縣級市碳達峰碳中和規劃案例分析

孫培鋒，陸啟亮，鮑佳麒，蔣 信，龔 正，李 政，白 鵬

（上海發電設備成套設計研究院有限責任公司，上海 200240）

中國已是世界最大能源生產國和消費國。根據國家統計局數據，2019 年我國能源消費總量為48.6 億t 標準煤，CO2排放量為102 億t，占全球總排放量的27.9%，因此降低碳排放已刻不容緩。我國主動降低碳排放，為發展中國家碳達峰碳中和行動的實施做出了良好的國際示范，也彰顯了負責任大國的使命與擔當。

2020 年12 月12 日，國家主席習近平在氣候雄心峰會上宣布中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，力爭2030 年前CO2排放達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和，并承諾：到2030 年，中國單位GDP 二氧化碳排放將比2005 年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右，森林蓄積量將比2005 年增加60 億m3，風電、太陽能發電總裝機容量將達到12 億kW 以上［1］。

1 碳達峰、碳中和定義及溫室氣體排放核算模型

1.1 碳達峰定義

碳達峰指某個地區或行業年度CO2排放量達到歷史最高值，然后經歷平臺期進入持續下降的過程，是CO2排放量由增轉降的歷史拐點。達峰目標包括達峰年份和峰值。碳達峰概念中所指的溫室氣體僅為CO2。

1.2 碳中和定義及溫室氣體種類

碳中和是指某個區域或行業在一定時間內，通過植樹造林、碳捕捉與封存、購買碳減排量指標等形式，抵消自身產生的溫室氣體排放，實現溫室氣體“凈零排放”。碳中和概念中所指溫室氣體包括CO2、CH4、N2O、六氟化硫(SF6)、氫氟碳化物(HFCs)和全氟化碳(PFCs)六種氣體［2–3］，其各自的全球變暖潛勢值如表1 所示。

表1 溫室氣體球變暖潛勢值Tab.1 Global warming potential of greenhouse gases

1.3 溫室氣體排放核算模型

溫室氣體排放與人類的生產生活密切相關，受經濟增長、人口規模、城鎮化率、能源消費結構、產業結構、技術進步等諸多因素的影響。目前國內外關于溫室氣體排放核算方法主要有GHG Protocol、ISOl4064、PAS2050、聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）清單指南法、MARKAL 模型、LEAP 模型、EKC 模型、STIRPAT模 型、IPAC 模 型、LMDI 分 解 法 等［4–15］。其中，IPCC 清單指南法是基于表觀能源消耗量估算法，根據各地統計年鑒中的能源平衡表來核算城市或地區的溫室氣體排放［16–17］。該方法數據可獲得性高，計算工作量小，應用較為廣泛。

目前中國城市溫室氣體排放清單研究主要集中在學術界，政府并未采用統一的標準對核算內容、核算方法等進行規范。由于大多數地區開展雙碳規劃編制時可獲得的相關統計數據大多數來源于《能源平衡表》《分行業能源消費總量》《分行業終端能源消費量》，以及統計年鑒和政府統計公報等，因此本文采用IPCC 清單指南法進行溫室氣體排放核算，并進行碳達峰排放量及達峰時間預測，并最終預測碳中和時間。

2 雙碳規劃編制的意義和流程

2.1 雙碳規劃編制的意義

為更好地實現某一城市或地區的雙碳目標，首先需從頂層規劃實現雙碳目標的具體步驟和行動。但我國政府并未采用統一的標準對溫室氣體的核算內容、核算方法等進行規范。目前廣泛使用的《省級溫室氣體清單編制指南2011 版》[2]雖然對中國城市溫室氣體排放究具有重要的參考作用［16］，但其并沒有很好地與中國城市的數據統計體系相結合[17］。國家層面在2021 年頒布了《省級二氧化碳排放達峰行動方案編制指南》[18]，很多省份的碳達峰行動方案尚未正式發布，市級的雙碳規劃方案則更為稀少，這給編制某一城市或地區的雙碳規劃帶來了一定的難度。因此，如何快速、有效地根據地區實際情況核算當地溫室氣體排放，進而編制雙碳規劃，以促進當地雙碳目標的順利實現是一個值得研究的問題。

