京津冀區域碳達峰碳中和路線圖及能源發展展望
2024-06-11 16:25:59
2023年能源思考9月刊
（1.國網冀北電力有限公司經濟技術研究院 2.華北電力大學）
黨的二十大報告提出，深入實施區域協調發展戰略、區域重大戰略，并將促進區域協調發展作為加快構建新發展格局、著力推動高質量發展重要方面之一。同時提出，立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，有計劃分步驟實施碳達峰行動。京津冀三地優勢互補、良性互動、共贏發展，在生態環境保護等重點領域取得了重大進展。作為以首都為核心的世界級城市群和我國高質量發展的重要增長極，京津冀區域先行先試、梯次有序實現碳達峰碳中和，對我國“雙碳”目標如期實現具有重要意義。
2020年，京津冀能源消費總量為4.8億噸標準煤，占全國能源消費總量的9.6%。煤炭在能源消費中占比最大，為61.4%，油品和天然氣消費占比相近，分別為13.8%和13.1%，一次電力及其他能源消費占比最低，為11.8%，非化石能源消費占比低于全國平均水平。河北煤炭消費量占本省能源消費總量的80.5%，高于全國平均水平23.7個百分點，占京津冀地區煤炭消費總量的90.2%。京津冀能源消費對外依賴程度高，2020年京津冀一次能源生產總量為1.3億噸標準煤，遠遠不能滿足能源消費需求，其中，天津100%的煤炭資源需要外地調入，北京100%的石油及天然氣資源需要外地調入。
2020年，京津冀地區以9.6%的能源消費，僅創造了8.5%的GDP，而同期長三角、珠三角地區分別以17%、7%的能源消費創造了23%、10%的GDP，京津冀的能效水平相比長三角、珠三角地區還有較大差距。具體來看，河北與全國GDP能耗平均水平之間還存在一定差距。2013—2020年河北單位GDP能耗不斷下降，但目前能耗平均水平仍為0.76噸標準煤/萬元，是全國平均水平的1.2倍、北京的2.8倍、天津的1.9倍。天津單位GDP能耗在東部發達地區和城市中屬于較高水平，北京單位GDP能耗雖屬全國最低，但依然是日本和德國等發達國家平均水平的4倍多，是美國的2倍多，距離紐約、倫敦及東京等國際化大都市平均水平差距更大。京津冀產業資源依賴特征明顯，傳統行業依然為產業主體，服務業和高新技術產業發展不足。
（三）非化石能源裝機比重與全國平均水平相近，終端電氣化率低于全國平均水平
能源供給清潔化方面，京津冀非化石能源發電裝機占比逐步增長，2020年與全國41%的平均水平相近。河北憑借豐富的可再生能源資源稟賦，非化石能源發電裝機占比超過全國平均水平5個百分點，北京、天津則低于全國平均水平28個百分點。京津冀非化石能源發電量占比為15.8%，低于全國平均水平11.6個百分點。能源消費電氣化方面，2020年京津冀電氣化率為20.1%，低于全國平均水平6.4個百分點。北京、天津城鎮化水平較高，其電氣化率分別高于全國平均水平1.2和6.5個百分點，河北則低7.5個百分點。用電結構方面，2010—2020年，工業用電占比由65%左右下降至約57%，低于全國10個百分點，第三產業電力消費占比穩中有升，高于全國8個百分點。
以煤為主的能源結構和以高耗能行業為主的產業結構導致京津冀排放大量的二氧化碳。京津冀地區碳排放總量由2000年的3.6億噸上升至2019年的11.6億噸，碳排放總量占全國比重超過10%。北京自2010年碳排放達到峰值后呈現波動下降趨勢，天津、河北碳排放量總體仍呈上升趨勢。2017—2018年，河北碳排放量急劇上升，貢獻了京津冀碳排放增量的91%，主要由黑色金屬冶煉和壓延加工業以及電力、熱力生產和供應業碳排放量上升所致。從三地碳排放占比看，北京和天津碳排放量占京津冀地區總碳排放量比例逐年遞減，河北碳排放占京津冀地區碳排放比例逐年遞增，從2000年的65.2%增加至2019年的78.8%，是京津冀的碳排放主體。
依據國家及京津冀三地政府關于經濟、產業、人口等領域相關規劃和政策文件，采用LEAP模型（長期能源替代規劃系統），設定基準和加速兩種情景，對京津冀2060年前能源消費總量及結構、碳排放總量等進行預測分析。基準情景基于京津冀地區現有能源改革發展政策設定；加速情景對標國際先進水平，充分考慮我國碳達峰碳中和要求，基于京津冀地區清潔能源替代、非化石能源發展潛力和擺脫化石能源依賴的預期設定。
（一）地區能源消費總量2040年前后達峰，碳排放2030年前達峰
京津冀能源消費總量近中期將繼續增長，預計2040年前后達峰，峰值在6.3億～6.9億噸標準煤左右。煤炭、石油消費量呈現逐步下降趨勢，天然氣消費先增后減，一次電力及其他能源消費量穩步增長。加速情景下，2060年能源消費總量下降至5.4億噸標準煤，終端電氣化水平不斷提升，2030和2060年分別達到30%和75%。
