长沙加强“双碳”示范城市建设面临的主要问题与对策

傅晓华，王佳成，殷海龙，黄 静

（中南林业科技大学 生态环境管理与评估中心，长沙 410004）

2020 年9 月，中国向世界宣布了“双碳”目标，这既是从现实出发的行动目标，也是高瞻远瞩的长期发展战略。长沙加强“双碳”示范城市建设具有探索中部地区省会城市积极稳妥推进碳达峰碳中和的示范意义。

一、文献回顾与碳排放状况

（一）国内外研究现状

国外关于碳排放的研究起步较早，其成果对我国碳排放影响因素等问题的研究具有参考价值。Mamipour S.等利用空间Durbin 模型研究了伊朗30 个省份2009—2014 年人均二氧化碳排放量的影响因素。[1]Shi A.利用STIRPAT 模型对碳排放量与人口的关系进行相关研究。[2]York R. 等指出城市化作为影响因素会使碳排放增加。[3]Dalton M. 等提出年龄结构、城市化、家庭规模等因素将会影响到未来的碳排放量。[4]Fan Y. 等通过研究不同发展水平国家的人口现状、经济和技术水平与碳排放的关系，得出各因子对碳排放的影响与国家所处的发展阶段有关。[5]Wen L. 等基于省级面板数据进行研究，得出富裕程度、技术水平以及能源水平等对全国二氧化碳排放具有显著的正向影响。[6]Zhao Q. 等采用IPCC《国家温室气体排放清单指南》中的方法进行研究，得出二氧化碳排放的主要影响因素是能源结构和人均GDP 的结论。[7]关于碳排放计量研究，刘志华等基于1999—2017 年省级碳收支核算相关数据，构建空间计量模型检验影响碳排放公平性的关键因素。[8]苟林等运用物料衡算法，计算了北京市2005—2010 年的碳排放量。[9]曾瑜皙等运用超越对数生产函数，计算了2001—2014 年中国30 个省域的旅游效率及损失度。[10]林伯强等采用Divisia 分解法以及STIRPA 模型进行分析，结果表明人均GDP、能源结构、能源消耗强度与中国人均碳排放量有关。[11]邹秀萍等选取中国30 个省1995至2005年面板数据，得出区域碳排放与经济发展呈“倒U”型曲线、能耗强度与地区碳排放间呈“U”型关系、第二产业产值占比与区域碳排放间呈“N”型曲线的结论。[12]李键等选取LMDI 分解模型与Tapio 脱钩模型，构造全生命周期的碳源—碳汇模型，研究发现土地利用效率与长沙市土地利用碳排放量增长呈负相关效应。[13]张梅等借助空间计量模型对城市碳排放影响因素进行研究，得出经济发展、城镇居民人均可支配收入、第二产业的占比和城镇化率的提高与城市碳排放量的增长有关的结论。[14杨英明等使用碳排放Tapio 脱钩弹性分解模型，研究世界主要国家碳排放与经济增长脱钩之间的关系，发现经济增长和能源强度与中、美、日本和印度的碳排放有关。[15]

（二）全国碳排放概况

中国碳排放变化总体趋势也更大程度上反映出城市碳排，因为城市作为人类经济社会活动集中分布区域，是二氧化碳排放的主要来源。根据Carbon Brief 网站的数据汇总，二氧化碳的排放高峰期集中分布在冬季供暖期（见图1）。随着中国城市化的高质量推进，选择不同时间点和有效路径实现双碳目标以及建设双碳示范性城市是未来城市发展的重点方向（见图2），[16]长沙必须下好“先手棋”。

图1 2019—2021 年中国二氧化碳排放变化量（单位：Mt）

图2 中国二氧化碳排放及未来趋势预测（1990—2040 年）

（三）长沙碳排放现状

长沙位于华中地区，湖南省东部偏北，湘江下游和长浏盆地西缘。长沙作为湖南省会，地区生产总值、能源消费总量均居全省首位，能耗强度全省最优，先后获批全国水生态文明城市、国家循环经济示范城市、国家低碳城市、国家首批装配式建筑示范城市和国家废旧物资循环利用体系建设重点城市。“十三五”期间，长沙市规模以上工业企业能耗碳排放从763.48 万吨下降到527.24 万吨（见图3）。2017—2022 年长沙碳排放量逐年下降（见表1），2022 年长沙市实现地区生产总值13 966.11 亿元，同比增长4.5%，2021至2022 年能耗强度累计下降9.1%。