2.2 雙碳規劃編制的流程

中國要實現雙碳目標，能源是主戰場，電力是主陣地。因此，需特別關注能源領域的相關數據，重點圍繞能源領域開展雙碳規劃編制工作?；谕ǔ５囊蠛碗p碳規劃的“科學性、規范性、可行性和戰略性”的基本原則，開展雙碳規劃編制時可參照如下步驟實施：

（1）分析地區基本經濟社會情況和資源稟賦；

（2）分析地區能源生產供應與消費現狀；

（3）核算并分析地區當前溫室氣體排放現狀和結構特點；

（4）確定未來溫室氣體排放核算方法；

（5）研判碳達峰時間及峰值CO2排放量及實現碳中和時間；

（6）分析碳排放影響因素；

（7）分析實現碳達峰碳中和的重點工作；

（8）提出碳達峰碳中和規劃實施保障措施。

3 雙碳規劃編制案例

本文以西北某縣級市為例，按2.2 節中的步驟編制了針對縣級市的雙碳規劃。

3.1 該縣基本情況

該縣位于中國西北地區，面積約2.4 萬km2。截至2020 年11 月，全縣常住人口12.9 萬人，人均可支配收入約3.8 萬元。工業主要以新能源（首位產業）、硅材料、新型煤化工、精細化工、裝備制造、農副產品深加工等產業。全縣地區生產總值115.7 億元，其中第一、二、三產業生產總值分別為19.7 億元、56.8 億元和39.3億元。

該縣光資源可開發量超過5 500 萬kW；風能總儲量達2 500 萬kW。截至2020 年底，該縣發電設備總裝機容量約862.95 萬kW，其中，風電、火電、光伏裝機分別為650.15、200、12.8 萬kW。2020 年該縣全年發電量163 億kW·h，其中，風電、光伏、火電發電量分別為132、2.2、132 億kW·h。

縣城內天然氣供氣主管網長度為40 km，其中：低壓管網長度為16.4 km，天然氣日供氣能力5.5 萬m3。2020 年該縣天然氣消費量約為5 400 萬m3。

3.2 溫室氣體排放現狀

3.2.1 溫室氣體排放核算

根據《省級溫室氣體清單編制指南2011版》[2]和《省級二氧化碳排放達峰行動方案編制指南》[18]兩個指南，按照能源活動、工業生產過程、土地利用變化和林業、廢棄物處理等不同領域開展該縣溫室氣體核算工作，同時參考《工業企業溫室氣體排放核算和報告通則》[19]《溫室氣體排放核算與報告要求》[20]《基于項目的溫室氣體減排量評估技術規范通用要求》[21]《組織溫室氣體排放核查通用規范》[22]等相關標準、規范和通則，以保證所開展的溫室氣體核算的科學性、合理性和可信性。

基于該縣統計公報、能源平衡表和相關部門統計數據，核算得到該縣溫室氣體排放清單，如表2 所示，表中“空白”表示沒有該項目的CO2或溫室氣體排放。從表中可知，2019 年該縣CO2總排放量約為720.54 萬t，考慮到CH4和N2O 等其他溫室氣體，總計溫室氣體排放量約為767.02 萬t。

表2 溫室氣體排放清單匯總表（2019 年）Tab.2 Inventory of greenhouse gas emissions in 2019

3.2.2 溫室氣體排放特點

（1）CO2排放特點

由表2 可知，CO2是該縣溫室氣體排放的主要部分。CO2排放絕大部分來自于能源活動（691.36 萬t），占CO2總排放量（720.54 萬t）的95.95%，其中2 × 1 000 MW 火電機組CO2排放量（扣除外調電量的CO2排放后為436.24 萬t）占能源活動CO2排放量的63.10%，占全部CO2排放量的60.54%。該縣其他領域CO2排放量均非常小。