基準情景下，京津冀碳排放預計在2030年前達峰，峰值約12.5億噸，2060年下降至2.6億噸。煤炭、石油碳排放占比不斷下降，天然氣碳排放占比持續增長。加速情景下，京津冀地區在2020—2029年進入碳排放達峰平臺期，2030年后加速下降，到2060年仍有約0.8億噸的碳排放，需要通過自然碳匯和碳捕集技術實現碳中和。
圖2 2060年前京津冀地區能源相關二氧化碳排放總量
（二）京、津能源消費總量率先于2035年前后達峰，河北能源消費總量持續增長，將于2045年前后達峰
北京能源消費總量短期內仍呈上升趨勢，預計2033年前達峰，隨后持續下降。2025年后北京市基本實現供熱無煤化，天然氣成為主要的化石能源，非化石能源消費逐漸增多，實現一次能源清潔化供應。天津能源消費總量呈緩慢增長趨勢，2040年前將經歷較長的峰值平臺期。加速情景下，隨著行業電氣化水平的提升，2060年一次電力及其他能源占比將達到83.6%。河北能源消費總量持續增長，基準和加速情景下分別于2048年和2042年前后達峰，峰值分別約5.4億噸和4.7億噸標準煤。基準情景下，短期內煤炭消費量穩中有升，之后逐步下降，油品和天然氣消費量先升后降。加速情景下，煤炭消費量持續下降，油品和天然氣消費量先升后降，峰值低于基準情景。
（三）三地梯次有序實現碳達峰，京、津碳排放率先達峰
“十四五”期間北京碳排放穩中有降，2030年之后加速下降。考慮到北京能源電力安全保供需求，加速情景下2060年仍有一定比例的天然氣用來發電和供熱，該部分碳排放可通過碳捕捉封存技術和生態碳匯方式實現碳中和。除發電和供熱部門外，交通運輸、倉儲和郵政業是北京碳排放占比較高的行業，2035年后其碳排放占比呈現加速下降態勢。天津碳排放于“十四五”期間達峰，峰值約1.9億噸，然后以較慢速度下降。天津工業部門和發電、供熱部門是碳排放的主要來源部門，2045年后工業部門碳排放占比呈現加速下降態勢。考慮到天津市“制造業立市”的定位，在中短期內，工業部門的碳排放占比下降幅度較為平緩。河北碳排放總量將于2030年前達到峰值，峰值約9.8億噸。加速情景下，碳排放可較基準情景提前3年達峰，即在2027年左右達到峰值水平，峰值約9.1億噸。基準和加速情景下河北省2060年碳排放將分別減少至2億噸和0.4億噸。基準情景下，煤炭在短期內仍是河北省最主要的碳排放來源，煤炭碳排放量于2029年左右達到峰值，之后持續下降，油品與天然氣碳排放量先增后降，達峰時間分別為2035年和2045年。
加強三地減污降碳協同合作，從源頭上控制碳排放。優化和完善京津冀區域經濟社會發展、能源發展頂層設計，統籌考慮國家“雙碳”目標及區域碳排放情況，結合地區發展模式差異，制定京津冀區域能源電力、工業、建筑和交通等重點領域碳減排路線圖。充分考慮河北的產業、能源基礎與差異，處理好京津冀整體碳達峰與各城市有序碳達峰之間的關系。加強京津冀碳排放權交易市場建設，推進碳市場和電力市場協同耦合，共同推動電力行業低碳發展。
立足各自功能定位，優化產業布局，大力發展先進制造業和戰略性新興產業，提升低碳以及零碳產業競爭力。優化能源消費結構，充分發揮冀北清潔能源基地資源優勢，增加可再生能源供應。在工業、交通、數據中心等重點領域和場景拓展電能替代，推動傳統鋼鐵、建材行業發展電爐鋼、電窯爐，完善城際充換電服務網絡，服務“軌道上的京津冀”建設，推動“東數西算”京津冀樞紐節點采用100%綠電，助力京津冀打造成為產業綠色轉型的全國樣板。
協同構建適應京津冀區域實現“雙碳”目標的能源科技創新體系，充分發揮河北省資源稟賦優勢和京津兩地科研單位聚集優勢，共同推進清潔能源開發，在脫碳、零碳、負碳及碳捕捉技術等關鍵領域開展聯合攻關，打造京津冀低碳技術協同發展新高地。開展多層次、多領域低碳試點，建設張家口后奧運低碳經濟示范區和雄安新區近零碳區試點。聚焦低碳前沿技術研究，重點攻關可再生能源大規模利用、氫能開發利用、低成本儲能、煤炭清潔高效利用等重要領域，打造京津冀氫能制儲運用全產業鏈條，構建氫燃料電池重卡貨運走廊。
優化京津冀生態空間格局，加強綠色生態屏障建設，提升森林、草原、濕地、耕地、海洋等碳庫的固碳作用。發揮京津冀自然生態優勢，落實張家口首都水源涵養功能區和生態環境支撐區定位，打造塞罕壩生態文明建設示范區，實施壩上地區植樹造林、三北防護林、雄安新區千年秀林等造林綠化重點工程，擴大森林生態空間，有效增加森林碳匯能力。加強海洋碳匯建設，積極推進海洋岸電項目建設，將河北唐山港、秦皇島港、黃驊港等打造為綠色生態港口，推動岸電參與綠電交易，有效增加區域藍色碳匯量。
雙碳產業
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