我国从高碳能源向低碳能源转型的思考

魏 斌

（湖北工业大学，湖北武汉 430068）

1 我国能源低碳转型背景分析

1.1 我国经济发展进入新常态

随着我国经济转入高质量发展的新常态。“十四五”时期能源发展的目标是构建现代能源体系，经济社会发展主要目标是推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，提高能源供给保障能力。加快发展非化石能源，坚持集中式和分布式并举，大力提升风电、光伏发电规模，加快发展东中部分布式能源，有序发展海上风电，加快西南水电基地建设，安全稳妥推动沿海核电建设，建设一批多能互补的清洁能源基地，非化石能源占能源消费总量比重提高至20%左右。推动煤炭生产向资源富集地区集中，合理控制煤电建设规模和发展节奏，推进以电代煤。有序放开油气勘探开发市场准入，加快深海、深层和非常规油气资源利用，推动油气增储上产。因地制宜开发利用地热能。提高特高压输电通道利用率。加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设，提高电力系统互补互济和智能调节能力，加强源网荷储衔接，提升清洁能源消纳和存储能力，提升向边远地区输配电能力，推进煤电灵活性改造，加快抽水蓄能电站建设和新型储能技术规模化应用。完善煤炭跨区域运输通道和集疏运体系，加快建设天然气主干管道，完善油气互联互通网络。

1.2 努力实现2035 年国家低碳发展远景目标

2022 年我国万元GDP（国内生产总值）能耗比2021 年下降0.1%，万元GDP 二氧化碳（CO2）排放下降0.8%，节能降耗减排稳步推进。我国经济的未来发展离不开低碳经济的支撑，相关指标如果能够超额完成，那么将会为2035 年远景目标的完成奠定坚实的基础。使国内能源产业发展，广泛形成绿色生产生活方式，碳排放达峰后稳中有降，生态环境根本好转，美丽中国建设目标基本实现。

可再生能源发展“十四五”规划编制工作有关事项的通知（国能综通新能〔2020〕29 号），明确了可再生能源发展“十四五”规划重点。优先开发当地分散式和分布式可再生能源资源，大力推进分布式可再生电力、热力、燃气等在用户侧直接就近利用，结合储能、氢能等新技术，提升可再生能源在区域能源供应中的比重。在电源侧研究水电扩机改造、抽水蓄能等储能设施建设、火电灵活性改造等措施，提升系统调峰能力。

2 低碳能源相关理论

2.1 低碳经济的概念界定和分析

低碳经济，以能耗低、排放低、污染程度低作为主要特征，也是一个具有社会性的经济新理念。低碳经济具有多种不同的形态，即低碳发展形态、低碳技术形态、低碳产业形态和低碳生活形态。不论是何种形态的低碳经济，本质上都是以提升能源利用效率作为根本目标，是技术创新、制度创新和发展观的转变。要以低碳理念为指导，低碳理念是指随着世界工业经济发展、人口剧增、人类欲望无限上升和生产生活方式无节制等问题的发生，是随着全球气候问题日益加剧的形式下才出现的。该理念的关键在于加强节能减排技术的研发，提高环保水平与质量，在全球范围内大力推广低碳能源技术。

低碳经济是以低能耗、低排放、低污染为基础的一种经济发展模式。低碳经济也是未来全球积极应对气候环境变化，实现经济社会可持续发展的一种模式。简单来说，低碳就是在经济发展过程中逐步减少对碳基燃料的高度依赖，改变经济发展的能源结构；本质上说，经济就是在能源结构的转型升级过程中要充分保障经济发展不受影响。

2.2 我国走向低碳经济的必要性

能源的发展有规律可循，受政治制度、经济发展水平、科技生产力、环保能力等多项因素的共同影响。作为全世界能源消耗量位居第一的大国，目前我国正在加速完善能源结构，在能源消费增量上逐步有所减弱。对于我国来说，未来经济发展的走势，在很大程度上由能否顺利转为低碳经济所决定。

2.3 逐步转向以低碳经济为主的路径分析

（1）着重从减排、提升利用效率、提高技术等方面来加强。在政府的各项规划中需要将其纳入进去。在全社会广泛开展低碳经济的宣传，引导社会大众树立对低碳经济的认同感与价值观，有助于引导社会经济向低碳经济进行转型升级。

（2）调整能源结构，发展新能源或调整能源战略。煤炭的碳含量是最高的，石油碳含量位居第二，天然气的碳含量则只有煤炭的60%。而新能源，如风能、太阳能、核能等，都属于无碳能源。大力发展无碳或低碳能源经济，逐步改变传统的能源消费结构，将会极大促进低碳经济的发展。

（3）激励低碳技术创新，出台配套政策措施，提供低碳经济创新服务平台。提高关键核心技术的研发能力，加大创新力度。低碳技术研发的核心在于降低单位碳排放量，控制二氧化碳排放量的增长速度。我国城市发展已进入高速发展阶段，能源需求量大幅增加，能源环境问题日益突出，我国又是全球第一的能源消费大国，为解决高速发展与降低能源消费之间的矛盾，贯彻国家低碳经济和“互联网+”发展政策，在城市中建立有效的物联网体系，从社会生活的各个方面提高能源使用效率、减少污染，物联网技术将是有效的新方法。