（2）溫室氣體排放特點

由表2 可知，該縣溫室氣體排放量絕大部分來自于能源活動（694.78 萬t），占溫室氣體總排放量（767.02 萬t）的90.58%，其中2 × 1 000 MW火電機組溫室氣體排放量占能源活動中溫室氣體排放量的62.79%，占全部溫室氣體排放量的56.87%。

其他領域溫室氣體排放量均非常?。恨r業領域排放溫室氣體（折算為CO2當量值，下同）約為26.49 萬t，占總量的3.45%；土地利用變化和林業領域排放溫室氣體約為26.30 萬t，占總量的3.43%；廢棄物處理領域排放溫室氣體約為9.9 萬t，占總量的1.29%。工業生產領域排放溫室氣體約為4.01 萬t，占總量的0.52%。從表2可見，該縣CO2排放主要來自于以煤為主的化石燃料燃燒，CH4和N2O 等溫室氣體的排放主要來自于農業生產過程和廢棄物處理過程。

3.3 該縣溫室氣體排放趨勢預測

3.3.1 發展規劃

根據該縣國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標綱要，到2025 年，該縣生產總值年均增長8%以上。

該縣的規劃定位為：國家新能源產業基地的核心示范區，精細化工和煤化工產業基地的重要承載區，礦產資源開發利用產業基地的轉型升級樣板區，寒旱農業生產和加工基地。

3.3.2 發展情景

溫室氣體排放主要來源于經濟社會發展過程中的生產活動和生活領域，因此該縣GDP 增長對溫室氣體排放總量有著至關重要的影響。本文設置了截至2060 年，該縣GDP 高速增長和正常增長兩種情景來分析溫室氣體排放情況，結果如表3 所示。

表3 GDP 增速預測Tab.3 Forecast of GDP growth

另外，萬元GDP 能耗指標是影響排放總量的另一個關鍵性指標。該指標需要嚴格遵循國家、省、市和縣的要求。目前該縣尚未提出新的萬元GDP 能耗指標，故以國家要求的“十四五”末萬元GDP 能耗降低13.5%為基礎開展后續分析工作，如表4 所示。

表4 萬元GDP 能耗降幅Tab.4 Decrease of energy consumption per 10 000 yuan GDP

在預測該縣溫室氣體排放趨勢時，影響溫室氣體排放的主要因素的假設如下：

（1）能源生產與加工領域年能源消耗增速與該縣能源消耗增速相等；

（2）“十四五”期間工業和建筑領域能源消耗增速取6%，“十五五”及以后按照每年增加3%考慮；

（3）該縣“十四五”期間交通領域能源消耗年均增速取10%，“十五五”“十六五”期間取5%，“十七五”開始交通領域能源消耗量增速取當年GDP 增速的一半；

（4）“十四五”“十五五”期間建筑領域CO2排放年均增速取6%，“十六五”開始建筑領域CO2排放量增速取當年GDP 增速；

（5）“十四五”期間服務業及其他領域能源消耗增速取當年GDP 增速，“十五五”開始取GDP 增速的一半；

（6）居民生活領域能源消耗增速取當年GDP 增速；

（7）“十四五”期間水泥生產過程中CO2排放量每年增加10%，“十五五”“十六五”期間水泥生產過程中CO2排放量年均降幅5%，“十七五”開始水泥生產過程年均降幅2%；

（8）“十四五”期間將森林砍伐后生物質焚燒量減少到0，森林碳匯未來幾年保持穩定；

（9）“十四五”期間風電年裝機增加2 000 MW，“十五五”期間風電年裝機容量增加到20 000 MW 后不再增加，風電機組發電量消納及配套儲能后整體利用效率取為0.9；

