减污降碳协同多元共治体系需求及构建探析

碳达峰、碳中和目标的提出标志着我国生态环境保护进入减污降碳协同治理新阶段,减污降碳协同增效成为促进经济社会发展全面低碳绿色转型的重要抓手. 面对经济社会高质量发展、空气质量改善与碳达峰、碳中和的多目标需求,仅依靠命令控制型手段为主的大气污染物治理措施将不足以实现减污降碳协同目标. 结果表明:构建“政府-科研机构-市场-社会组织”多元共治模式,通过命令控制与非命令控制的协同实现治理方式转变,从而提高减污降碳协同治理水平. 在顶层设计层面,综合考虑城市经济发展水平、空气污染程度及各行业污染控制措施的不同,因地制宜的制定差异化减污降碳政策;在科学研究方面,开展学科融合、部门协作的减污降碳协同治理科技研究,解决减污降碳协同增效措施评估以及科技数据、资源共享和研究成果落地等问题;在市场方面,将自愿减排交易和更多高排放行业配额交易纳入碳排放交易市场,加强与排污权、用能权、绿色电力等环境权益交易之间的协同,强化市场手段的减污降碳协同增效;在治理机制和手段方面,充分发挥社会组织纽带作用,利用数字化信息系统构建第三方环境信用平台,促进政府、企业、金融机构和公众等关键利益方形成有效沟通和良性互动. 研究表明,“政府-科研机构-市场-社会组织”多元共治模式能有效构建减污降碳协同增效的多元共治体系,充分发挥政府、科研机构、市场与社会组织的作用,解决碳达峰、碳中和目标下的减污降碳协同治理新需求.      

减污降碳协同增效的能源转型路径研究

减污降碳协同增效是党中央、国务院在新发展阶段针对新形势、新要求作出的重大战略部署,对深入打好污染防治攻坚战、确保实现“双碳”目标、促进经济社会发展全面绿色转型具有重要意义。当前阶段我国生态文明建设同时面临实现生态环境根本好转和实现碳达峰、碳中和两大战略任务,在这一背景下减污和降碳是彼此牵引、互相促进、有机统一的关系,需要同步推进,实现协同增效。由于CO₂与污染物排放同根、同源、同过程的特征主要表现在能源领域,本文提出能源领域是推动减污降碳协同增效的主战场。在此基础上,从能源消费强度和总量双控、能源结构、产业结构、工业部门、城乡建设、交通运输六个方面提出了以全方位能源转型推动减污降碳协同增效的路径和措施。     

减污降碳协同增效的能源转型路径研究

减污降碳协同增效是党中央、国务院在新发展阶段针对新形势、新要求作出的重大战略部署,对深入打好污染防治攻坚战、确保实现“双碳”目标、促进经济社会发展全面绿色转型具有重要意义。当前阶段我国生态文明建设同时面临实现生态环境根本好转和实现碳达峰、碳中和两大战略任务,在这一背景下减污和降碳是彼此牵引、互相促进、有机统一的关系,需要同步推进,实现协同增效。由于CO₂与污染物排放同根、同源、同过程的特征主要表现在能源领域,本文提出能源领域是推动减污降碳协同增效的主战场。在此基础上,从能源消费强度和总量双控、能源结构、产业结构、工业部门、城乡建设、交通运输六个方面提出了以全方位能源转型推动减污降碳协同增效的路径和措施。     

焦化行业减污降碳协同增效路径分析

在全球努力应对气候变化和实现碳达峰碳中和的背景下,焦化行业作为高能耗、高排放行业面临着减污降碳与协同增效的重大挑战。由于焦化过程中产生的温室气体排放会对环境和人类健康造成巨大影响,因此寻求减少碳排放、提高资源利用效率的可持续发展路径对焦化行业而言至关重要。本文旨在探索碳达峰碳中和背景下焦化行业减污降碳协同增效的路径,推动焦化行业向低碳、高效、可持续的方向发展。     

