基于能源消费特征探索节能降碳路径

□ 戴红珍

| 研究背景

人类各种活动造成室温气体排放导致全球气候变暖，粗放型发展中过度消耗化石燃料导致全球变暖，全球变暖又对经济社会的发展造成严重影响，威胁到能源、生态、水资源和粮食安全等，甚至升级到威胁全人类的生存发展。近年来极端天气频现，世界各地自然灾害时有发生，气候变化在全世界正引起前所未有的关注。

2016 年，包括中国在内的近200 个缔约国共同签署了《巴黎气候变化协定》( 下文简称《巴黎协定》) 。根据《巴黎协定》，全球气温的“长期目标是将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2℃以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5℃以内”。在签订《巴黎协定》后，我国采取了大量行动和措施来减少温室气体的排放，并制定了碳排放目标。2020 年，习近平总书记多次在国际会议上表示：中国“二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和”，并将“碳达峰、碳中和”上升为国家战略决策，纳入《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中，这是我国在签署《巴黎协定》之后第一个长期气候目标。

随着“3060”目标的提出，碳排放核算及节能降碳目标提上了各级政府的规划日程。低碳发展规划，除了国家层面到各级政府的“自顶向下”的战略，各级政府部门考虑区域碳排放差异，制定“自下而上”的区域措施落实国家战略。目前省级区域综合能源消费、碳排放与地区增加值核算自上而下下算一级。由于城市中的行政区域缺少能源平衡表数据，考虑到能源结构调整不仅受资源禀赋的约束，还与新能源技术开发水平息息相关，同时短期内能源结构通常不会发生较大变动 ，本文从分析闵行区近年来区域能源消费特点着手，寻找区域优势，探索节能减排路径，助力实现降碳目标，服务经济社会高质量发展。

| 碳排放估核算的基本理论

国际上估算城市温室气体排放常用的方法有实测法、调查与访谈法、系数法、物料衡算法、温室气体清单法、投入产出分析法、生命周期法方法等。二氧化碳排放估算方法较多，本文主要介绍能耗总量及能源品种碳排放因子估算碳排放量，即系数法。

（一）碳排放估算法

化石燃料燃烧排放二氧化碳，排放量与能源品种的消耗量、燃烧值、碳排放因子和氧化系数有关。由于二氧化碳的分子量是44，其中氧原子的原子量是16，两个氧原子为32，碳的原子量为12，因此排放一吨碳会形成3.67 吨的二氧化碳。二氧化碳排放估计方式如下：

其中，CE表示二氧化碳排放总量（吨），CEi是第i 种燃料的二氧化碳排放总量，Ei是第i 种燃料的消耗量，Vi是燃烧值，EFi是燃料i 的碳排放因子（吨碳/千焦），Oi是燃料i 的氧化系数，这些值在一定时期里为常数，可以表征为碳排放系数。

假设消费A、B、C 三种能源品种，用能源品种碳排放系数估算碳排放量，公式为：

其中Ea，Eb，Ec分别表示A、B、C 不同能源品种实物量；δa，δb，δc分别表示相应的碳排放系数。假设三种能源品种的折标准煤系数分别为Ka，Kb，Kc，占全部能源消耗的比重分别为α，β，γ，综合能源总量为E，此时，能源实物量可以转化为Ea=αE/Ka,Eb=βE/Kb，Ec=γE/Kc代入式（2）得到式（3）：

令δ=(αα/Kaδa+β/Kbδb+γ/Kcδc)，则δ即为综合碳排放系数。由于能源品种碳排放和折标准煤系数在一定时期内是常数，不同的能源结构下δ值也不同，因此综合碳排放因子与能源结构密切相关。

（二）碳排放的影响因素

从以上介绍的碳排放估算公式可以看到，碳排放量与能源品种消费结构比重密切相关，能源消费结构又与产业结构及经济发展水平息息相关。

1.能源消费结构因素。2006年国家发改委能源研究所公布的能源碳排放系数中，煤炭的碳排放系数为2.49 吨碳/吨标准煤，石油的碳排放系数均值为2.146 吨碳/吨标准煤，天然气的碳排放系数为1.629 吨碳/吨标准煤，水电、核电和光伏电的碳排放为0。化石能源碳排放系数较大，可见能源消费结构是否优化，将直接影响碳排放量。化石能源消费比重下降和可再生能源比重的提高可以有效减缓碳排放量，从而实现由高碳向低碳发展的目标。

2.能源效率因素。能源强度指标，通常用单位GDP 的能源消耗量来衡量，即每单位增加值所消耗的能源数量，简称单位增加值能耗。增加值能耗反映了能源的利用效率，数值越小，说明较少的能耗创造出更多的社会价值，能源利用率越高。经济发展离不开能源消费，实现一样的经济总量，较高的能源利用率，有效减少了能源消费量，减少了碳排放量。

