立碳排放配额和人口挂钩机制。其次，在全国范围内探索建立“碳票”交易（流动）市场，形成相对合理的价格，建立碳排放指标动态调整机制。

事实上，城际“碳票”机制保证了不同城市分摊减排压力的公平性。不同类型城市承受碳减排压力的能力不同，相对来说，高碳行业分布较为集中且经济比较落后的资源型城市和传统型城市减排抗压能力较低，且在经济发展过程中对于碳排放配额的增量需求往往高于低碳水平发展较高的领先型城市和潜力型城市。如果让人口规模较小且人口有可能持续收缩的资源型城市和传统型城市承受较重的减排成本，则不符合公平原则。因此，根据人口规模分配配额相当于对这两类城市实施倾斜性配置，在碳达峰碳减排过程中提供一个逐步适应的缓冲期。

（三）合理保障高耗能高碳排的必建项目能耗需求

针对关键共性技术、前沿引领技术、颠覆性技术和“卡脖子”技术等项目的能耗、碳排放指标核算方面既要严格要求又要留有余地。各城市在制定科研攻关清单、产业规划、科技创新发展规划时需要同步制定碳排放清单，加大能耗、碳排放指標的统筹保障，并为未来的发展需求预留一定空间。同时，也要推动“两高”必建项目评估科学化全面化，兼顾经济、能耗、碳排放等指标的平衡，杜绝“一刀切”。引导新建重大项目提高可再生能源应用比例，针对采用低碳能源的“卡脖子”技术、大科学装置等项目适当“开绿灯”。

作为这类项目和产业的“动力”——能源，应该要尽力往清洁无碳化转型，城市应该大幅提高新能源消费比重，坚持集中式与分布式并举、电源建设与灵活性能力提升同步，大力发展以风光为主的新能源。对于全国而言，也要建设满足新能源大规模、高比例并网要求的新型电力系统，依托特高压输电技术、智能电网技术和电力市场，加强区域电网互联、提高灵活调节能力，在全国大范围内优化配置能源资源。

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