我国二氧化碳排放主要集中在能源活动、工业生产过程和废弃物处理三个领域,能源活动的二氧化碳排放占全社会二氧化碳排放的87%左右,而能源活动排放的二氧化碳排放中有55%来自于能源消费侧。从消费侧的角度看,实现自身的绿色低碳发展,必须要要在高效利用能源的基础上,更多地采用低碳绿色发展的生产生活方式,才能实现自身碳排放的大幅下降。
本文通过分析我国产业能源消费趋势和结构发现第三产业已成为能源消费增量部分的主要“贡献者”。随着碳达峰碳中和战略实施,能源消费侧节能降碳的任务更加紧迫。推进能源绿色低碳转型,需要加强能源供给需求协同,不仅要持续优化能源供给结构,更要以消费侧为中心,以节能降碳为主线,深入推进能源消费领域改革,激发能源消费侧绿色活力,才能又好又快助推“双碳”目标达成。
一. 我国能源利用效率持续提升
2021年,随着我国经济社会秩序持续稳定恢复,能源需求也呈逐步回升态势。全年能源消费总量52.4亿吨标准煤,比上年增长5.15%。煤炭消费量增长4.6%,原油消费量增长4.1%,天然气消费量增长12.5%,电力消费量增长10.3%。煤炭消费量占能源消费总量的56.0%,比上年下降0.9个百分点;天然气、水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源消费量占能源消费总量的25.5%,上升1.2个百分点。重点耗能工业企业单位电石综合能耗下降5.3%,单位合成氨综合能耗与上年持平,吨钢综合能耗下降0.4%,单位电解铝综合能耗下降2.1%,每千瓦时火力发电标准煤耗下降0.5%。全国万元国内生产总值二氧化碳排放下降3.8%。
随着中国经济迅速发展和生产活动快速扩张,二氧化碳排放量也呈上升的趋势。根据世界银行的数据,中国二氧化碳总体排放量从1970年的7.80亿吨增长到2019年的107.07亿吨,增长约13.7倍。根据BP统计,2005年中国超过美国成为世界第一大碳排放国,到2021年,中国碳排放占世界总排放量的31%。
根据《京都议定书》,“温室气体”包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCS)、全氟化碳(PFCS)等。人为活动产生的“温室气体”排放中,二氧化碳比重最大,约占能源排放量的90%。人类生产活动产生的二氧化碳约95%来源于化石能源(煤炭、石油、天然气等)的消耗。根据wind提供的相关数据统计,近年来我国一次能源消费中煤炭和石油占比约75.7%,二者是二氧化碳的主要排放源。
虽然中国二氧化碳排放的总量较高,但也在控制碳排放、实现绿色发展方面取得了积极进展。一方面,二氧化碳排放增速明显放缓。2005-2010年二氧化碳排放年均增速约达8%,2011-2015年下降至3%,2016-2020年进一步下降至约1.8%。另一方面,单位GDP的二氧化碳排放强度逐步下降。根据公布的数据进行测算,中国单位GDP的二氧化碳排放从2005年的2.665千克/美元逐步下降到2020年的0.603千克/美元,降幅约77.37%。这些进展在很大程度上受益于能源消费结构的不断优化。
二. 第三产业能源消费快速上升
近年来,中国一次能源消费结构呈现出明显的低碳化、清洁化趋势。2005—2021年煤炭消费量比重从72.4%下降至56%,共下降16.4个百分点;天然气消费量则从2.4%提高到8.9%,清洁能源(一次电力及其他能源)消费量从7.4%提高到16.6%,合计占比提高15.7个百分点。
2021年我国能源消耗总量为52.4亿吨标准煤,比2020年增长5.1%。2021年GDP增长为8.1%。可见能源消耗增长率低于GDP增长率。
从上图可以看出,工业是能源消费的大头,占66.75%。其次是生活消费,交通运输、仓储和邮政业,而建筑业,农业,批发零售业、住宿和餐饮一共占6.37%。
首先工业能源消费在总体能源消费量中始终占据较大比重。2011-2020年工业能源消费平均占比约为70%。2020年工业领域能源消费约为332625万吨,占总排放量的66.75%%,其中制造业和电力热力能源消费约占94.75%。能源消费最多的前三个制造业依次是:黑色金属冶炼及压延加工业、化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业,三者总计占制造业比重约为57%。
其次,第三产业逐渐成为能源消费增量的主要“贡献者”。从能源消费增长率来看,第三产业增速明显。2011-2020年第一产业能源增幅为40.8%,第二产业增幅为34.97%,第三产业增幅为206.3%。其中居民生活增加约40.69%,交通运输、仓储和邮政业增加约39.6%。2011-2020年第三产业能源消费增量占总增量约54.24%,是能源消费增量的主要“贡献者”。