3.经济发展因素。经济社会发展是人类社会永恒的主题。发展必定会不断消耗能源，产生碳排放，不能以牺牲经济社会的发展来实现节能降碳。碳排放量与经济增长之间存在非常复杂的相互影响、相互制约的关系。经济结构多元化，产业结构优化，淘汰高耗能产业，可以使得能源消费需求的增长得到有效减缓，实现碳排放量减缓。

综上所述，能源消费结构的优化，能源效率的提高，经济结构优化调整，最终促使经济社会发展完成从依赖高碳燃料为主逐渐过渡到低碳、绿色能源消费占比不断提高的转变 ，最终实现双碳目标。

| 闵行区区域能源消费特征

进入“十四五”以来，为更科学地反映经济社会高质量发展，上海市对区域性综合能源核算进行了改革，综合全市能源平衡表数据，对全社会用能进行了全面核算，使区域综合能耗核算数据更合理、全面地反映区域用能，结合2020—2022 年区域能耗数据及近10 年电力销售数据，发现闵行区用能具有鲜明的区域特征。

（一）电力能耗占比大，化石能源比重逐年降低

从“十四五”前三年闵行区综合能源消费分品种数据看，具有能源品种电力能耗占比最大、化石能源比重逐年降低的特点。

1.电力消费能耗比重超六成。2020—2022 年，电力能耗占总能耗比重分别为62.2%、65.1% 和68.1%，电力能耗比重逐年提高。

2.化石能源消费能耗比重逐年下降。油品能耗占比持续下降，从2020 年 占 比22.4% 到2022 年17.0%，下降了5.4 个百分点。化石能源碳排放系数较大，化石能源消费能耗比重持续下降，有利于减少碳排放。

（二）电力消费集中在工业领域和居民生活领域

从闵行区电力销售分领域看，2010—2022 年电力消费主要分布在工业领域和居民生活领域，这两个领域的电力消费占比保持在第一和第二位，且两个领域合计占总量比重过半。

（三）能耗领域集中在工业和居民生活领域

闵行区能源消费相对集中在工业领域和居民生活领域，两个领域的能耗比重合计保持在六成左右，其余近四成分散分布在其他行业。

1.工业领域能耗比重超三成。2020—2022 年，工业领域能耗比重分别为34.2%、33.9%和32.8%，相比其他行业，能耗比重较大。

2.居民生活用能比重超两成。2020—2022 年，居民生活领域能耗比重分别为23.9%、23.4%和26.4%。

3.工业领域和居民生活领域能源消费品种均集中在电力。2020—2022 年，工业领域综合能源消费量电力比重分别占到71.8%、72.7%和72.4%，居民生活电力比重分别为57.7%、60.9%和67.3%。

| 双碳目标推进的有利因素

综上所述，闵行区全社会能源消费具有能源品种消费主要以电力消费为主，能耗消费领域相对集中在工业和居民生活领域，两个领域用能电力能耗占比大等特征，为探索节能减排路径指明了方向。

（一）电力消费优势及趋势

由于电力是二次能源，单位电量的碳排放量与电网碳排放因子成正比，电网碳排放因子是指电网覆盖区域单位电量的碳排放水平，电网碳排放因子作为连接电力消费量与碳排放量的重要参数，从理论上讲，可再生能源比例越高，火电机组单位供电标准煤耗越低，电网排放因子越小。

1.上海市电网排放因子不断变小。上海市2010 年、2012 年和2018 年省级电网排放因子分别为0.7934 吨二氧化碳/兆瓦时、0.6241吨二氧化碳/兆瓦时和 0.5641 吨二氧化碳/兆瓦时。2022 年2 月，上海市生态环境局印发《关于调整本市温室气体排放核算指南相关排放因子数值的通知》，核算使用外购电力所导致的碳排放时，电网排放因子由0.788 吨二氧化碳/兆瓦时调整为0.42 吨二氧化碳/兆瓦时，体现出上海近十年清洁能源和可再生能源电力占比提升的显著成效。

2.电力消费替代潜能进一步释放。随着国家发改委、工业和信息化部、公安部等13 部门发布《关于促进汽车消费的若干措施》，进一步稳定和扩大汽车消费，优化汽车购买使用管理制度和市场环境，更大力度促进新能源汽车持续健康发展。新能源汽车技术能级不断升级换代，加快了新能源车替代燃油车的步伐。闵行区加快布局、分类收费、强化监管，构建日益完善的新能源充电基础设施体系。2017年以来将新能源充电桩建设列入政府实事项目，目前已累计建成2.3万余个，其中2022 年新增2146 个，2023 年计划建设不少于1000 个，切实满足社会各领域新能源汽车充电需求。新能源汽车代替传统的燃油车，减少了化石能源的使用量，将有效减少碳排放。