表1 长沙碳排放数据（2017—2022 年）

图3 “十三五”期间长沙规模以上工业企业二氧化碳排放量

相对世界级国际大都市而言，长沙经济体量不可比拟，碳排放量相对较低；相比国内武汉、西安、郑州、成都等经济和人口体量相当的城市，长沙碳排放总量（见图4）、单位GDP 碳排放比和人均碳排放也比较低（见表2），这充分表明长沙建设双碳示范城市建设已有良好基础。作为中部重要省会城市，长沙不仅需要找到在减排与经济发展中最佳的平衡点，更需要大力推进产业空间结构优化等措施对城市发展结构进行优化，构筑低碳型城市空间格局。[17]

图4 2021 年全球典型城市二氧化碳排放量（单位：百万吨）

表2 2021 年全球典型城市单位GDP 二氧化碳排放比和人均碳排放

二、长沙双碳示范城市建设面临的主要问题

（一）制造业升级不充分

长沙发展更多依靠制造业，且以化石能源为主，造成二氧化碳的大量排放，严重影响生态环境，城市热岛效应明显。“十三五”以来，长沙不断推进产业结构调整，着力发展第三产业，第三产业增加值节节攀升（见图5）；“十四五”以来，为实现节能降耗，大力推进产业结构转型升级，从“高碳经济”向“低碳经济”转变。[18]

图5 长沙三次产业构成走势（2016—2022 年）

（二）支柱产业碳排放居高不下

能源结构受经济发展条件和生产生活习惯影响，短期内难以发生根本改变。从能源种类的占比看，当前长沙传统能源消耗仍占较大比重，能源利用效率有待提高，能源消费结构仍以煤、油、气等石化能源为主，电力外调为主。2020 年工业原煤消费占化石能源消费的92.2%，能源消费结构以煤炭为主，能源对外依存度高（见图6）。长沙非金属、有色金属、制造业和电力、热力生产和供应等支柱产业，都是高碳产业，导致二氧化碳排放居高不下（见图7），是长沙双碳示范城市建设的“大难题”。[19]

图6 长沙市工业能源结构图（2022 年）

图7 长沙规模以上工业企业主要能源按行业分组消费量（2022 年）

（三）发展新能源条件不足

长株潭城市群属于能源资源极度匮乏区域，经济社会发展能源基本上依赖外调，难以保证能源质量和及时需要。[20]长沙是生态环境良好的“山水洲城”，不宜大幅发展光伏、风电等新能源，更不能发展核电。虽然光伏能够有效化解传统能源紧缺矛盾和日益严重的环境污染问题，但长沙多阴雨，不具备良好的光照环境，同时不具备大面积光伏发展和风电建设的场地条件。风电项目往往位于山地，除施工造成山体大面积裸露等破坏以外，所涉及的区域造成“天空生态系统”“天地食物链”和风向等发生重大改变，长期如此必定导致生态系统破坏，得不偿失。尤其要关注的是，长沙是亚热带生物多样性较为丰富的地区，风电项目的建设对于鸟类的迁徙影响较大。由于核电安全的极端重要性，核电机组投产规模受到政府强力管控，目前中国仅有中核集团、中广核集团、国家电投、华能集团4 家央企拥有核电控股运营资质，且行业集中度很高，长沙暂不具备相关的发展条件。

（四）产业联动效应不强

2022 年，长沙GDP 为1.397 万亿元，比上年增长4.5%。其中第一产业增加值451.30 亿元，第二产业增加值55 589.58 亿元；第三产业增加值7 925.24 亿元。但工业增加值与全国同类城市相比，与长沙打造先进制造业中心不相匹配（见表3）。产业之间关联度不高，特别是第三产业与第一、第二产业之间的关联度较低，难以形成优势互补和协同发展格局。以长沙市智能制造为例，长沙工业由三一重工、中联重工带头，包括工程机械、电子信息、新材料和食品等，已经呈现出多点支撑的局面，但物流业特别是智慧物流在长沙制造业发展中所起的作用不明显，其发展还无法满足长沙智能制造的物流需求。此外，第一产业以种养业为主体格局难以出彩，规模以上工业企业的发展质量不及郑州、武汉等同类城市，集群化水平还不高，企业规模效益没有得到充分体现，第三产业技术含量不足，除了教育产业外，其他以批发零售业、娱乐、网红产业为主，新兴服务业的发展较滞后，高端服务不足、与第一二产业结合不紧，尚没有形成对第一、二产业的有效带动，不利于长沙低碳型产业的转化。第二产业能耗强度和碳排放要远高于第一、第三产业，产业发展态势给长沙低碳发展设置了障碍。[21]

