工業部門的碳減排潛力及發展戰略

◎文/溫宗國

隨著工業化進程的不斷發展，我國工業技術水平已經有了很大提高，單位工業增加值碳強度不斷下降，但由于總量巨大，工業碳排放量仍不斷增加。在全球應對氣候變化國際大背景下，實現工業低碳發展是國家生態文明建設的重要途徑。如何判斷工業的碳排放趨勢、減排潛力及未來應對策略是當前面臨的重要問題，也是制訂工業低碳發展政策的重要基礎。

我國工業部門碳排放現狀

1.工業碳排放量占全國比重穩中有降

自1980年以來，我國能源消費帶來的碳排放高速增長。工業碳排放一直保持較高的增長速度和占比，但近年來有所下降。2012年工業能耗帶來的CO2總排放量達60.5億噸，占全國總排放量的68%。“十二五”以來，隨著淘汰落后產能的進一步深入、先進節能減排技術的推廣和節能技改項目的實施，工業能效不斷提高，在工業產品產量和總產值持續增加的情況下，能耗和碳排放比重略有下降。

2.主要行業排放特點及減排難點

（1）鋼鐵行業。2010年我國鋼鐵行業溫室氣體直接排放總量為11.24億噸CO2當量（不含電力使用間接排放），噸粗鋼能耗量降至 604.6公斤，主要排放環節為粗鋼冶煉和燃料燃燒。目前我國鋼鐵行業噸鋼綜合能耗與國際平均水平約有10%的差距。一方面是由于我國鋼鐵行業工藝仍然以長流程為主，大部分能源消耗集中在焦化-燒結-煉鐵等鐵前工序，而低能耗的短流程電爐鋼占比僅13%左右，遠低于國際平均水平。另一方面，雖然我國寶鋼、鞍鋼等大型企業技術水平已達到國際先進水平，但行業內技術發展很不均衡，仍有大量的中小型鋼廠技術落后，能耗和碳排放水平較高。

（2）水泥行業。2010年我國水泥行業溫室氣體直接排放總量為11.37億噸CO2當量（不含電力使用間接排放），噸熟料排放強度為851公斤，噸水泥排放強度為548公斤，主要排放環節為熟料生產（約占58%）和燃料燃燒（約占34.8%）。我國水泥行業單位產品綜合能耗高于國際平均水平，但我國新型干法熟料單位煤耗接近國際先進水平，生產工藝結構調整使水泥單位產品能耗持續下降。從工藝上看，2030年前水泥單位電耗只能稍有改善，我國在立窯淘汰完成后，水泥窯爐的熱效改進空間小，余熱發電的剩余空間也不到20%。在化石替代燃料和生物質燃料使用方面，我國僅開始示范，遠低于世界平均的12.5%，而且短時間內也很難提高。

（3）電力行業。我國是世界電力第一大國，2010年發電供熱CO2排放量達到25.35億噸。我國燃煤發電強度居世界較先進水平，1GW超超臨界機組擁有量為世界最多，但我國資源稟賦決定了以煤電為主的高碳電力結構短期內難以改變，使得電力工業平均單位發電產熱CO2排放明顯高于世界同期值。核電、風電、光伏發電和生物發電技術上與國際先進國家尚有不小差距，造價高昂和地域資源依賴性強，短期無法成為減排主力軍。

2030年我國工業碳排放趨勢及減排潛力

1.傳統制造業碳排放“拐點”預計2020年前出現

傳統工業發展著重于提高技術效率，卻很難遏制消費規模和產能的增長，而后者是影響未來碳排放水平的關鍵因素。消費行業（交通、建筑）需求將持續增加拉動工業（鋼鐵、水泥、電解鋁等）產量增長，預計產量將在2015-2020年間達到峰值且進入平臺整理期，隨著工業化后期階段的出現，工業碳排放預計將先于能耗達到峰值。根據情景分析預測，鋼鐵、水泥行業碳排放峰值“拐點”預計出現在2015-2020年間。其中，鋼鐵行業碳排放峰值預計12億-13億噸CO2當量，水泥行業碳排放峰值預計12.6億-13.3億噸CO2當量。電力工業峰值在中、強減排情景下將出現在2020年左右，分別達到47億噸和44億噸CO2當量，而按照現有減排措施的低情景下到2030年前仍將保持增長態勢。我國制造業碳排放拐點的出現，將為消費（交通、建筑）排放增量提供空間。