双碳约束下煤化工行业节煤降碳减污协同

在碳达峰碳中和背景下,煤化工行业应采取更为积极的二氧化碳减排措施.基于煤化工行业原料结构调整、燃料结构调整、节能技术改造、末端捕集技术和产业结构调整五大节煤降碳措施力度不同,采用下游部门需求法和项目法以及大气污染物减排模型,核算预测3种情景(基准、政策和强化)煤化工行业煤炭消耗和二氧化碳排放变化,以及大气污染物协同减排效应.结果表明,煤化工行业基准和政策情景下煤炭消费量预计在“十四五”后期达峰,峰值分别为9.6亿t和9.3亿t;强化情景下有望在“十四五”前期达峰,峰值约为9.1亿t.二氧化碳排放量在基准、政策和强化情景下分别于“十五五”末期、“十四五”末期和“十四五”前期达峰,达峰量分别为6.4亿、 5.7亿和5.5亿t.控制现代煤化工项目建设规模、挖掘原料替代的空间以及节能技术改造是减少煤化工行业煤耗和二氧化碳排放的重要措施手段.实施煤化工行业节煤降碳措施,政策情景下预计到2035年每年可协同减少SO₂、 NO_x、 PM和VOCs等大气污染物排放3.7万、 4.3万、 1.1万和2.8万t.     

如何加强减污降碳源头防控协同增效？

<正>2020年我国作出了“2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的重大战略决策,我国的生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型的新阶段。二氧化碳等温室气体与大气污染物（二氧化硫、氮氧化物等）具有“同根同源”的性质,还具有“同过程特性”和“排放时空一致性”等特征。其中,煤炭、石油以及天然气等化石能源的燃烧和利用是大气污染物和二氧化碳最主要的排放源。为加强源头防控协同增效,更好地实现降碳、减污、     

广东省经济结构转型对协同减污降碳的影响

在经济快速发展和减污降碳的双重压力下,通过经济结构转型实现协同减污降碳,是广东省可持续发展的迫切需要. 本研究利用减排量弹性系数评估SO₂、NO_x、烟粉尘与CO₂排放量变化的协同性,基于环境投入产出模型和结构分解分析方法探究广东省经济结构转型对协同减污降碳的影响. 结果表明:①从生产端看,电力热力的生产和供应业以及非金属矿物制品业的大气污染物和CO₂排放量较大;从消费端看,建筑业同时排放了大量大气污染物和CO₂. ②2007—2017年生产结构变化和最终需求产品结构变化对减污降碳的影响存在不协同性,未来可通过优化生产结构和最终需求产品结构促进协同减污降碳. 研究显示,应以生产结构和最终需求产品结构转型为重要抓手,提高广东省减污降碳的协同性,实现高质量可持续发展.      

减污降碳协同视角下沿海制造业发达地区产业结构调整路径研究

碳达峰碳中和是我国的重大战略决策,对推进产业转型升级和绿色发展具有重要意义. 实现经济增长与资源能源消耗、污染物和碳排放的总量与强度双控制,是推进“双碳”目标的重要支撑. 我国沿海地区制造业发达,污染物和碳排放量较大,寻找减污降碳协同增效路径对区域绿色转型具有重大现实意义. 本文以浙江省宁波市为对象,对全部经济门类的产业结构开展实证研究,运用多准则决策模型和情景分析法,以能源、水资源、4种主要污染物(化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物)和二氧化碳为约束条件建立了产业结构优化调整模型,将各产业增加值占比的变化程度作为决策变量,筛选出产业结构调整平稳、减排幅度大的调整方案. 制造业作为宁波市经济发展的主体,贡献了较高比例的污碳排放和能源资源消耗. 4.5%、5.5%、6.5%三种年均经济增速情景下宁波市通过产业结构调整实现减污降碳协同增效的潜力分析显示,2020—2030年预期可实现累计97%的经济增长,且能满足区域资源环境的约束限制. 面向2030年提出宁波市产业结构优化调整路径,建议严格控制高排放制造业的准入门槛,提升第一产业和采矿业的资源能源利用效率,推进电力、热力的生产与供应业等存量行业的减污降碳,鼓励发展高附加值的第三产业和循环经济产业.      

