我国电力行业碳达峰碳中和路径研究

马志豪，宋晓昭

（1.上海闵行燃气发电有限公司，上海 201100；2.河南水利与环境职业学院，河南 郑州 450008）

0 引言

2020年9月，在第75届联合国大会一般性辩论上，我国承诺在2030年以前实现最大二氧化碳的排放量，在2060年前实现碳中和的目标。在2020年12月召开的气候雄心峰会上，习近平主席再次对碳达峰、碳中和做出进一步规划。2021年两会及中法德三国领导人峰会就气候变化问题进行更深入的交流。这一系列的讨论，引起全球研究者和政策制定者对碳达峰、碳中和相关内容的广泛讨论和关注。

1 研究背景

目前，全面所面临的气候问题日趋严重，对人类生存造成的威胁也越来越大，如何减少二氧化碳的排放，实现绿色低碳发展已经成为世界各国的广泛共识。在全球一体化发展的当今社会，国与国之间碳排放的约束，也映射在一个国家省际之间的碳排放约束。中国国土面积广阔，各省、直辖市、自治区资源禀赋各异，发展阶段及产业结构也不尽相同，若不考虑各省的差异性，而统一采取相同的减排政策，显然无法获得较高的减排效率。本文主要从河南省的实际情况出发，分析河南省与其他省份间碳转移的情况作为立足点，旨在通过投入产出的方法客观阐述各省份的排放责任，为下一步合理减排提供科学参考。

河南省作为我国人口大省、农业大省、工业大省以及全国交通枢纽，一直保持了较快的经济发展速度。2010～2019年，全省GDP年均增长8.9%，2019年已达5.43亿元，居全国第五。但河南省产业结构矛盾突出，高耗能行业占比过大，第二产业比重仍高达43.5%。河南省是能源消费大省，能源消费总量长期居全国第五位，能源供应和消费均长期以煤炭为主，可再生能源亟待开发利用[1-2]。

2 碳达峰、碳中和概念

碳达峰是指在一定时期二氧化碳排放量达到历史最高值，然后经历峰值进入持续下降的过程。最高值是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点，达峰目标包括达峰年份和峰值。所谓碳中和是指某个地区在一定时间内（一般指一年）人为活动直接和间接排放的二氧化碳，与其通过植树造林等吸收的二氧化碳相互抵消，实现二氧化碳“净零排放冶。碳达峰与碳中和并不是孤立存在的两个概念，两者紧密相连，前者是后者的基础和前提，后者是我们实现的最终目标。达峰时间的早晚和峰值的高低直接影响碳中和实现的时长和实现的难度[3]。

3 碳达峰、碳中和实现路径

3.1 投入产出法

投入产出法可以生动形象的阐释碳在生产、流通、消耗过程的一系列过程。通过研究碳足迹可以全面、客观地评价为满足消费而进行的生产和服务的碳排放水平。应用省区间投入产出模型，定量测算中国各省区的碳足迹和省区之间的碳排放转移，为客观认识各省的排放责任合理分解减排责任提供科学参考。从中国区域经济的实际情况来看，省区才是经济域的最重要单元，许多最活跃的经济活动都是在省区层面上进行的。以省为基本单元分析中国区域碳排放转移具有重要意义。

根据投入产出表的基本平衡式可得：

投入产出模型：将整个国民经济分为n个部门，Xi表示第i部门的产值，Xij表示第j部门在成产过程中所消耗的第i部门产品的数量，Yi表示第i部门最终产品的合计数。直接消耗系数：即某个部门生产单位产品所消耗的各部门产品的数量，aij表示第j部门对第i部门的直接消耗系数：

aij越大，则第j部门对第i部门直接依赖越强；aij越小，则第j部门对第i部门直接依赖越弱；aij为0，则第j部门对第i部门没有依赖关系。

投入产出分析从部门之间错综复杂的投入产出关系出发，将产业间和区域间经济联系完整地衔接在一起，通过列昂惕夫逆矩阵，可以计算出最终需求诱发的所有部门的直接和间接的碳排放，是当前区域碳足迹和区域碳排放转移的主流分析方法。