三. 加快能源消费侧改革引领能源绿色低碳转型
(一)全社会用能方式加快转变
在传统的能源供需关系中,需求侧通常是一个“黑匣子”,电力、热力、天然气等负荷对供给侧来说呈现一定“刚性”,必须无条件满足,否则就可能出现能源短缺。这样一方面加大了安全保供的压力,需要投入更多备用产能,不利于提高系统运行效率;另一方面用能负荷和新能源供给的时间特性难以匹配,把优化系统运行的责任转移到了供给侧。
在双碳目标下,能源转型要从需求侧做起,节约能源、减少能源需求是基础所在。降低终端能源需求,消费观念及模式的转变很关键。实现碳中和情景,主要依靠风电、光电、生物质能源等。这就要求化石能源需求尽可能最小,以降低二氧化碳捕集、封存以及碳汇等压力。尽可能减少末端对燃料的依赖,能源输送路径由过去“燃料-热量-电力”转为直接使用电力或由电力到热量的方式。
推进能源消费转型,不仅要求消费侧转向更加清洁低碳的能源品种,开展电能替代等,还要求消费侧用能方式更加灵活,甚至尝试在一定程度上“看天吃饭”,根据天气和新能源出力调节用能负荷。只有合理匹配供需两侧的时间、空间特性,能源消费改革才能不断深化。
(二)增加能源消费弹性
提高用能负荷弹性,推动供需互动和灵活调节,是实现能源消费转型的重要途径。在能源转型过程中,空间格局的优化平衡。长期以来,业内习惯于大基地、大电网模式。但其实,风电、光伏、生物质等资源,均适合形成分布式的低碳能源网络,集中式与分布式相结合则更具发展潜力。例如,东部地区常常只用电、不产电。若能发展一系列低碳能源网络,让东部地区自发自用、寓电于民,由单一的“能源消费者”变成“能源生产型消费者”,有助于解决用能问题。“一大批中东部‘产消者’的出现,将创造中国电力系统新形态,但要经过较长时间的努力才能实现。高比例可再生能源逐步替代化石能源,不仅是能源结构的变革,也要求电力系统在体制、机制、管理运行等方面做出一系列革命性创新。
能源转型离不开能源体制的改革。现有的能源政策机制体系,与低碳转型要求存在诸多不适应。比如,存在多重补贴、交叉补贴等问题,严重背离市场;不合理的电价机制,导致发电侧不能充分鼓励灵活电源调峰,用电侧不能充分鼓励需求侧响应模式等问题长期存在。恢复能源产品的市场本质,让能源领域回归市场,只有彻底改变定价机制才能实现能源转型。
(三)加强重点行业领域节能降碳
节约能源是“第一能源”,能源消费转型的首要原则是坚持节约优先。近十年来,我国生产同一单位GDP所使用的能源从世界平均水平的2倍缩小到1.5倍左右,如果进一步缩小到1倍,中国生产同等规模GDP付出的能源就可以再减少30%。现在全国一年能源消费总量约为52.4亿吨标准煤,达到世界平均水平就意味着同等GDP可以少用十几亿吨标准煤。在工业领域,要推广先进适用技术,开展能效对标达标和能效“领跑者”行动,推进绿色制造,坚决遏制“两高”项目盲目发展,推动钢铁、有色、化工、建材四大高耗能行业淘汰落后产能;比如,宝武钢铁提出要到2023年实现碳达峰。在建筑领域,要持续提高新建建筑节能标准,大力推进既有建筑和市政基础设施节能改造,推动超低能耗建筑规模化发展。在交通领域,要构建绿色低碳交通运输体系,推动大宗货物中长距离运输“公转铁”“公转水”,鼓励清洁燃料替代。此外,还要推进数据中心、5G通信基站等新基建领域节能提效。
(四)大力调整第三产业能源消费结构
近年来我国能源消费总量持续增长,虽然年均增速从“十五”时期的12.2%下降至“十三五”时期的2.8%,但增量仍然很大,尤其是第三产业能源消费总量。在“十四五”规划研究初期,各省份结合当地重大项目规划布局,预测的“十四五”能源消费增量合计达到10亿吨标准煤,说明各地经济发展对能源的需求还很旺盛。“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期,为实现碳达峰、碳中和目标,要把调整第三产业能源消费结构作为推动能源消费转型的重要任务之一。一是合理调控油气消费。保持石油消费处于合理区间,积极推动交通运输领域燃油替代,有序引导天然气消费。二是是提升终端用能低碳化电气化水平。全面深入拓展电能替代,提高工业生产、农业生产加工、餐饮服务、居民生活等领域电气化水平,积极发展电动汽车,优化充电基础设施布局。三是实施绿色低碳全民行动。在全社会倡导节约用能,引导形成简约适度、绿色低碳的生活方式,开展绿色低碳社会行动示范创建,大力发展绿色消费。