基于多目标模型的中国低成本碳达峰、碳中和路径

为探寻我国低成本碳达峰、碳中和路径,以我国主要耗煤产业、电力、供热、交通以及森林碳汇量为研究对象,构建基于低成本碳达峰、碳中和路径的多目标模型.以成本最小、二氧化碳排放量最少以及大气污染物排放量最少为模型的多目标,以我国2030年前碳达峰以及2060年前碳中和为研究目标设置相应约束条件,并设置产业需求、电力需求、供暖需求、交通需求、各行业新能源比例、污染物控制等约束条件,其中产业考虑煤炭消耗量较大的钢铁、化工、建材以及其他行业,电力考虑火电、核电、风电、太阳能.此外,模型除考虑森林碳汇外,还考虑了碳捕获与封存（CCS）作为实现碳达峰、碳中和的技术手段.结果表明:①我国碳达峰、碳中和实现的可行性较高,2030年及2060年的时间节点设定科学,碳达峰当年的各行业成本约为17.54×1012元,代表行业碳达峰、碳中和时的二氧化碳排放量分别为68.63×108和34.50×108 t.②以钢铁、化工、建材等为代表的工业转型可行性较低,且对于碳达峰、碳中和目标实现的贡献较小;电力、供热以及交通转型可行性较高,且对碳达峰、碳中和目标实现的贡献较大,电力二氧化碳排放量占比在2030年与2060年将分别达72.86%和43.34%.③煤电装机容量将在规划期内持续减少,需取消部分已规划的煤电项目并改造和提前淘汰部分已有煤电设备;相对风力发电与太阳能发电装机容量持续增加,二者装机容量总和于2030年达12×108 kW,于2060年达24×108 kW.④CCS将为碳达峰、碳中和目标实现提供助力.研究显示,未来我国碳减排工作将重点聚焦于电力系统,其次为供热与交通,建议根据行业特征制定不同省份、不同经济圈的绿色发展模式.      

电力行业减污降碳发展状况及目标展望

减污降碳是党中央在新发展阶段作出的重大战略部署。电力行业是减污降碳的主力军,合理确定电力行业的减污降碳目标意义重大。本文从电力行业发电装机容量与发电量、污染物排放量和二氧化碳排放量三个方面总结了电力行业近10年减污降碳发展状况。结果表明,2012—2021年,我国发电装机容量翻了一番多,发电量增长了58.2%,其中非化石能源发电量占比从21.3%提高到34.5%;烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放量均下降了90%及以上;2006—2020年,通过发展非化石能源、降低供电煤耗和线损率等措施,电力行业累计减少二氧化碳排放约185.3亿t。在此基础上,结合我国富煤贫油少气的资源禀赋,展望了我国2025年与2030年的减污降碳目标。     

基于重点行业/领域的我国碳排放达峰路径研究

开展碳排放达峰路径研究,明确时间表、路线图、施工图,是支撑我国实现2030年前碳达峰目标的基础性研究工作. 本文采取自上而下和自下而上相结合的方式,以满足社会经济高质量稳定发展需求和国家碳达峰碳中和双重目标为约束开展自上而下的宏观路径研究;以合计贡献了我国碳排放(不含港澳台地区数据) 90%以上的电力、钢铁、水泥、铝冶炼、石化化工、煤化工共6个重点行业以及建筑、交通2个重点领域为对象,开展自下而上的重点行业/领域碳达峰路径研究;通过上下路径反复迭代、行业间耦合优化,打通宏观路径与微观措施的联动和双向反馈,最终形成基于重点行业/领域的我国碳达峰路径. 结果表明:为实现国家碳达峰、碳中和的目标愿景,需抓紧部署、大力推进包括清洁能源降碳、能效提升降碳、资源循环降碳、管理调控降碳等4类关键举措,方可实现我国碳排放量在2030年前达峰的目标,峰值较2020年增加5.0×108~7.0×108 t左右,达峰后将保持3~4年的峰值平台期. 受需求与技术驱动,不同领域碳排放总量将梯次实现达峰,其中工业领域（含钢铁、水泥、铝冶炼、石化化工、煤化工共5个重点行业）预计将在“十四五”期间整体达峰,达峰后碳排放稳定下降;电力行业和交通、建筑领域碳排放均在2030年左右实现达峰. 经测算,2021—2030年间,为推动碳达峰采取的4类关键措施预计需投入2.08×1013元;其中清洁能源降碳是最为有效的措施,同时也是成本最高的措施. 为保障关键举措顺利落地,建议全面加大政策创新,逐步形成系统完善的碳总量控制与交易市场机制、绿色低碳标准体系、行业准入及产业结构政策体系、价格财税及投融资机制等. 本研究分行业及领域的碳达峰路径研究成果及所识别的关键控碳减碳技术手段、措施和政策将为国家碳达峰路径设计提供技术支撑.      