（4）调整产业结构，打造低碳产业。充分结合各地不同的能源情况，因地制宜构建各具特色的低碳产业体系。强力推动传统能源产业的低碳化优化改造，不断降低传统能源中的二氧化碳排放量。大力扶持低碳产业发展，为低碳产业提供优惠政策，鼓励社会资本进入低碳领域。

2.4 我国能源低碳转型的标志性目标

（1）高碳能源消耗量降低。当经济发展增幅保持一个较高态势的时候，节能减排工作势在必行，控制煤炭总消耗量低于40亿吨原煤，在一次能源中占比由64%降至59%左右。

（2）低碳能源发展取得显著进展。为了实现低碳能源经济，那么各类低碳能源，主要是除煤炭、石油及天然气之外的能源，在一次能源产业结构中的占比最少要达到25%以上；电力在终端能源中占比上升到25%以上；低碳能源在全国发电总量中的占比要逐步达到35%以上；进一步完善全国碳交易体系。

（3）超额完成中国的2030 年低碳目标。截至2020 年底，中国碳强度较2005 年降低约48.4%，争取2030 年碳强度较2005年降低60%。力争全国的新增能源将基本由低碳能源提供，从而为5 年后实现低碳能源目标奠定良好的基础。

（4）空气质量取得公认可观的改善。近年来，随着对低碳能源发展的重视，重度霾污染天气减少到25%以下；PM2.5浓度下降25%；空气质量优良天数超过80%；再生资源利用、秸秆综合利用等可持续资源利用取得了飞速发展。控制排放量巨大、能耗量最高的产业，高耗能产业将对我国低碳经济的发展起到决定性的作用。

3 我国发展低碳经济面临困难与挑战

3.1 “富煤、贫油、少气”的能源结构难以改变

能源消费结构中，煤炭消费所占比重过高。据2017 年的统计，我国一次能源占比中煤炭为60%[1]，天然气储量约为28 亿立方米，位居世界第14 位，具有突出的高碳特征[2]。

3.2 能源产业结构调整速度有待提升

重工业在第二产业中占比较高。许多传统工业制造业仍然在采用能耗高、污染高的传统工艺与设备，环保技术能力不足的中小企业大量存在，部分地区高投入、高消耗、低效率问题仍然突出。

3.3 低碳技术发展面临一些困难

低碳技术项目缺乏足够的资金支持，金融系统对低碳技术项目支持还不够[3]。企业需要尽快完善清洁生产的组织架构建设，不断提高企业的资源再利用的综合技术。对企业生产中所产生的污染要积极进行防控，力争实现污染物零排放。更新完善环保设备，对废水、废气进行环保处理，加大废旧物资的回收再利用，不断提高企业的节能效率。

3.4 资金和技术的“锁定效应”影响短期内难以消除

与欧美发达国家相比，我国的制造业仍然有很大差距，工艺技术水平有待提升，设备的科技含量不高。制造业企业当中的部分固定资产投入，使用年限最少在20 年以上，具有很明显的“锁定效应”。

4 我国能源低碳转型的路径

4.1 节能、提效的发展方式

（1）通过结构优化、科技发展、提高绩效标准等方式的共同运用，实现“能源总量和强度的双控”，坚决防止出现新的产能过剩。

（2）合理制定国内的核电发展战略规划，科学预测核电发电的总体规模，确立核电发展的未来方向与道路，建立具有国际竞争力的现代核电工业体系，实现国内外核电资源的统一开发利用，建立完善核电燃料保障管理体系。

（3）按照流域梯级滚动开发方式，建设大型水电基地。在处于偏僻位置、拥有丰富水资源的地区，可以充分结合当地的水文条件建立中小型水电站。

（4）具备较高技术含量的新工艺、新设备仍然需要进行大规模的推广。推广的目的是希望能够加速实现新工艺、新设备的批量化运用，降低资源、能源消耗。不仅要从工艺、技术设备等领域出发，而且要重视新材料、新技术的运用。

（5）大力推进工业园区的循环工作建设，不断提高工业园区的循环经济发展水平。在工业园区内实行循环经济，将有助于提升园区的能源利用效率，进而能够有效拉动园区的工业制造水平，重视对资源的再循环利用，提高能源资源的利用效率和效益。循环工业园区在节能减排、降低能耗等方面的重要作用，将是循环经济领域未来需要重点研究的问题[4]。

（6）通过内部清洁生产部门的构建，不断提高企业的资源利用效率。在企业内部建立专门负责清洁生产管理的部门，加大清洁生产的宣传，引导内部员工提高相关意识，将节能减排与环保治污充分结合起来，加大对污染在源头上的控制，实现少减排、零排放。对生活生产的废弃设备进行充分回收，提高废旧物资的再利用率。