2.主要行業減排潛力

與基準情景（延續當前碳減排措施）相比，我國電力、鋼鐵、水泥等生產行業在政策驅動下帶來的減排潛力在減小，以淘汰落后產能為主的剛性減排措施潛力愈發有限。這表明我國工業部門現有節能減排措施已經比較充分，但必須繼續保持政策的延續性和已有力度，使其盡快在2020年前達到排放量的拐點，2025-2030年間工業部門的排放量預計可以回到2010年的排放水平，從而為消費部門（汽車、建筑）持續增加的排放量提供空間。

（1）鋼鐵行業減排潛力及路徑。同2010年排放量相比，鋼鐵行業低、中、高三種技術減排政策情景均具有較大的減排空間。與基準情景相比，低技術政策情景下，鋼鐵行業2030年可進一步減排0.210億噸CO2當量。提高政策強度后，行業結構調整與技術調整幅度加大，行業減排潛力也有所提升。在中、強減排政策情景下，鋼鐵行業2030年可再分別減排0.503億噸和0.743億噸CO2當量。隨著節能低碳技術進一步推廣，邊際減排量逐漸下降，但隨著時間的推移，粗鋼溫室氣體排放下降速率逐漸減慢。這主要是由于，一方面在現有生產流程結構限制下，技術減排空間越來越小。另一方面，不同技術的減排成本差距較大，處于高爐煉鐵工序的節能技術及后續工序的減排成本普遍較低，其次分別為燒結、焦化工序，而且存在數量眾多的負成本減排技術。因此，本行業減排可先集中于成本較低的工序，加快回收利用廢舊鋼鐵，對現有普及率較低的先進減排技術加強政策扶持。

（2）水泥行業減排潛力及路徑。同2010年排放量相比，水泥行業低、中、高三種技術政策情景也均具有較大的減排空間。與基準情景相比，低技術政策情景下，水泥行業2030年可進一步減排0.270億噸CO2當量。受外部政策因素綜合影響，中、強技術減排情景下，水泥行業2030年可再分別減排0.531億噸和0.792億噸CO2當量。技術進步使噸水泥CO2排放量呈下降態勢，從2010年的605千克CO2/噸水泥下降至2030年最低值526千克CO2/噸水泥。水泥行業減排技術措施的成本有正有負。其中，4000t/d以上新型干法的減排成本最高，在國家水泥生產嚴重過剩的情況下應減少新建水泥窯；2000t/d以下和2000-4000t/d新型干法中的高耗能水泥窯需要逐步改造或淘汰；CCS技術、新型替代水泥技術還不成熟，但減排潛力巨大，應加大研發投入，促使早日應用。采用低碳替代原材料生產熟料會增加運行成本，且受材料特性和來源等限制，減排潛力有限，但在使用廢棄材料時可使減排成本實現負值。另外，水泥窯燃料替代技術在2020-2030年具有較大的減排潛力。

（3）電力行業減排潛力及路徑。按照當前發展趨勢的基準情景，電力行業CO2排放總量仍然會大幅度增加，2020年和2030年將比2010年分別增加111%和151%，且發電行業對煤炭的需求量在2030年將突破我國煤炭產能。如果我國積極發展清潔能源和可再生能源（中減排情景），以2020年非化石能源比重達到15%為約束條件，并采取積極的產業政策和配套措施，我國電力行業CO2排放總量2020年以后有望趨于平穩，并在2030年以后明顯下降，減排量可達17.8億噸CO2當量。如在中減排情景上較大范圍地推廣CCS技術的應用，2030年溫室氣體排放強度將降到2010年的49%，但技術風險和減排成本均要增加，甚至影響電力工業的持續健康發展。電力行業減排需要充分考慮技術風險、能源安全和減排成本等多方面因素。從未來減排貢獻和單位減排成本看，USC燃煤發電、壓水堆三代核電、并網風電、大中型水電和光伏發電是優先的減排措施。

我國工業低碳發展戰略建議

工業低碳發展是在滿足國家經濟發展階段需求基礎上，以綠色低碳產業技術革新、資源能源效率提升和產業結構升級為主導，以溫室氣體低排放獲得較大產出的一種工業生產模式，其核心是提高工業碳生產力，降低工業碳排放總量，迫切需要低碳技術、政策、理念等外部因素的支撐。