中国电力行业二氧化碳排放达峰路径研究

电力行业是我国最大的碳排放部门,碳排放量占全国碳排放总量的40%以上;同时,电力将是未来10年能源增长的主体,而这些新增用电与国计民生直接相关,属于刚性需求,是支撑我国经济转型升级和未来居民生活水平提高的重要保障. 电力行业未来新增需求压力巨大,其碳排放峰值及达峰速度将直接决定2030年前全国碳排放达峰目标能否实现. 统筹考虑社会经济发展、各部门用电需求、电源结构调整、发电标准煤耗变化等因素,采用基于情景分析的方法,开展电力行业碳排放趋势预测,识别碳减排的主要驱动因素,提出推动碳排放达峰的关键举措,为制定碳达峰目标背景下的电力行业碳排放控制路径提供参考. 结果表明:①通过积极措施,电力行业碳排放能够在2030年左右达峰,在不考虑热电联产供热碳排放时,于2028—2031年达峰,峰值为43.2×108~44.9×108 t,较2020年增加3.2×108~4.9×108 t;考虑热电联产供热碳排放,则达峰时间为2031—2033年,峰值为50.7×108~53.0×108 t,较2020年增加4.9×108~7.2×108 t. ②在电源结构不变的情况下,如到2030年降低2%左右的电力需求,达峰时间将提前4年左右. ③提速风光新能源发展是实现2030年前碳达峰的必然选择,到2030年,提高风光发电、核电、水电、生物质、气电发电装机容量及发电量、节能降耗措施等各项措施的减排贡献率分别为55.3%、10.6%、9.2%、7.6%、5.7%、11.5%. 研究显示,未来我国电力行业碳减排工作重点要聚焦于优化电源结构、推动形成绿色生产生活方式、提升用电效率、降低煤电机组能耗水平等方面.      

中国省域碳达峰路径与政策

从省域层面推动发达地区率先碳达峰是中国实现2030年前碳达峰目标的有效途径.以江苏省为例,构建了省级LEAP-Jiangsu模型,结合改进的多层对数平均迪氏分解(M-LMDI)模型、 Tapio脱钩模型和减污降碳协同效应模型探索碳排放的关键影响因素及碳达峰路径.采用改进的多层M-LMDI模型分析了江苏省历史时期和未来预测情况下碳排放的主要影响因素;基于历史碳排放分解结果和规划目标,构建了多种发展情景的LEAP-Jiangsu模型,预测江苏省碳排放达峰时间及达峰水平;运用Tapio脱钩模型和减污降碳协同效应模型,研究碳排放与经济发展的关系和碳排放与大气污染物排放的协同效应.结果表明,2035年江苏省一次能源需求总量以标煤计约为401.2～474.6 Mt,终端能源需求量约为319.2～382.3 Mt;江苏省最可能在2025～2030年实现碳达峰目标,碳排放峰值约为815.3～845.7 Mt;能源强度降低、产业结构优化、提高终端电气化水平和能源结构调整等节能减排措施的减排贡献率分别为33.1%、 26.8%、 21%和15.2%.     

中国建筑领域CO2排放达峰路径研究

实施建筑领域CO₂排放控制是推动我国2030年前实现碳排放达峰的关键举措. 2020年我国建筑领域运行阶段CO₂排放量为21.7×108 t,约占全国能源活动碳排放量的20%,其中直接排放6.9×108 t,间接排放14.8×108 t. 随着城镇化发展水平和居民生活消费水平的不断提升,建筑领域CO₂排放仍呈刚性增长态势. 为明确建筑领域CO₂排放达峰路径,综合考虑建筑领域发展现状和用能情况,以建筑运行中供暖、炊事等活动所需一次能源(煤炭、石油和天然气)消耗直接排放以及热电联产供暖、空调、照明、电梯、电器等外购热力和电力间接排放为核算范围,在预测不同阶段建筑发展规模、建筑能源消费、用能结构的基础上,分析未来碳排放变化趋势和达峰时间,提出达峰路径和重要政策举措. 结果表明:①2010—2020年,我国建筑领域CO₂排放量从13.2×108 t增至21.7×108 t,其中直接排放已于2017年达峰,间接排放仍在持续增长. ②从建筑规模和节能降碳措施等角度分情景开展建筑领域碳排放达峰路径研究,预测建筑领域CO₂排放将在2029—2030年左右达峰,峰值排放量为28.1×108~29.2×108 t,达峰后有2~3年的平台期. ③低碳清洁取暖、可再生能源应用、建筑节能改造和合理控制建筑规模4项措施是建筑领域实现碳排放达峰的重要举措,4项措施的减排贡献率分别达到40.7%、27.1%、17.7%和14.5%. 研究显示,2030年前,发展建筑可再生能源、强化建筑节能、合力控制建筑规模是建筑领域降碳的核心举措,而推动低碳清洁取暖是实现我国建筑领域降碳最主要的控制途径.      