表3 全国典型城市第二产业增加值（2022 年）

三、国内外典型低碳城市建设经验启示

（一）英国伦敦，法治先行

英国伦敦历经雾都（其实是霾都）之后，开始在生态城镇建设方面进行积极探索，力求改善环境。[22]2003 年，率先提出低碳经济概念，2004年颁布《伦敦能源策略》，2008 年提出生态城镇建设目标，2017 年出台《减少碳排放条例草案》，2020 年出台《清洁空气（人权）法案》，设立清洁空气委员会。经过一系列环境规制建设，伦敦逐渐成为低碳城市。2019 年可再生能源发电量占英国总发电量的36.9%，煤炭发电量仅占总发电量的2.1%。在伦敦的示范效应下，自1990 年以来英国温室气体排放量呈总体下降趋势，2018 年英国温室气体排放量为5.63 亿吨二氧化碳当量，是1990 年温室气体排放量的67.6%（见图8、图9）。伦敦充分发挥低碳理念践行和环境政策实施的引领作用，强调提高城市建筑的能源效益，并在城市新发展计划中提出优先使用可再生能源的要求。伦敦通过推行碳市场、施行碳税等一系列措施，抑制传统高污染高排放行业，刺激清洁能源等行业发展，有效减少温室气体排放，并通过制度与技术的协同创新带动整个城市交通、建筑、消费和社会的低碳化转型。长沙作为发展中国家的城市，有别于发达国家的城市特征和政策支持，既要充分吸收和借鉴伦敦低碳城市的建设经验，包括发展理念、制度规则、政策体系、运营机制，又要梳理经济增长和城市建设发展的内外部环境、变化因素以及存在的问题，在不断实践的过程中总结出长沙方案。

图8 英国电力结构（1998—2018 年）

图9 英国温室气体排放量（1990—2018 年）

（二）中国北京，能源调整

2012 年，北京达到碳排放峰值，碳达峰目标已顺利完成，但碳排放情况不容乐观，单位能耗低于长沙水平。经过相关治理，2013 年以来碳排放出现大幅下降，煤炭消费量由2015 年的1 165.2万吨大幅削减到2020 年的约135 万吨，占全市能源消费的比重由2015 年的13.1%降为2020 年的1.5%，实现终端消费电气化、电力供应脱碳化。2020 年，北京GDP 能耗为0.21 吨标准煤/万元，比2015 年累计下降24%左右，万元GDP 碳排放下降0.42 吨，降幅居全国首位（见图10）。[23]北京城市总体规划以及“十二五”“十三五”规划纲要中都确立绿色低碳循环发展的总体思想和高标准目标任务。目前北京经济主要增长点来自金融、科技等产业，具有能耗低、技术先进、附加值高等特点。长沙和北京相比，经济体量虽然不可比拟，但起点情况优于北京，碳排放量相对较低，且单位GDP 二氧化碳排放比以及人均碳排放量均优于北京，北京的治理经验可被借鉴采纳。

图10 碳排放强度降幅最大的十个省份（2005—2020 年）

（三）深圳特区，技术革新

深圳作为国家首批低碳试点城市、碳排放权交易试点城市、可持续发展议程创新示范区，始终坚持绿色发展理念，将绿色低碳技术作为破解深圳发展难题的重要抓手，严格控制温室气体排放，初步形成具有深圳特色的低碳发展模式。[24]大力发展高技术服务业和制造业，淘汰落后产能，高技术和先进制造业增加值占全市规模以上工业增加值70%以上，淘汰、转型低端企业超过1.7万家；同时优化能源结构，核电、气电、可再生能源等清洁电源装机在全市总装机中的占比达到86%；在绿色建筑、低碳交通、生态环境等方面坚持低碳发展。《应对气候变化报告（2021）》显示，深圳城市绿色低碳发展水平位居全国第一（见图11），万元GDP 能耗强度和碳排放强度降至全国平均水平的33%和20%。根据深圳发展经验，长沙也应调整产业结构，限制高碳产业准入，加强低碳技术的自主研发，大力发展低碳产业提倡绿色消费。

图11 国内城市净零碳发展水平排行

四、长沙双碳示范城市建设的对策措施

长沙具有独特区位优势、良好产业基础和优秀科教资源，面对以制造业为主的产业结构、能源储备缺失和产业联动不强等现状，长沙必须抢抓机遇，借鉴国内外典型低碳城市的建设经验，推进用能结构转型，全面提升高质量发展水平，构建全国双碳示范城市。[25]

（一）统筹长沙科教优势与产业基础推广低碳技术

自2017 年长沙获批第三批国家低碳城市试点以来，长沙市成立了低碳城市试点建设工作领导小组，印发了《长沙市低碳城市试点实施方案》《长沙市碳积分制和数字低碳城市建设实施方案》等相关文件，统一协调全市能源、生态环境、经济等部门的节能减排工作。

