工业企业实现碳达峰碳中和的思考

林育锦，王宇佳

（中海环境科技（上海）股份有限公司，上海 200135）

2020年9月，习近平总书记在第75届联合国大会上首次提出中国碳达峰碳中和目标：力争2030年前碳达峰，2060年前碳中和。该“3060”目标在随后的重要会议讲话中也被多次提及，成为了国家的重大战略需求。2021年是“十四五”的开局年，为全面推进我国双碳工作，各种政策措施不断出台，明确了各个地区、领域、行业的达峰目标和工作计划。同时相关部门将实现碳达峰碳中和等党中央的重大决策部署纳入中央生态环境保护督察范围中，并开展考核评估督导工作。

全球碳排放量组织发布的年度报告称，2020年全球二氧化碳排放量达到375亿吨。就目前情况来看，中国仍然被认为是世界二氧化碳排放大国，预测未来中国二氧化碳排放量的峰值将会达到108亿吨左右[1]。中国从碳达峰开始到实现碳中和仅有30年，比欧盟等其他国家和地区计划用时短得多。且我国作为世界上最大的发展中国家，目前经济发展与碳排放量仍高度耦合，实现双碳目标艰巨且时间紧迫。

我国工业企业碳排放量约占总碳排放量的70%以上。从碳排放占比来看，工业能源生产碳排放占能源活动碳排放的47%左右。在工业能源消费端，如钢铁、交通、石化、化工等行业排放的二氧化碳，占能源活动碳排放的53%左右。工业企业碳达峰的实现对我国2030年实现整体碳达峰具有战略意义，因此，工业企业更要扎实做好双碳研究，制定合理的发展规划，确保碳达峰碳中和目标的实现。

1 工业企业面临的挑战

当前，我国碳达峰碳中和仍面临着减排基数大、目标时间紧等问题。虽然国家部委和地方政府已相继发布政策，为实现双碳目标提供支持，但对工业企业来说，实现碳达峰碳中和是一项复杂的系统工程，不同产业的生产过程对生态环境具有不同的影响，二氧化碳排放量也有很大差异。据悉，到目前为止，部分重点领域以及重点行业已编制完成了碳达峰碳中和行动方案，明确了其达峰目标及具体任务推进措施。随着政策的不断推出、双碳目标的不断明确，部分企业碳达峰行动已经开始，但对于目前处于产业结构调整、能源结构不合理和传统的粗放型增长模式、能耗高的工业企业，适应期会比较短，减排的要求会更为迫切。因此，工业企业若想要跟上绿色发展步伐，既要控排放，又要保增长，就需要为未来自身发展谋篇布局，尽早开展相应工作。

2 实施路径

2.1 制定碳达峰碳中和行动方案

目前，电力、交通、石油、化工等24个重点行业已编制完成碳达峰降碳行动实施方案，明确了工业降碳实施路径，也相继开展了降碳重大工程示范工作，这一举措对各行业落实碳达峰任务起了推进作用。首先，企业要提高站位，增强对碳减排碳达峰工作的认知，为实现双碳目标谋篇布局，根据企业现状和发展需要，编制碳达峰碳中和行动方案。行动方案内容应包括：方案背景、目标指标、实施路径、组织保障等。此外，在制定方案时，要结合企业碳排放核算工作，科学合理设置减碳方案和目标。目前重点碳排放单位可根据已有的核算方法、核算体系、报告指南开展碳排放核算工作。其他行业可参照执行，主动开展碳排放核查，认真梳理自身二氧化碳的排放现状，必要时邀请第三方专业机构介入，对企业碳排放进行分析预测，挖掘企业减碳潜力，为企业开展双碳工作提供前提条件。

2.2 开展节能减排工作

节能减排是目前我国实现碳达峰碳中和目标最重要、最经济的手段。新形势下，能源消耗和浪费与经济增长以及资源环境之间的矛盾日益凸显。要充分认识节能减排这一工作的重要性和紧迫性，以及其对解决能源问题的重要意义。企业可从以下几个方面开展工作。

2.2.1 调整能源结构，提高能源利用率

随着低碳行动和绿色制造工程的推出，能源结构及利用也要朝着清洁、高效、低碳的方向良性发展。首先在能源生产减碳方面，对于目前化石能源使用量较大的企业，要采取有效措施提高化石能源的使用效率，积极探索利用非化石能源，逐渐实现清洁替代。目前我国正推进利用光伏技术进行降碳，与地热、生物质、核电等技术相比，其相对安全可靠、成本低、无需额外能量投入、能量回报比高。可以利用工业企业闲置房顶布设光伏发电站，研究显示，每1 kW的光伏系统在全生命周期内可减少二氧化碳排放量约为15.96 t[2]。中国石化提出积极开发光伏发电，规划到2025年，将累计建成7 000座分布式光伏发电站点，预估年可减少碳排放约50万吨。其次，在能源消费减碳部分，工业部门占据能源消费的大头，应加速重构能源消费体系，优化用能结构，大力提升工业企业领域电气化水平，鼓励企业开展节能技术改造，提高能源自给率。研究预测，到2060年实现“双碳”目标，终端电气化率可达76%，其中工业部门电气化水平将达到44%[3]。在此趋向下，电气化成为实现上述目标的重要手段。首先要积极推广“能源改电”，通过将工业锅炉、炉窑等用煤改为用电，有效推动工业生产过程中的零碳排放，“十三五”期间通过工业“煤改电”,实施电气化累计节约散烧煤1 796万吨、二氧化碳减排量为3 198万吨；其次改变生产方式，如我国钢铁行业主要以长流程为主，工艺流程复杂、耗能高碳排放量大，短流程电气化程度比长流程高、能耗更低，可减少二氧化碳的排放。

