工业部门的碳减排潜力及发展战略

◎文/温宗国

随着工业化进程的不断发展，我国工业技术水平已经有了很大提高，单位工业增加值碳强度不断下降，但由于总量巨大，工业碳排放量仍不断增加。在全球应对气候变化国际大背景下，实现工业低碳发展是国家生态文明建设的重要途径。如何判断工业的碳排放趋势、减排潜力及未来应对策略是当前面临的重要问题，也是制订工业低碳发展政策的重要基础。

我国工业部门碳排放现状

1.工业碳排放量占全国比重稳中有降

自1980年以来，我国能源消费带来的碳排放高速增长。工业碳排放一直保持较高的增长速度和占比，但近年来有所下降。2012年工业能耗带来的CO2总排放量达60.5亿吨，占全国总排放量的68%。“十二五”以来，随着淘汰落后产能的进一步深入、先进节能减排技术的推广和节能技改项目的实施，工业能效不断提高，在工业产品产量和总产值持续增加的情况下，能耗和碳排放比重略有下降。

2.主要行业排放特点及减排难点

（1）钢铁行业。2010年我国钢铁行业温室气体直接排放总量为11.24亿吨CO2当量（不含电力使用间接排放），吨粗钢能耗量降至 604.6公斤，主要排放环节为粗钢冶炼和燃料燃烧。目前我国钢铁行业吨钢综合能耗与国际平均水平约有10%的差距。一方面是由于我国钢铁行业工艺仍然以长流程为主，大部分能源消耗集中在焦化-烧结-炼铁等铁前工序，而低能耗的短流程电炉钢占比仅13%左右，远低于国际平均水平。另一方面，虽然我国宝钢、鞍钢等大型企业技术水平已达到国际先进水平，但行业内技术发展很不均衡，仍有大量的中小型钢厂技术落后，能耗和碳排放水平较高。

（2）水泥行业。2010年我国水泥行业温室气体直接排放总量为11.37亿吨CO2当量（不含电力使用间接排放），吨熟料排放强度为851公斤，吨水泥排放强度为548公斤，主要排放环节为熟料生产（约占58%）和燃料燃烧（约占34.8%）。我国水泥行业单位产品综合能耗高于国际平均水平，但我国新型干法熟料单位煤耗接近国际先进水平，生产工艺结构调整使水泥单位产品能耗持续下降。从工艺上看，2030年前水泥单位电耗只能稍有改善，我国在立窑淘汰完成后，水泥窑炉的热效改进空间小，余热发电的剩余空间也不到20%。在化石替代燃料和生物质燃料使用方面，我国仅开始示范，远低于世界平均的12.5%，而且短时间内也很难提高。

（3）电力行业。我国是世界电力第一大国，2010年发电供热CO2排放量达到25.35亿吨。我国燃煤发电强度居世界较先进水平，1GW超超临界机组拥有量为世界最多，但我国资源禀赋决定了以煤电为主的高碳电力结构短期内难以改变，使得电力工业平均单位发电产热CO2排放明显高于世界同期值。核电、风电、光伏发电和生物发电技术上与国际先进国家尚有不小差距，造价高昂和地域资源依赖性强，短期无法成为减排主力军。

2030年我国工业碳排放趋势及减排潜力

1.传统制造业碳排放“拐点”预计2020年前出现

传统工业发展着重于提高技术效率，却很难遏制消费规模和产能的增长，而后者是影响未来碳排放水平的关键因素。消费行业（交通、建筑）需求将持续增加拉动工业（钢铁、水泥、电解铝等）产量增长，预计产量将在2015-2020年间达到峰值且进入平台整理期，随着工业化后期阶段的出现，工业碳排放预计将先于能耗达到峰值。根据情景分析预测，钢铁、水泥行业碳排放峰值“拐点”预计出现在2015-2020年间。其中，钢铁行业碳排放峰值预计12亿-13亿吨CO2当量，水泥行业碳排放峰值预计12.6亿-13.3亿吨CO2当量。电力工业峰值在中、强减排情景下将出现在2020年左右，分别达到47亿吨和44亿吨CO2当量，而按照现有减排措施的低情景下到2030年前仍将保持增长态势。我国制造业碳排放拐点的出现，将为消费（交通、建筑）排放增量提供空间。