协同长沙高校和企业现有的新材料、电气化、能源交通等低碳技术优势，加强低碳技术开发，形成湖南乃至全国低碳技术核心示范区。在清洁能源开发方面，长沙在太阳能、风能、核能发展方面不具备足够条件，应该以氢能、生物质能、燃料电池等研究开发为主攻方向。

借鉴上海、深圳、杭州等国内城市低碳经济建设实践经验，结合长株潭两型社会综合改革试验区机遇，主动与世界自然基金会（WWF）、联合国气候变化专门委员会（IPCC）等国际相关机构对接，争取在长沙进行低碳经济建设试点。建设低碳经济示范园区，以点带面推动长沙低碳经济发展，打造长沙低碳技术策源地和低碳产业集聚区，提升第三产业的科技含量与创新水平，增强第三产业发展后劲。结合长沙建设全球研发中心城市的发展战略，协调成立长沙市低碳工程中心，攻克低碳建筑、低碳交通、余热循环、低碳能源、低碳农业和新型材料等关键技术，设立低碳工程中试基地。

（二）优化能源使用结构以大幅减少源头排放

缺煤无油无气的能源禀赋决定了长株潭城市群实现双碳目标必将任重道远、艰难前行。在确保能源供给的基础上，应朝着“减煤稳油、增气加新”方向调整能源结构，优化能源供给和发展清洁能源。

控制煤炭消费总量，[26]推动化石能源高效利用，提升天然气利用规模，挖掘新能源和发展清洁能源。新建公共建筑区域采用清洁能源供能系统。在对建和在用的公共建筑进行充分论证基础上将原供能系统改造为清洁能源供能系统，试点一批近零碳排放区示范工程。

逐步实现电力、氢能、太阳能等非碳能源对化石能源消费的替代。构建低碳能源体系，不断优化能源结构和提高用能效率，在能源供应、“双碳”目标和经济发展之间寻求能源转型的最优解，维持经济发展与能源转型之间的平衡。

（三）“风光+风水”牵头推进长株潭城市群能源革命

长沙加强双碳城市示范建设，要尊重客观规律，把握长沙节奏，先立后破、稳中求进。作为省会城市及长江经济带重要城市，长沙肩负着能源革命综合改革试点和深化能源革命的重大使命，应努力走在全省、全国前列，率先开创能源清洁低碳安全高效新局面，为长株潭城市群全省能源革命提供示范、树立标杆。

通过“源、网、荷、储”实现电力供需双向调度，建立“风光+风水”、火储多能互补系统。根据长沙市的实际情况科学规划、合理布局能源系统。长沙市生态环境优良，有“山水洲城”之美誉，清洁能源的选用一定是要在保护好长沙生态环境的基础之上，不能因为短期能源利益而破坏长远的生态环境。

风能是清洁、安全、可再生的绿色能源，但是也会在诸多方面对生态环境造成一定破坏和影响，[27]如影响鸟类生存、破坏森林植被、影响小气候等问题。长沙在风能建设中要慎重发展与科学论证，从生态角度慎重开发风电，不能因小失大、顾此失彼。

光伏的使用是低碳产业，但从整个生命周期而言，前期制造端和后期处理端都是“高碳”产业，同时占地面积大。长沙以提倡屋顶光伏为宜，尤其是政府机关、企事业单位、工业园区可尝试屋顶使用光伏。

开发水能对江河的综合治理具有“双刃剑”的作用，要在对河流生态破坏最小化的前提之下合理利用长沙江河资源。基于长沙雨水多的特征，大力发展循环水能和蓄能系统是理想选择。例如黑麋峰建立上下游水库，用电高峰期发电输出，晚上低峰期从下游水库抽水到上游蓄水（能）。

（四）“三生减碳”助推产业联动和生态环境保护

“三生”即生产、生活与生态，“三生减碳”是湖南“三高四新”战略的题中之义，将“三生”与碳交易市场等生态环境政策工具结合，走出一条具有长沙特色的双碳之路（见图12）。

图12 “三生减碳”实现路径

推进产业联动，以先进制造业高地和科技创新高地战略推动工业低碳转型，强化电子信息、新能源等低碳行业建设，加快产业联动构建本地化产业链，扶持三一重工、中联重科等企业低碳化转型，打造我国中部地区最具竞争力的工程机械研制基地。

加快农业低碳型适用技术和设备的推广和应用，推进农业大数据、人工智能等现代信息技术及智能农业装备在农业全产业链条和全产业领域中的应用，推进农业与工业、服务业融合发展，进一步完善农业现代产业体系，促使农业向生态化、低碳化发展。