（10）“十四五”期間光伏年裝機增加1 000 MW，“十五五”期間光伏年裝機容量增加到2 000 MW，直至2042 年光伏總裝機容量增加到40 000 MW 后不再增加，光伏系統發電量消納及配套儲能后整體利用效率取為0.9；

（11）碳捕集利用與封存（CCUS）技術從“十五五”期間開始商業化，從而使得相關領域在“十五五”期間的CO2減排力度更大。

3.3.3 碳排放預測結果

基于上述情景和假設，采用IPCC 清單指南法逐年核算溫室氣體排放，結果表明：GDP 高速增長情景下，該縣可于2029 實現碳達峰，峰值CO2排放量約2 181.33 萬t，于2046 年實現碳中和；GDP 正常增長情景下，該縣可于2027實現碳達峰，峰值CO2排放量約1 931.48 萬t，于2044 年實現碳中和。CO2、溫室氣體排放量趨勢如圖1 所示。

圖1 CO2、溫室氣體排放趨勢Fig.1 Trend of carbon dioxide emission and greenhouse gas emissions in the future

3.4 溫室氣體排放影響因素分析

3.4.1 產業結構

該縣第一、二、三產業中的碳排放比例為0.8∶88∶11.2。第二產業的碳排放量占比最大，因此調整該縣產業結構會對碳排放量變化造成顯著影響。

3.4.2 新能源資源稟賦

一個地區的新能源資源稟賦直接關系到當地新能源發電量。同時，高效清潔的新能源發電量能有效促進能源結構轉型，推進區域碳排放的減少。

該縣風光資源富集，屬于國家風資源二類區和太陽能資源國家光資源一類區。開發利用該縣豐富的新能源資源，可轉變能源結構，從而早日實現碳達峰碳中和。

3.4.3 能源消費結構

能源消費結構方面，要減少碳排放，需要提高新能源資源的利用率，增加新能源發電裝機容量，從供給側提升零排放的新能源發電量比例。煤炭使用占比的擴大對于CO2排放量有著顯著的正效應。減少煤炭等化石能源供能比例，對于該縣碳排放降低而言是必要條件。

3.4.4 人口因素

人口因素是影響碳排放的重要因素之一。人口對溫室氣體排放的影響并不只與人口數量有關，人口增長速度、年齡構成等都與碳排放存在內在聯系，對氣候變化具有長遠的影響。通過激勵人口出生率來調整人口年齡結構，將有利于減緩碳排放增加速度［23］。

3.4.5 城鎮化率

通常認為，城鎮化與碳排放正相關。近年來，我國城鎮化及城鎮工業化進程加快，不僅深刻地影響并改變著城鎮居民的消費水平和消費方式，而且這種影響通過“示范效應”也改變著農村居民的消費結構，即高消費水平和高碳消費方式，這種改變將會對碳排放量的增加產生極大的促進作用［24］。

截至2019 年，該縣城鎮化率40.32%，仍有較大的上升空間。因此，建立良好的城鎮居民對農村居民的“示范效應”，對于碳減排具有重要現實意義。

3.5 實現碳達峰碳中和的重點工作

為實現雙碳目標，應研究制定科學合理、有效可行的時間表和路線圖，將雙碳目標全面融入縣中長期發展規劃，統籌發展和安全，堅持穩中求進，先立后破，通盤謀劃，科學把握工作節奏，在降碳的同時確保能源安全、產業鏈供應鏈安全、糧食安全，確保群眾正常生活。

為保障該縣雙碳目標的順利實現，建議該縣可在不同領域開展如下重點工作：

（1）能源生產與加工轉換領域：大力開發新能源資源，轉變電源結構，同時配套建設儲能系統；大力發展虛擬電廠、智能電網，構建新型電力系統；實行化石燃料消耗總量控制；研究該縣新能源消納配套火電調峰機組的減排方案，提高其調峰運行控制水平。