2.2.2 积极开展技术创新升级

积极开展技术创新升级，不仅是国家战略发展的要求，也是企业面对碳达峰碳中和新形势、新挑战下实现绿色发展的重要举措。首先是加快落后技术和产能的淘汰。资源消耗大、利用效率低下的工业企业要按照国家和地方政策要求，采取积极有效措施调整产业结构，积极配合“散、乱、污”及“两违”企业治理工作的开展，推进节能减排政策措施的落实。此外，创新生产方式，提高工艺技术水平，改变落后的生产技术导致的能源利用效率低下等局面，提升工业产品的绿色高附加值，推进产业结构低碳价值链的发展，提高技术水平。相关研究结果显示，水泥企业高能效低氮预热器、分解炉、燃烧器、节能料床粉磨技术等的使用，在单位产品热耗、电耗方面，可降低约20%的碳排放。利用技术节能，即通过更新、淘汰落后设备，改造空调和照明系统，或对余热、余压、可燃气体的回收利用等方法，提高能效。如工业冷却水泵在克服重力时所产生的无效功耗，可以通过集成技术措施如真空负压回收、冷却塔势能回收或利用等，预计未来节能技术推广应用比例可达到20%，每年可节约标准煤6.8万吨，减少二氧化碳排放量约18.36万吨[4]。

2.2.3 提高能源管理水平

开展企业能源管理工作，有利于企业节约能源和合理用能，也有利于企业完成国家的节能减碳指标，实现双赢。因此，要尽快建立健全企业能源管理体系，在体系中，有效地开展一系列的能源管理活动。例如通过设备检测、组织能耗的计量与测试、质量监督检测等科学技术手段对项目进行节能监测，定量分析各个单位的能源综合利用及设备情况。此外，利用智慧能源管理系统改善能源管理水平。智能能源管理系统主要基于物联网对数据进行实时采集、整合、传输、分析和存储，将采集到的数据上传至云平台，帮助企业远程诊断、准确了解设备和能源状况，预测企业能耗趋势，帮助企业了解内部能效水平及节能潜力，从而有效控制碳排放，实现动态化、精细化管理，从整体上提高企业能源管理水平，降低企业成本。此外，企业通过开展能源审计、能效评价、清洁生产审核等工作，挖掘能源费用支出较大、能源利用效率偏低单元，促进产业结构升级和能效提升。

2.3 鼓励发展减碳技术

碳捕集、利用与封存（CCUS），即对生产过程中排放的二氧化碳进行分解或提纯后，将其投入到新的生产过程中进行回收或封存。CCUS作为一项潜力巨大的减碳技术，被认为是实现我国工业低碳化发展的重要战略技术之一，也是实现碳中和目标必不可少的[5]。对工业企业来说，实现二氧化碳回收利用，是贯彻节能减排及绿色发展理念的关键。要结合其特点，从工艺技术角度分析回收利用现状和要求，高效分离、回收及固定二氧化碳，最后选择渠道再利用，实现资源利用高效化。如在水泥生产过程中，大量中、低温余热未能得到充分利用，应用碳捕集技术提高余热回收效率，有助于水泥行业减少碳排放。谭雨亭[6]利用水泥窑余热发电辅助MEA法二氧化碳捕集系统，对某5 000 t/d水泥生产线进行了研究。该系统可分阶段利用余热，同时利用双压余热发电系统的低压蒸汽向系统再沸器供热，同时实现了水泥厂余热发电及二氧化碳捕获，系统最大碳捕获率可达到15%。而对使用二氧化碳作为原辅材料的行业来说，比如在化工生产中，可以选择合适的技术来提高二氧化碳的回收率，这样不仅可以转化利用碳资源，节省生产成本，同时还可以减少二氧化碳的直接排放，减少其对环境的影响。

2.4 合理利用碳市场

随着我国《碳排放权交易管理办法（试行）》的推出，排放权交易对减排效率的要求越来越迫切。碳排放权交易作为一种低成本减排手段，促进碳减排和助力碳中和的价值已经凸显。为加速推进全国统一的碳市场体系建设的进程，鼓励经济较发达的地区采取先行的方式进行试点，开展碳市场建设，鼓励各行业、各单位参与自愿减排交易。各排放主体可以通过碳市场获得更多的排放配额和资源，合理进行分配利用，进而提高企业排放效率。因此，工业企业应该关注碳排放交易市场，熟悉碳排放交易规则和程序，并根据发展需要及时做好碳配额交易。此外，未来国内碳交易市场成熟后，碳排放交易也是一种长远投资，为企业存储了更大的发展空间。

2.5 推进低碳数字化转型

在我国，随着绿色制造、双碳等工作的不断深入，工业企业势必要进行低碳数字化转型。而工业企业单纯依靠人为的管理经验，不能适应未来的发展趋势，因此必然要实现精细化、科学化管理，除了基于采集到的准确数据进行监控外，还需要科学分析。首先应充分利用数字化技术覆盖生产、运输、储存、使用全过程，以实现更可靠的能源供应和更有效的利用，为节能技术改造提供决策依据，实现智能操作和维护以及低碳管理。此外，以创新驱动为动力，鼓励企业采用新材料技术、节能利用技术、研究低碳技术，与信息技术和互联网紧密结合，推动低碳转型，从而获得更高的经济效益。

3 结语

实现“3060”碳达峰碳中和目标时间紧、任务重、难度大，形势严峻。我国经济必然要前进，意味着能源消耗和碳排放也会随之增长，中国将迎来一场深刻的经济和社会变革。工业企业要有足够的心理准备，读懂国家政策背后的产业发展走向和态势，乘势追击，推进生产技术革新、绿色低碳转型升级，逐步走向低碳环保的绿色发展之路。