4.2 控制温室气体排放

钢铁、煤化工、石油开采、火力发电等产业是最为适宜采用高耗能产业的碳捕捉以及储存技术的。结合我国的碳捕捉技术发展与易捕捉分布来看，火力发电、水泥以及煤炭等产业是国内需要尽快采取此项技术的产业。但此项技术的应用需要大量的前期投资，技术的运用需要尽快实现产业化。

4.3 大力度、高质量发展非化石能源

风能、核能、太阳能、生物质能等可再生能源的发展是重中之重，鼓励发展分布式能源。可再生能源在能源结构中的比例提升，重点需要克服价格方面的问题。风力发电的成本、光伏的入网发电价格，要逐步走向平价化；蓄能方面，如物理蓄能（抽水蓄能，压缩空气……）、化学蓄能（空气锂电池、石墨烯电池……）等，高密度蓄能技术可能是最具颠覆性的突破。

4.4 稳油增气

加强国内深海油气田的勘探，大力推进石油替代产品的技术研发，如生物质能等；发展新能源车，提倡小型电动的公民车；提高燃油标准，发展小排量或电动车，发展公共交通和轨道交通，控制汽车数量。大量进口天然气以满足我国经济发展需求势在必行。

4.5 发展智慧能源互联网

国内能源结构逐步转向低碳能源为主，关键在于电力系统实现向可再生能源的转变。中国的智慧能源互联网的特征是“三化”“两结合”。“三化”是指电气化，提升终端用能中电力比例；智能化，与信息技术、数据技术深度融合。“两结合”是指纵向、横向结合，纵向是实现低碳能源网络、分布式以及智能电网的有机结合；横向结合是指多能互补，“源—网—荷—储—用”优化结合。逐步构建一个以互联网为核心的，由智能电网、分布式能源网络、油水电气网络等共同组成的智能化能源网络。

4.6 新型城镇化走低碳道路

我国的城镇化发展规划需要坚持统筹兼顾的基本原则，重点建立方便的公共交通，节能、环境友好的建筑，注重梯级用能等。在农业领域要逐步实现现代化，通过分布式能源网络的建设来充分满足农业生产所需。通过对风能、天然气、生物质、地热资源的综合运用，逐步推动农村地区的能源消费结构转型，这也是国内城镇化与农业现代化发展的客观要求[5-7]。

4.7 加强能源科技创新

不断提升能源领域的科研投入力度，加大科研创新投入，不断完善科研领域的体制建设，从而构建一套完善的全国能源科研创新体系。

4.8 小结

（1）我国能源结构转型仍是低碳发展为主要路径。这些年我国经济的增长，能源消费总量的攀升，据统计显示预计到2020年，每年将消耗50 亿吨左右标准煤。煤炭消费所占比重过高，远远超过了欧美发达国家的煤炭消耗占比标准。进入21 世纪，我国的经济发展进一步提速，能源消费量大幅增长。我国进一步地对天然气进行开发和使用，天然气是一种对环境保护有利的新能源，这种新能源安全性较高，能够大大改善环境污染的问题，不断优化空气质量，为我国经济发展提供更好的生态环境支撑，有力拉动经济的新增长。

（2）加大产业创新和技术变革。目前我国三大产业的比例结构分布不合理，第二产业的占比超过50%以上，重工业在第二产业中的占比较高。而二氧化碳排放量低、能耗低的服务业在三大产业中仍然没有占据主导地位。而天然气、太阳能、风能、地热能、生物质能、核能、余热的使用对环境、资源和节能减排方面都有着重大影响。

（3）低碳技术是低碳经济发展的核心，推进高耗能产业的碳捕捉以及储存技术和超临界燃煤机组的市场份额，是降低二氧化碳排放的途径。具备较高技术含量的新工艺、新设备仍然需要进行大规模推广。加速实现新工艺、新设备的批量化运用，降低资源、能源消耗。

（4）低碳经济发展领域的优惠政策有待优化，建立完善的低碳税收政策。低碳技术示范项目仍然缺乏足够的资金支持。对企业生产中所产生的污染要积极进行防控，力争实现污染源的零排放。加大废旧物资的回收再利用，提高企业的节能效率。

5 结束语

随着全球经济一体化程度的加深，世界各国在气候领域的合作加强，客观上为我国能源结构转型升级创造了良好的外部合作环境。通过进一步加深与世界其他国家的交流合作，推动我国能源产业加大对外开放合作的程度，逐步培养一批在全球范围内具备强大竞争力的领军企业，积极参与国际能源体系的建设，扩大话语权和影响力。

国内企业需要就能源利用进行深入的研究分析，引入大数据技术，对企业的能源利用效率状况进行深入分析，发现其中存在的问题与不足，并提出改进方向和目标。

政府应建立低碳经济发展的优越市场环境，支持高能耗产业进行产业升级，建立和完善低碳税收政策，对于环保投入较大、节能减排效果突出的企业给予更大的优惠政策的支持，如加大退税力度等；对于环保投入较少、能耗较高的企业要坚予以惩处，如提高对这些企业的相关税种的税率。加大全社会领域的节能减排宣传力度，引导社会大众形成正确的能源意识，形成可量化的成本意识。