假设一个国家存在几个省，根据省区间性投入产出表，有：

其中：x为总产出；Ad为国内省区间直接消耗系数；yi为省区最终使用；ei为省区出口；其中将列昂惕夫逆矩阵记为b；c为n个省总碳排放量；cr为r省得碳排放量；crs为s省引起r省的碳排放；

3.2 数据来源

本章研究使用的数据主要有两个来源：一是中国省区间投入产出表2007年投入产出表；二是各省分行业二氧化碳排放系数。

计算方法如下：（1）估计各省2007年工业部门分行业分品种能源消耗量。通过能源统计年鉴查找、中国统计年鉴。（2）获取各省除工业部门外的农业、建筑业以及第三产业的交通运输业、其他服务业所消耗的各品种能源。（3）有了各省分行业分品种的消费量，就可以测算各省分行业分品种的二氧化碳排放量。（4）在获得各省分行业二氧化碳的排放列向量后，除以各省分行业总产出，得到分省分行业的二氧化碳排放系数。

4 电力行业碳达峰、碳中和实现有效措施

4.1 生产端减碳

电力行业作为减碳的重要部门，在碳达峰碳中和实现过程中起到重大作用。从生产端减碳的角度，需要我们对发电厂进行有效的减碳措施，具体可以通过对发电设备进行改造，大量引进高效节能发电设备，能源革命的本质在于技术的革新，方法的革新，需要在新基建、新技术、新机遇下进行探索，通过发展电力物联网为电力设备引入监测机制，结合电力制造装备及大数据发挥重大作用，其次可以大力发展一站式输配电，数字化电网等，有效实现新技术与新发展[4]。通过技术的重组革新，有效实时监测生产端碳排放数据，从根本上找出减碳的重点并提出针对性的措施。

4.2 消费端减碳

从消费端角度出发，作为电力行业生产的直接消耗者，都属于消费端，如各个大量用电消耗的行业，以及个人消耗端。从省际之间行业来看，我国存在着从能源富集区域和重化工基地分布区域向经济发达区域碳排放转移，在转移过程电网容量的大幅扩充有利于提升低负荷地区的电气化水平。其中大量的重工业企业，如钢铁厂、采矿厂和石油厂，从碳密集型工艺向电气化转变，加快提升生产效率。个人碳消耗应该集中在人口较为密集的城市，相对来说我国的一线城市，经济较为发达，总体碳消耗要高于其他城市，需低碳出行低碳生活，节能减排，建立个人碳排放监管机制，有效进行约束，可以从一线城市进行试点从而对全国进行推广[5]。

从地域来看，我国省际碳排放转移呈现出由北往南，由内陆往沿海，由资源富集区域向经济发展区域的特点。位于中国北部地区和内陆地区的河北、山西和内蒙古向位于南部地区和沿海地区的北京、江苏、广东等省（市）调入大量隐含碳；位于资源富集区的河北、山西与内蒙古向经济较为发达的北京、广东、江苏、浙江调出大量隐含碳。这种情况也表明，经济发展较快的省市，它们的碳排放问题较为突出，所担负的责任也大；对于能源富足的地区，虽然这些地区碳足迹较大，但是其原因主要是由于这些地区的碳排放主要是为了保证发达地区的用电、能源供应等。

因此，在考虑碳排放责任时，不仅要抓住生产端的碳排放问题，还需要体现出产业下游和消费环节的碳排放责任，这中间存在着碳排放空间转移的影响因素。可以通过适当减轻能源富足碳足迹较大的地区碳排放责任，同时，经济发展较快的沿海地区要承担一部分碳排放责任，或者为生产端的能源富足地区提供一定的资金或者技术支持，以促进这些地区的碳排放问题能够有效缓解。

5 结语

我国电力行业实现碳达峰、碳中和是整体实现碳达峰、碳中和的重要前提，因此在未来很长时间内我们要结合省际之间碳转移进行有效的研究，各个省份之间碳排放，各个行业之间碳排放相互连接起来，助力我国碳达峰、碳中和行动。目前，各国也制定相关措施进行脱碳行动，中国作为碳排放大国，在国际社会中承担着不可替代的作用，日前我国也出台相关措施，但是仍然没有对电力行业做出系统的研究，我国仍然处于起步阶段，未来还需要强有力的措施亟待提出从各个层面有效助力我国碳达峰、碳中和行动。