“雙碳”目標下湖北省工業轉型升級探究

嚴道波 楊東俊 方仍存 遲赫天

(國網湖北省電力有限公司 經濟技術研究院，湖北 武漢430070)

0 引言

進入21世紀以來，我國經濟發展取得了舉世矚目的成就，但也導致了碳排放量的增加[1]。節能降耗、綠色低碳發展成為全面建設社會主義現代化過程中面臨的重要問題。

自2003年英國提出“低碳經濟”以來，我國高碳排產業如何進行結構調整與升級成為國內學者關注的焦點。2010年7月，我國五省八市開展了低碳省區、城市試點工作，將傳統高碳排產業進行低碳化結構調成作為首要任務[2]。全國其他省市區也相繼出臺了產業綠色低碳轉型的措施和政策，引起學界廣泛關注。劉寧[3]針對青海傳統高碳產業低碳轉型提出了圍繞鹽湖化工、有色金屬、油氣化工、煤化工、電力產業低碳化轉型路徑。鄔德林、張平、孫偉仁[4]通過研究黑龍江2000-2010年能源消費數據，結合人均碳排放強度，提出了產業結構低碳轉型策略。何燕子、楊潔、王歡芳[5]通過整理2006-2012年湖南省相關數據，構建了時間序列碳排放模型，提出了有步驟的、逐步升級的低碳轉型道路。

在“碳達峰、碳中和”目標提出后，全國各省市區大力推進產業結構綠色發展，現有研究數據需要更新，并基于產業歷史發展情況，針對性地提出未來轉型路徑。本文以湖北省2010-2019年能源消費數據為基礎，核算了省內產業碳排放情況，聚焦占碳排放主導地位的工業相關行業，構建了行業產值與碳排放的四象限評價體系，并對過去10年省內工業主要碳排放行業進行綜合評價分析，最后提出湖北省工業行業轉型路徑的相關建議。

1 湖北省歷年碳排放情況

湖北省碳排放在2010-2019年呈先迅速上升后大幅下降轉穩中有升趨勢。根據湖北省統計局一次能源消費數據[6]，結合IPCC碳排放核算方法[7]，湖北省2010-2019年碳排放數據如圖1所示。

從整體看，2010-2013年，碳排放量增加明顯，由2010年的3.52億t上升到2013年的4.12億t；在2014年迅速下降至3.60億t，保持相對平穩并在2017年后出現緩慢上升趨勢至2019年達到3.62億t。其中第一階段省內碳排放量的大幅增長主要由于煤炭使用量的增加，通過“十二五”末期加強節能減排力度，在2014-2015年，省內碳排放有所下降并且保持平穩進入“十三五”時期。

從分產業看，工業碳排放為全省主要碳排放來源，在2019年，工業碳排放量達到2.61億t，居民生活消費造成的碳排放位列第二，達到0.33億t，交通運輸、倉儲和郵政業的碳排放量緊隨其后，達到0.28億t。

圖1 湖北省2010-2019年碳排放情況

湖北省碳排放構成中，工業碳排放占絕對主導地位，是“碳達峰、碳中和”目標下主要減排對象。在2010-2014年，湖北省工業碳排放占比約80%，2015年之后工業碳排放占比開始下降，居民生活消費以及交通運輸、倉儲和郵政業碳排放占比上升，截至2019年，省內工業碳排放占比約72.2%，從一定程度上體現了湖北省工業低碳轉型的成效，但與國內一線城市相比還有較大差距，例如北京市工業碳排放量已低至40%并有進一步下降趨勢[8]。除工業外，湖北省居民生活消費以及交通運輸、倉儲和郵政業碳排放占比分別為9.0%和7.6%。其他行業如農、林、牧、漁業等排放占比較小且變化趨勢不明顯。綜上，工業各行業碳排放的控制值得特別關注。

2 湖北省工業分行業碳排放水平

工業行業整體分為采礦業、制造業和電力、燃氣及水生產和供應業，主要碳排放來源為制造業和電力、燃氣及水生產和供應業。湖北省工業整體行業歷年碳排放情況如圖2所示。

圖 2 工業整體行業歷年碳排放情況

(1)采礦業碳排放水平整體維持在600萬t以下，2015年達到峰值564萬t，2018年達到最低點159萬t并在2019年上漲至346萬t。根據湖北省統計局相關數據統計、核算，省內采礦業碳排放主要構成包括煤炭開采和洗選業、非金屬礦采選業以及開采輔助活動導致的碳排放。導致2018年歷史低位的原因是煤炭開采和洗選業的碳排放基本歸零，但在2019年出現大幅回彈，造成碳排放的上漲。