3.绿电投入保持了较高的积极性。近年来，通过大力宣传和扶持引导，企业和居民在投资建设光伏项目方面保持了较高的积极性，闵行区分布式光伏新增安装并网容量逐年增长，光伏发电量逐年增加。

（二）产业结构不断优化，单位增加值能耗保持下降

1.2006—2020 年期间，闵行区地区生产总值结构不断优化。工业增加值在“十一五”（2006—2010年）期间，比重介于60%—70%区间，“十二五”期间（2011—2015 年）介于50%—60%区间，“十三五”期间（2016—2020 年）维持在30%—40%区间并趋于稳定。第三产业增加值比重则与工业呈反向态势，“十一五”期间，增加值比重介于20%—30%区间，“十二五”期间提高到30%—40%区间，“十三五”期间维持在40%—50%区间，比重持续保持上升态势。

2.2006—2020 年期间，节能降耗取得较好成效，能效水平大幅提高。“十一五”期间闵行区单位增加值能耗累计下降30.8%，其中工业累计下降38.2%。“十二五”期间单位增加值能耗累计下降23.9%，其中工业累计下降16.9%。“十三五”期间单位增加值能耗累计下降9.0%，其中工业累计下降17.5%。2022 年单位增加值能耗同比下降4.9%，2021—2022 年两年累计下降6.1%。

| 结论和建议

闵行区“十四五”发展规划中提到，能耗总量年均能源消费增幅不超过2.5%， 单位GDP 能耗下降率达到13.5%以上，并力争实现下降 14.5%的激励目标。全区生产总值年均增长率在5%以上；制造业增加值占全区生产总值比重保持在 35%以上。既要实现经济发展目标，又要朝着双碳目标不断迈进，需要在以下几个方面下功夫：

（一）持续努力提高绿电消费比重

从闵行区“十四五”前三年综合能源消费情况看，电力能耗占综合能耗总量比重大，因此，进一步优化电力结构，提高绿电比重，是节能减排的重要途径。建议加强政策宣传引导，充分发掘潜力，鼓励企业投资建设光伏项目；加强服务企业节能项目跟进和协调推进，进一步优化办理项目流程，会同相关部门及时为企业排忧解难，推进项目落地。

（二）持续优化产能结构

从规模以上工业企业能源调查数据看，能源消费具有行业集中、地域集中的特点。2022 年，规模以上工业能耗排名前三的行业为化学原料和化学制品制造业，计算机、通信和其他电子设备制造业以及橡胶和塑料制品业，三个行业能耗合计占到总量79.5%；能耗占总量比重排前三的地区分别为吴泾镇、莘庄工业区和梅陇镇，3 个地区的能耗合计占到80.3%。需继续深化产业结构调整，鼓励企业改变生产模式，提高效能，调减高耗能产品，加大节能减排技术研发力度和投入，推动绿色工厂、零碳园区的建设，加大节能减排的奖励力度。

（三）推广数字化赋能节能降碳

通过数字化监测和控制系统，实时监测能源供给和需求，进行精确的能源调度和负载管理。数字化技术使得能源系统更加智能化，有助于提高电力系统的稳定性、可靠性和安全性。如虚拟电厂作为一个特殊电厂参与电网运行的电源协调管理系统，是数字化赋能节能降碳的实例。挖掘能耗大的楼宇、园区节能潜力，充分发挥数字化赋能节能降碳的作用。数字技术对能源转型趋势起到较为关键的作用，但是投入大，技术门槛高，各类复杂的数字化节能场景需各方融合助力。政府部门可以通过搭桥牵线，把市场竞争和行政扶持政策结合起来，双管齐下，助推数字化节能技术市场化、规模化。

（四）在全社会宣导低碳绿色理念

在全社会全方位宣导居民崇尚低碳生活和低碳消费。在“衣”“食”“住”“行”中出妙招，细化从日常生活中改变细微的生活习惯的节碳成效，倡导居民全方位做到“节能减排”，有效减少居民生活直接和间接产生的碳排放。

“十四五”时期，是实现科学发展和高质量发展，切实转变发展方式，推动质量变革、效率变革、动力变革的关键时期，闵行区立足新发展阶段，贯彻新发展理念，构建新发展格局，在持续巩固提升传统产业、发展壮大主导产业的同时，积极布局新赛道及未来产业，着力打造产业集群、完善产业生态，为闵行绿色低碳产业布局，着力推动绿色高质量发展。