Brazil's Electric Power Choices and Their Corresponding Carbon Emissions Implications

This study analyzes the options for meeting power demand in the Brazilianpower sector through the year 2015. Three policy cases are constructedto test economic and environmental policy measures against a baseline:advanced technologies scenario, environmental control scenario and carbon(C) elimination scenario. Least-cost modeling simulated these scenarios throughchanges in emissions fees and caps, costs for advanced technologies,demand side efficiency, and clean energy supplies. Results show that, in theabsence of alternative policies, new additions to Brazil's electric powersector will shift rapidly from hydroelectricity to combined-cycle natural gasplants. When the cost of environmental impacts are incorporated in theprice of power, the least-cost mix of electric power generation technologycould change in other ways. In all scenarios, energy efficiency andcogeneration play an important role in the least-cost power solution. Savingelectricity through increased efficiency offsets the needs for new supply andhas enormous potential in Brazil's industrial sector. Efficiency also reducesthe environmental burden associated with electricity production andtransmission, without compromising the quality of the services demandedby end users. Interesting enough, carbon dioxide (CO₂) emissions will remainrelatively low under almost every conceivable scenario.     

西安高新区多情景碳达峰预测及减排路径分析

第十三届全国人民代表大会第五次会议提出要致力于推进碳达峰碳中和工作,促进经济社会向全面绿色低碳转型,实现高质量发展.西安高新区作为陕西省重要的科技创新和产业聚集区,经济发展在很大程度上依赖于能源消耗,碳减排的任务就显得尤为艰巨.以西安高新区为研究对象,首先通过系统核算园区内碳排放,对不同能源种类和不同行业企业碳排放现状进行分析;然后利用Kaya模型设定多种独立的碳达峰情景,预测不同情景下的碳排放总量值及碳达峰时间;最后结合西安高新区发展特点科学甄选相应的碳减排路径,给出合理的减排建议.结果表明,目前电力消耗碳排放占比最多且份额呈逐年上升趋势,工业碳排量始终占主导地位且第三产业发展日益蓬勃;碳排放因子情景、能源强度情景和经济水平情景这3种情景下可于2030年达到碳达峰,其中经济发展水平对西安高新区未来碳达峰的峰值和时间影响最大,产业结构情景、能源结构情景和人口规模情景在2030年前没有出现峰值;未来减排路径主要从电力部门脱碳、经济稳健高质量发展、能源及产业结构绿色升级和构建绿色交通体系入手,可为实现碳中和预留更多的准备时间,也为我国工业园区低碳发展提供决策参考.     

基于系统动力学的中国碳减排路径模拟

通过分析二氧化碳排放影响因素之间作用关系与碳减排的主要路径,构建二氧化碳排放系统动力学模型。在此基础上,通过调控供给侧经济增长速度、能源结构和产业结构要素,预测四种不同情景方案对二氧化碳排放的影响,以进一步探讨二氧化碳排放主要部门减排贡献。结果表明：四种方案的二氧化碳净排放量增长趋势逐年变缓,在二氧化碳净排放量达到峰值后,调整经济增速、改善能源结构和优化产业结构继续为碳减排发挥积极作用,相比于经济增速和产业结构调整,能源结构改善的减排贡献度更高。在综合调控经济增速、能源结构和产业结构的方案下,中国二氧化碳净排放量2024年将达到高峰值104.45亿t,2058年实现碳中和,这与现实情况更加吻合。未来若能抓住经济、能源、产业低碳转型的良好机遇,并进一步加强各部门的减排努力,中国二氧化碳净排放量有望2025年前达峰,2060年前实现碳中和。