(2)電力、燃氣及水生產和供應業是省內最大碳排放來源，歷史高位出現在2013年約17000萬t，2014年出現明顯下降達到約13 700萬t后維持平穩至2016年，之后出現明顯上升至2019年接近17 700萬t，達到歷史峰值。目前，湖北省整體經濟發展勢態良好，對電、熱生產供應的需求只增不減，外加“十四五”時期全省將重點推進“數字湖北”建設，數字化新基建對省內電力供應提出了更高的要求，同時為服務“綠色湖北”建設，全社會各行業將不斷提升電氣化水平，在降低化石能源消費依賴的同時，會增加電力消費，從而進一步加大電力生產供應業的碳減排壓力，所以在未來發展中電力、燃氣及水生產和供應業的低碳轉型道路任重道遠。

(3)制造業碳排放歷史峰值出現在2012年，達到15 787萬t，自2014年其出現明顯下降至13 015萬t，“十三五”時期保持下降趨勢，截至2019年，制造業碳排放量下降到8 033萬t。通過整理和核算湖北省制造業各行業碳排放量，年排放量超過100萬t的行業如圖3所示。

圖3 湖北省制造業分行業歷年碳排放情況

制造業整體碳排放水平在2012年和2013年達到歷史高位后逐步下降，這與全省能源消費情況吻合。具體來看，湖北省傳統行業如農副食品加工業、食品制造業、酒、飲料和精致茶制造業、紡織業、有色金屬冶煉和壓延加工業以及造紙和紙制品業碳排放量整體占比不高，在2012年合計碳排放量約1 896萬t，在2015年之后，隨著老舊技術升級改造，碳排放量不斷下降至2019年低于600萬t，降幅約68%。化學原料和化學制品制造業、非金屬礦物制品業以及黑色金屬冶煉和壓延加工業是全省制造業中碳排放主要來源，2012年三者合計碳排放量達到12 383萬t，通過行業節能減排，在2019年合計碳排放量下降到7 014萬t，降幅約43%。汽車制造業和醫藥制造業在2013年合計碳排放量達到1 041萬t，通過綠色低碳高新技術應用等減排手段，在2019年碳排放量下降至216萬t，降幅高達79%。

3 湖北省工業低碳轉型分析

3.1 湖北省工業行業碳排放強度

碳排放強度指單位GDP產生的二氧化碳排放，通常作為一個區域內碳排放評價的重要指標。例如，湖北省2019年萬元碳排放強度約為0.78(以下簡稱碳強度),即GDP每增長1萬元需排放0.78t二氧化碳，同期北京市碳強度低于0.5。該方法同樣可用作分析不同行業碳排放與經濟活動水平[9]，湖北省2019年工業行業碳排放強度如圖4所示。

湖北省工業各行業碳強度基本低于全省整體平均水平(0.78)，但行業間存在明顯差距。其中電力、燃氣及水生產和供應業的碳強度遠高于其他行業，達到7.59；碳強度在0.1～1.0t之間的行業有8個，分別是化學纖維制造業(0.80)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(0.74)、非金屬礦物制造業(0.74)、化學原料和化學制品制造業(0.74)、造紙和紙制品業(0.48)、采礦業(0.39)、醫藥制造業(0.15)、有色金屬冶煉和壓延加工業(0.12)，另外有24個行業碳強度小于0.1t，其中不乏擁有較高GDP的行業。例如，汽車制造業(7274億元)、農副食品加工業(3 982億元)、計算機、通信和其他電子設備制造業(2 577億元)、電氣機械和器材制造業(2 258億元)、紡織業(2 200億元)等千億產值行業，這些低排放高產值行業將在未來省內進一步推動節能減碳工作中起到重要示范作用，占有關鍵主導地位。