（2）農業領域：推進農業領域用能電氣化替代；積極發展農業光伏大棚。

（3）工業生產領域：優化產業結構；淘汰落后產能，提高效率；優先部署節能減排技術，控制總能源需求；提高電氣化水平，推進電能替代。

（4）建筑領域：全面推廣綠色建筑；加快建筑節能技術的研發與應用；大力推廣建筑光伏一體化；提高建筑電氣化水平。

（5）交通運輸領域：實施公交優先戰略，完善綠色出行系統；控制燃油車總量增長，大力推動電動汽車和氫能汽車應用；發展智能交通，提高現代交通管理和運輸服務水平。

（6）服務業及其他領域：打造現代服務業，重點發展旅游、康養等綠色服務業，降低能耗，優化用能結構；做好服務業節能減排工作。

（7）居民生活服務領域：倡導綠色生活方式；節約用電、用油和用氣。

3.6 雙碳規劃實施保障措施

為了更好地協調和推動該縣碳達峰碳中和進程中的各種問題，還需要做好組織、政策、技術和資金等多方面保障。

3.6.1 組織保障

建議該縣成立碳達峰碳中和領導小組，協調碳達峰碳中和實施過程中遇到的困難，并統籌各個政府部門、相關企業、金融機構和個人的行動和步驟。加強對該縣碳達峰碳中和目標完成情況的評估、考核。明確各鎮、街道、工業區的重點部門、行業主管機構的責任清單。

3.6.2 政策保障

一是通過頂層設計明確量化指標。發布碳達峰碳中和實施意見、碳達峰專項行動方案等頂層設計。同時，根據該縣區域資源特征、不同行業領域能耗結構等實際情況，將零碳電力增長目標和消納目標、年度指標分解到各區域和領域。

二是出臺清潔能源發電用地支持政策。適當放寬光伏、風電項目建設的土地限制。支持利用廢棄土地、荒山荒坡、農業大棚、灘涂、魚塘、湖泊等建設就地消納的分布式光伏電站。研究出臺建筑光伏一體化發展指導意見，擴大建筑外立面光伏利用率。

三是建立新能源市場化發展新機制。優化新能源市場交易和合約調整機制，建立政府授權的中長期差價合約機制，完善新能源參與跨省跨區交易機制。

四是完善財稅、價格、金融政策。引導企業節能降碳，引導資本投入碳達峰碳中和領域。完善和落實資源綜合利用和可再生能源發展的稅收優惠政策，比如資源稅、碳稅、稅收減免或抵免等，推動可再生能源發展。

3.6.3 技術保障

加大開展低碳發展能力建設的培訓工作力度，對相應負責部門和技術團隊定期開展培訓工作，加快推動低碳相關技術進步，積極推廣和應用新產品、新技術、新材料。積極學習吸收國內外先進理念、技術和管理經驗。

3.6.4 資金保障

構建多元化財政資金投入機制。完善綠色金融政策框架和激勵機制。做好政策設計和規劃，引導金融資源向有助于實現碳達峰碳中和的綠色發展領域傾斜。

4 結 語

實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，是我國經濟綠色轉型發展的要求，也是黨中央具有極其重大意義的戰略決策。本文依據《省級溫室氣體清單編制指南2011 版》《省級二氧化碳排放達峰行動方案編制指南》和相關的標準、規范及要求，以西北地區某縣為例，探討針對縣級市的雙碳規劃編制流程。采用IPCC 清單指南法分領域核算了該縣溫室氣體排放現狀，分析了溫室氣體排放構成，預測了碳達峰時間及峰值碳排放量和實現碳中和的時間，并結合該縣實際情況和發展規劃，對該縣實現雙碳目標的近期重點工作和保障措施提出了建議，以期該縣早日實現雙碳目標，并為其他城市開展碳達峰碳中和方案規劃提供參考。