加快形成科学合理和健康的“三二一”产业格局，加速现代服务业的培育和发展，重点加快绿色金融、低碳物流等十大重点服务业发展。推动岳麓山国家大学科技城、马栏山视频文创产业园等六大重点片区建设，提升第三产业品味。

长沙减排政策设计要兼顾消费侧，引导长沙形成并保持绿色低碳消费的消费刚性。出台长沙市建筑节能标准，推广利用绿色建材及节能新技术，推动高能耗既有公共建筑的节能改造；完善智慧交通系统，大力发展轨道交通和大容量交通系统，市政府加强对比亚迪等新能车交通工具的推广和使用；抓好农村节能，加快农业提水排灌机电设施更新改造。

修复自然生态系统，增加长沙自然碳汇。根据湖南省林业局的统计，长沙市森林覆盖率达55%（见表4），发展碳汇林业和农业潜力较大。可采取植树造林、绿色长廊等构筑长沙森林生态屏障，强化生态涵养和森林资源保护功能。依托中南林业科技大学和湖南农业大学加快建设百里花卉苗木走廊，大力发展油茶、楠竹产业，实施经济林产业增加长沙生态系统碳汇功能。

表4 长沙市各区县森林覆盖率

（五）打造长沙为国际湿地城市与“山水洲城”

湿地素有“地球之肾”之美誉，是生态系统中重要的碳汇。在湿地植物生长、促淤造陆等生态过程中积累了大量的无机碳和有机碳，同时湿地土壤厌氧环境限制了微生物分解作用，有机碳得以大量富集堆积。

长沙市湿地资源丰富。截至2021 年，长沙湿地面积为4.34 万公顷，市内六区湿地率达到11.36%，实现全市湿地保护率为76.66%，有多处国家级湿地公园。需对长沙市的湿地进行科学规划布局，建设以湿地自然保护区、湿地公园、重要湿地为基本格局的湿地保护体系，加强湿地碳汇功能，推进长沙申报国际湿地城市的进程。

建设湘江长沙段、浏阳河、捞刀河、沩水河、靳江河、龙王港、沙河“一江六河”绿色生态屏障，开展水系绿化、植树造林、退耕还湿等项目建设，加强森林湿地保护，充分发挥森林、湿地和植物的涵养、净化、吸附、降解功能，构建全国著名的“山水洲城”。[28]

（六）启动碳交易试点城市申报工作

评估储备碳汇资产，加强岳麓山、湖南植物园、南郊公园、洋湖湿地、松雅湖湿地等碳汇资源保护和评估。加快推进浏阳全省首批林业碳汇开发项目建设，完成碳汇资产开发和注册，积极参与全国碳交易。

争取世界银行、全球环境基金会、德国复兴银行等国际组织林业援助项目。依据国内和国际的碳汇计算、监测体系和标准，建立长沙市林业碳汇计算、监测评估机构，负责碳汇计量、监测评估等工作。积极争取将新增林业碳汇纳入国家碳排放权交易体系，把林业碳汇潜在价值尽快转变为现实效益。

逐步启动碳交易试点城市申报工作。2011 年10 月，国家发展改革委办公厅发布了《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》，正式批准北京、上海、天津、重庆、湖北、广东、深圳等七省市开展碳交易试点工作，全国碳市场正式开始上线交易。2022 年1 月，全国碳排放权交易市场第一个履约周期顺利结束，其中，与湖南省相邻的广东省、湖北省在碳交易成交总量、碳交易成交总额方面都成绩斐然（见图13）。[29]积极支持湖南国际低碳技术交易中心建设，打造低碳技术交流与孵化的重要平台。

图13 碳交易成交总量占比

长沙市已拥有较好的低碳发展基础，应借鉴国内外碳交易城市的发展经验，学习先进技术，推进体制改革，推动不同行业加强专职碳核算、碳交易、碳数据管理的队伍建设，培养一批熟悉并掌握碳市场机制与碳交易工具的专业人才，取长补短、夯实基础，尽快启动按交易试点城市申报工作。

总之，低碳发展已经成为未来经济发展的主旋律，低碳转型已经是一个明确的方向，谁更积极更主动，谁将越有可能在未来的城市竞争新局中抢占高地。长沙市加强双碳示范城市建设之路任重道远，该目标的实现既符合国家经济转型和“三高四新”战略的需要，符合湖南省自身高质量发展的要求。加强双碳示范城市建设能够有效地改善长沙城区和农村的生态环境，减少对高碳能源的依赖程度，从而巩固地区能源安全，也为湖南省乃至全国的低碳转型提供典型案例。