2.主要行业减排潜力

与基准情景（延续当前碳减排措施）相比，我国电力、钢铁、水泥等生产行业在政策驱动下带来的减排潜力在减小，以淘汰落后产能为主的刚性减排措施潜力愈发有限。这表明我国工业部门现有节能减排措施已经比较充分，但必须继续保持政策的延续性和已有力度，使其尽快在2020年前达到排放量的拐点，2025-2030年间工业部门的排放量预计可以回到2010年的排放水平，从而为消费部门（汽车、建筑）持续增加的排放量提供空间。

（1）钢铁行业减排潜力及路径。同2010年排放量相比，钢铁行业低、中、高三种技术减排政策情景均具有较大的减排空间。与基准情景相比，低技术政策情景下，钢铁行业2030年可进一步减排0.210亿吨CO2当量。提高政策强度后，行业结构调整与技术调整幅度加大，行业减排潜力也有所提升。在中、强减排政策情景下，钢铁行业2030年可再分别减排0.503亿吨和0.743亿吨CO2当量。随着节能低碳技术进一步推广，边际减排量逐渐下降，但随着时间的推移，粗钢温室气体排放下降速率逐渐减慢。这主要是由于，一方面在现有生产流程结构限制下，技术减排空间越来越小。另一方面，不同技术的减排成本差距较大，处于高炉炼铁工序的节能技术及后续工序的减排成本普遍较低，其次分别为烧结、焦化工序，而且存在数量众多的负成本减排技术。因此，本行业减排可先集中于成本较低的工序，加快回收利用废旧钢铁，对现有普及率较低的先进减排技术加强政策扶持。

（2）水泥行业减排潜力及路径。同2010年排放量相比，水泥行业低、中、高三种技术政策情景也均具有较大的减排空间。与基准情景相比，低技术政策情景下，水泥行业2030年可进一步减排0.270亿吨CO2当量。受外部政策因素综合影响，中、强技术减排情景下，水泥行业2030年可再分别减排0.531亿吨和0.792亿吨CO2当量。技术进步使吨水泥CO2排放量呈下降态势，从2010年的605千克CO2/吨水泥下降至2030年最低值526千克CO2/吨水泥。水泥行业减排技术措施的成本有正有负。其中，4000t/d以上新型干法的减排成本最高，在国家水泥生产严重过剩的情况下应减少新建水泥窑；2000t/d以下和2000-4000t/d新型干法中的高耗能水泥窑需要逐步改造或淘汰；CCS技术、新型替代水泥技术还不成熟，但减排潜力巨大，应加大研发投入，促使早日应用。采用低碳替代原材料生产熟料会增加运行成本，且受材料特性和来源等限制，减排潜力有限，但在使用废弃材料时可使减排成本实现负值。另外，水泥窑燃料替代技术在2020-2030年具有较大的减排潜力。

（3）电力行业减排潜力及路径。按照当前发展趋势的基准情景，电力行业CO2排放总量仍然会大幅度增加，2020年和2030年将比2010年分别增加111%和151%，且发电行业对煤炭的需求量在2030年将突破我国煤炭产能。如果我国积极发展清洁能源和可再生能源（中减排情景），以2020年非化石能源比重达到15%为约束条件，并采取积极的产业政策和配套措施，我国电力行业CO2排放总量2020年以后有望趋于平稳，并在2030年以后明显下降，减排量可达17.8亿吨CO2当量。如在中减排情景上较大范围地推广CCS技术的应用，2030年温室气体排放强度将降到2010年的49%，但技术风险和减排成本均要增加，甚至影响电力工业的持续健康发展。电力行业减排需要充分考虑技术风险、能源安全和减排成本等多方面因素。从未来减排贡献和单位减排成本看，USC燃煤发电、压水堆三代核电、并网风电、大中型水电和光伏发电是优先的减排措施。

我国工业低碳发展战略建议

工业低碳发展是在满足国家经济发展阶段需求基础上，以绿色低碳产业技术革新、资源能源效率提升和产业结构升级为主导，以温室气体低排放获得较大产出的一种工业生产模式，其核心是提高工业碳生产力，降低工业碳排放总量，迫切需要低碳技术、政策、理念等外部因素的支撑。