圖 4 2019年湖北省工業各行業碳排放強度

3.2 湖北省工業歷史低碳轉型評價

碳強度從一定程度上揭示了行業碳排放與產值的關系，但對行業轉型路徑的分析還存在局限性。為更進一步分析行業轉型路徑，本文將行業碳排放與GDP對照，并采用當前數據(2019年)與湖北省碳排放歷史高位數據(2013年)對比，以評價過去省內工業行業減排成效并提出未來轉型措施。

本文利用省內年碳排放量超過100萬t行業數據，根據2019年工業全行業的碳排放與GDP平均水平，將各行業產值與碳排放關系劃分為四個象限，分別是：低排放高產值、高排放高產值、低排放低產值、高排放低產值，即在未來工業行業轉型中，整體上應向低排放高產值象限發展。具體如圖5所示，其中實心圓為2019年數據，空心虛線圓圈為2013年數據，圓的面積指代該行業碳排放量。

從四象限角度看，湖北省工業低排放高產值的代表行業有汽車制造業和農副食品加工業；高排放高產值的行業包括電力、燃氣及水生產和供應業、化學原料和化學制品制造業、非金屬礦物制品業以及黑色金屬冶煉和壓延加工業；低排放低產值的行業有造紙和紙制品業、醫藥制造業、食品制造業、采礦業、有色金屬冶煉和壓延加工業以及酒、飲料和精致茶制造業；目前全省工業中不存在高排放低產值行業，基本告別高碳排放的粗暴式發展行業。

從歷史發展角度看，自2013年以來，湖北省工業各行業碳排放與產值的變化可分為增效降碳、減(穩)產降碳、增產增碳三種趨勢。

(1)增效降碳趨勢，即向低排放高產值象限發展的行業，包括了汽車制造業、化學原料和化學制品制造業、非金屬礦物制造業、醫藥制造業和食品制造業。其中省內汽車制造業實現了減碳548萬t同時產值增長2 239億元達到7 247億元，處于低排放高產值象限，是湖北省工業的支柱行業并成為涉及機械加工制造行業的標桿。其他行業雖未處于低排放高產值象限，但從歷史發展趨勢看，大都已經在向低排放高產值象限轉型，在今后行業發展中，應持續降低化石能源依賴，提高行業技術水平與電氣化水平，為實現“雙碳”目標持續發力。

(2)減(穩)產降碳趨勢，即向低排放低產值象限發展的行業，包括黑色金屬冶煉和壓延加工業、農副食品加工業、采礦業、有色金屬冶煉和壓延加工業以及酒、飲料和精致茶制造業，這些行業可大致分為兩個產業，一是與礦產、金屬相關行業，二是與食品飲料相關行業。礦產、金屬的開采受國家宏觀調控，同時湖北省“十三五”期間為推動節能減排，暴力開采的模式已基本淘汰，在未來滿足一次能源和金屬市場需求、配合國家宏觀調控的情況下，當持續探索清潔開采與利用模式，將碳排放納入行業考核，進一步推動行業綠色、高效運行。

圖 5 湖北省工業行業歷史碳排放與行業產值變化趨勢(2013年和2019年數據)

(3)增產增碳趨勢，即向高排放高產值象限發展的行業，包括電力、燃氣及水生產和供應業以及造紙和紙制品業。自2013年湖北省歷史碳排放高位到2019年，電力、燃氣及水生產和供應業產值增加661億元伴隨著702萬t的碳排放增量，值得注意的是電力、燃氣及水生產和供應業的碳排放量占全省工業碳排放量的68%，但其產值僅占全省工業產值的5%。另外在電力、燃氣及水生產和供應業中，電力、熱力生產和供應業的碳排放占比超過98%，燃氣及水生產和供應業僅占不到2%，這主要是由于電力、熱力生產和供應大幅依賴化石能源導致，所以在湖北省工業實現“雙碳”目標路徑中，大力降低電力、熱力生產和供應對化石燃料依賴度是未來工作的重中之重。在湖北省“十四五”及二○三五遠景目標規劃中提出[10]：實施新能源倍增行動，打造百萬千瓦級新能源基地，新增新能源裝機千萬千瓦以上，風電、光伏發電成為新增電力裝機主體。根據統計數據，2020年湖北省風電、太陽能裝機1 200萬千瓦，占總裝機比例15%，2025年若實現倍增式發展且新增裝機以風、光為主，屆時將約占總裝機比例30%，粗略預計可減碳3 100萬t，相較于當前電力、燃氣及水生產和供應業造成的17 750萬t碳排放，仍有較大提升空間。造紙和紙制品業對于樹木植被依賴度較高，就碳排放問題擁有特殊性，在提高產值、碳排放升高的同時減少了區域碳匯能力，2019年省內造紙和紙制品業造成碳排放271萬t，但核算方法中僅考慮其能源消耗造成的排放，并未將行業樹木植被砍伐造成的碳匯能力損失納入考慮，所以造紙和紙制品業造成碳排放量要高于核算數值，在未來降碳過程中，除行業自身提升技術裝備水平，培植產業專用林外，還應在社會層面推進紙張循環利用以及無紙化辦公，從而全面降低行業碳排放水平。