1.工業存量應開展成本效益優化的低碳技術改造

針對現有工業企業，一要不斷提高淘汰落后產能標準，尤其是現有低端產業鏈中高能耗高污染的部分落后產能，提高產業的集中度；二要提升行業節能減排標準，制訂有效的行業領跑者制度及實施方案，激發企業自主節能減排的積極性。我國工業內部技術發展水平不均衡的現象突出，眾多技術水平和科研實力較弱的中小企業對低碳技術改造的意愿和能力都較低。要加強推廣諸多成本效益比為負技術的分類引導與推廣，強化政策約束機制，完善財稅鼓勵措施，完善行業推廣機制。

2.重視新增工業產能的低碳發展路徑設計

要重視產業低碳發展路徑的規劃設計，重視已有規劃的再評估和實施過程的引導。各地新上工業項目要對照工業發展規劃進行通盤考慮，嚴格控制高碳產業的重復建設，在產業轉型中鼓勵高端產品生產項目，但要防止“一窩蜂”造成新的產能過剩。引導地區間產業有序轉移，改善產業組織結構，推動地區與工業協調發展。由于中西部地區經濟發展相對較慢，完成工業化和城鎮化要晚于東部地區，要利用東部發達地區先進的技術和經驗，幫助中西部地區發展資源型生態工業，而不能簡單地進行產業平移，造成國家碳排放的內部空間轉移。評估原材料及產品銷售運輸過程的碳排放，制訂產業政策分區域適當保留部分高耗能產業，減少跨區域運輸帶來的大量碳排放。

3.及時調整我國工業在國際產業鏈分工中的地位

雖然我國對高耗能產品出口有一定限制，但是出口數量仍未得到控制，而某些行業高附加值產品還依賴進口，這對我國發展低碳工業極為不利。我國應利用工業技術后發優勢，從資源進口加工產品輸出轉向成熟先進技術輸出。如扶持高新技術產品、機電產品和勞動密集型產品的出口，擴大高新技術產品、稀缺資源的進口，采取多方舉措優化進出口結構，這不僅有利于我國處理和化解國際貿易爭端，也有利于產業結構優化與低碳轉型升級。

4.積極發展跨行業的產業共生推進協同減排

隨著全球工業部門節能減排工作不斷深入，行業內部的節能減排潛力逐漸收窄，邊際成本不斷攀升，減排進入“高成本時代”。同時，多行業共存的產業集群發展模式逐漸成為主流，我國跨行業之間的副產品/廢物、水和能量之間的交換與鏈接逐步形成。跨行業共生的協同減排對降低減排成本和提升減排空間的作用顯著，有望成為未來減排工作新的突破點。當前，我國跨行業共生技術及其減排潛力還未充分挖掘，未來應對跨行業物質、能源共生技術進行深入研發，尤其資源循環利用、原生材料替代、能源梯級利用及系統優化等，考慮行業間耦合共生，打破行業部門壁壘，推進園區循環化、低碳化改造，實現跨行業協同效應及降低減排成本。

5.充分發揮碳交易等市場機制促進工業減排

不僅不同工業部門的碳減排成本存在很大差別，由于技術實力的差異同行業的企業之間減排成本也差距巨大，因此在碳排放總量控制目標下盡快推行重點行業的碳交易，形成全國性的碳交易市場，對于降低減排成本具有重要的現實意義。同時，建議針對碳排放量較大的集團公司，鼓勵采取內部碳排放預算管理及集團內部碳排放交易試點，推動行業和企業的自主減排行動。

6.以信息化促進工業跨越式低碳發展

隨著國際工業化進程的不斷推進，發達國家將信息與工業的結合作為未來發展的新方向和增長點。我國也提出了《中國制造2025》規劃，重視以信息技術提升工業傳統產業發展。這對傳統工業的發展是一個新的機遇，應迅速抓住機會。在能源密集的制造產業提升裝備的智能化，以信息技術、物聯網技術優化工藝流程。應用信息技術驅動企業內部生產組織模式變革，提高生產效率；驅動協同制造以催生企業間組織新模式，提高組織效率；驅動生產者與消費者關系重構，滿足用戶需求。