1.工业存量应开展成本效益优化的低碳技术改造

针对现有工业企业，一要不断提高淘汰落后产能标准，尤其是现有低端产业链中高能耗高污染的部分落后产能，提高产业的集中度；二要提升行业节能减排标准，制订有效的行业领跑者制度及实施方案，激发企业自主节能减排的积极性。我国工业内部技术发展水平不均衡的现象突出，众多技术水平和科研实力较弱的中小企业对低碳技术改造的意愿和能力都较低。要加强推广诸多成本效益比为负技术的分类引导与推广，强化政策约束机制，完善财税鼓励措施，完善行业推广机制。

2.重视新增工业产能的低碳发展路径设计

要重视产业低碳发展路径的规划设计，重视已有规划的再评估和实施过程的引导。各地新上工业项目要对照工业发展规划进行通盘考虑，严格控制高碳产业的重复建设，在产业转型中鼓励高端产品生产项目，但要防止“一窝蜂”造成新的产能过剩。引导地区间产业有序转移，改善产业组织结构，推动地区与工业协调发展。由于中西部地区经济发展相对较慢，完成工业化和城镇化要晚于东部地区，要利用东部发达地区先进的技术和经验，帮助中西部地区发展资源型生态工业，而不能简单地进行产业平移，造成国家碳排放的内部空间转移。评估原材料及产品销售运输过程的碳排放，制订产业政策分区域适当保留部分高耗能产业，减少跨区域运输带来的大量碳排放。

3.及时调整我国工业在国际产业链分工中的地位

虽然我国对高耗能产品出口有一定限制，但是出口数量仍未得到控制，而某些行业高附加值产品还依赖进口，这对我国发展低碳工业极为不利。我国应利用工业技术后发优势，从资源进口加工产品输出转向成熟先进技术输出。如扶持高新技术产品、机电产品和劳动密集型产品的出口，扩大高新技术产品、稀缺资源的进口，采取多方举措优化进出口结构，这不仅有利于我国处理和化解国际贸易争端，也有利于产业结构优化与低碳转型升级。

4.积极发展跨行业的产业共生推进协同减排

随着全球工业部门节能减排工作不断深入，行业内部的节能减排潜力逐渐收窄，边际成本不断攀升，减排进入“高成本时代”。同时，多行业共存的产业集群发展模式逐渐成为主流，我国跨行业之间的副产品/废物、水和能量之间的交换与链接逐步形成。跨行业共生的协同减排对降低减排成本和提升减排空间的作用显著，有望成为未来减排工作新的突破点。当前，我国跨行业共生技术及其减排潜力还未充分挖掘，未来应对跨行业物质、能源共生技术进行深入研发，尤其资源循环利用、原生材料替代、能源梯级利用及系统优化等，考虑行业间耦合共生，打破行业部门壁垒，推进园区循环化、低碳化改造，实现跨行业协同效应及降低减排成本。

5.充分发挥碳交易等市场机制促进工业减排

不仅不同工业部门的碳减排成本存在很大差别，由于技术实力的差异同行业的企业之间减排成本也差距巨大，因此在碳排放总量控制目标下尽快推行重点行业的碳交易，形成全国性的碳交易市场，对于降低减排成本具有重要的现实意义。同时，建议针对碳排放量较大的集团公司，鼓励采取内部碳排放预算管理及集团内部碳排放交易试点，推动行业和企业的自主减排行动。

6.以信息化促进工业跨越式低碳发展

随着国际工业化进程的不断推进，发达国家将信息与工业的结合作为未来发展的新方向和增长点。我国也提出了《中国制造2025》规划，重视以信息技术提升工业传统产业发展。这对传统工业的发展是一个新的机遇，应迅速抓住机会。在能源密集的制造产业提升装备的智能化，以信息技术、物联网技术优化工艺流程。应用信息技术驱动企业内部生产组织模式变革，提高生产效率；驱动协同制造以催生企业间组织新模式，提高组织效率；驱动生产者与消费者关系重构，满足用户需求。