3.3 湖北省工業未來低碳轉型路徑

工業行業的發展，追求經濟利潤的同時實現節能減排曾存在著難以調和的矛盾，在碳達峰、碳中和目標要求下，湖北省工業行業需要統籌考慮綠色湖北和生態文明建設要求下的發展目標以及如何發展的實踐問題。總的來看，湖北省實現工業低碳轉型，首先要穩定高碳排行業產值同時大力降低行業碳排放，其次穩定低碳排并加強提升行業產值。主要轉型措施包括：完善綠色低碳規劃建設體系、優化能源生產消費結構和能效水平、培育新能源和高新技術產業以及充分利用碳交易市場。具體來看：

湖北省工業各行業中，電力、燃氣及水生產和供應業的碳排放量最高，但該行業碳排放構成單一，在未來發展中應當注重省內清潔能源適度超前規劃、建設、并網及消納，配合抽水蓄能、電化學(綠氫)儲能等技術，優化省內電源結構，同時加強省內特高壓環網建設，提升電網清潔能源輸送能力和比例，此外推動傳統供熱鍋爐燃煤改氣、改生物質、改電工程，加快構建以新能源為主體的新型電力系統。另外，積極參與國家自主減排體系認證項目(CCER)并核算企業碳資產[11]，充分利用碳交易市場平衡投資壓力，實現行業健康綠色轉型。

針對湖北省碳排放量相對較高的化學原料和化學制品制造業、非金屬礦物制品業、黑色金屬冶煉和壓延加工業，這些行業在“十三五”期間已經取得了一定的降碳成效，考慮到其碳排放主要為煤炭窯爐的使用以及化學反應過程產生，在今后發展中應當進一步加強窯爐的電能替代，提升行業電氣化水平。此外，應當推動行業技術革新，拓寬行業產品范圍和深度，進一步降碳的同時，提升產品的產業附加值，實現行業總產值的全面提升。

在已取得全面節能減排成效但行業產值較低的行業中，需要探索行業發展新動能，取得行業產值新增效。例如醫藥行業，廣泛涉及各類高新技術產業，在未來發展中應持續突破新藥創制，加快高性能醫療企業產業化進程，進一步完善創新平臺和技術人才服務體系，實現技術、人才增效減碳。在與日常生活息息相關的農副食品加工業、食品制造業以及酒、飲料和精制茶制造業中，應注重整體產業鏈碳足跡核算，打造綠色高附加值品牌，充分利用互聯網平臺，形成從產品生產到產品出省、出國的完善綠色產業鏈。

作為湖北省內工業降碳增效的行業代表，也是省內支柱產業的汽車制造業，在未來發展中，需要保持創新發展勢頭，全面掌握新能源汽車核心技術，進一步提升品牌價值。同時，積極投入動力電池相關產業研發，例如固態電池技術、氫燃料電池技術等，在新能源上實現突破超越。

4 結語

低碳經濟將是未來經濟發展的主流，在以國內大循環為主，國際、國內雙循環相互促進新發展格局下，湖北省作為華中地區重要省份，肩負著中部崛起戰略的重擔，省內工業行業低碳發展之路仍需要完善和改進。應在發展過程中合理選擇工業發展路徑，優化產業結構，改進生產方式，重點發展具有競爭優勢同時具有低碳發展潛力的工業部門，實現經濟效益、生態效益、社會效益的協調發展。