文/韓亞男
當前,全球經濟高速發展,經濟拉動能源需求激增,導致全球碳排放量不斷增高,引發氣候變化和環境污染,各國能源供需矛盾也日益突出。在煤炭、石油、天然氣等能源不斷減少的背景下,化石能源供需和環境污染的雙重矛盾嚴重阻礙了工業社會的快速發展。努力實現“碳達峰、碳中和”,積極應對全球氣候變化,已經成為世界各國工業社會實現可持續發展的重要途徑,也成為我國工業綠色、低碳轉型邁向高質量發展的重大戰略。
2008 年,英國頒布《氣候變化法案》,成為全球第一個通過立法明確2050 年實現零碳排放的發達國家。之后,包括美國、德國、法國、意大利、加拿大等發達國家陸續承諾,在2050 年實現零碳排放。
2015 年,《巴黎協定》指出:各方將加強對氣候變化威脅的全球應對。
2020 年9 月22 日,國 家主席習近平向世界宣布了中國的碳達峰目標與碳中和愿景,提出中國二氧化碳排放力爭在2030 年前達到峰值,在2060年前實現碳中和。
2020年12月,中央經濟工作會議確定了我國的“雙碳”目標。
據英國石油公司發布的《世界能源統計年鑒(第70 版)》統計數據顯示,2013 年以來,全球碳排放量保持持續增長。2019 年,全球碳排放量達3436億噸,達到歷史最高值。
丁仲禮院士在2021 年中國科學院學部第七屆學術年會上提出:當前世界各國碳排放處于不同階段,大體可分為四種類型。其中,英國、法國和美國等發達國家的排放量在上世紀70-80 年代就已經實現達峰,目前正處于達峰后的下降階段;我國處于產業結構調整升級及經濟增長新常態階段,從2013年開始就進入了碳排放的“平臺期”;印度的人均排放量大概相當于我國上世紀60 年代的人均排放水平,尚未真正到達快速增長時期;世界上還有許多農業國家尚未啟動工業化,所以還沒有“啟動”碳排放(2021)。
丁仲禮院士認為,歐洲國家和美國從碳達峰到碳中和實際上是有70 到80 年的時間。其中,美國、英國、法國的人均碳排放正在走向碳中和。從1900 年算起的人均累計排放數據顯示,我國為157 噸/人,遠遠低于全球平均水平的209 噸/人。當前我國碳排放總量較高主要與我國經濟發展較快有關[1]。
我國力爭在2030 年前實現碳達峰、2060 年前實現碳中和,意味著將進一步貫徹創新、協調、綠色、開放、共享五大發展理念,在積極應對氣候變化的同時,加快推動產業轉型升級,優化現有產業結構,進一步構建綠色產業體系,全面實現高質量發展。
工業是我國二氧化碳排放量位居第二位的重要領域,僅次于能源生產與轉換領域,也是我國實現碳中和的關鍵領域。我國雖形成了獨立完整的現代工業體系,是全世界唯一擁有聯合國產業分類中所列全部工業門類的國家[2],但仍處于工業由高速發展向高質量發展的轉變階段,戰略性新興產業占比依然相對較低,尚未成為推動經濟增長的主導力量,重點區域、重點行業污染問題沒有得到根本解決[3]。2000 年至2019 年,我國六大高耗能行業能源消費占工業比重由66.8%增長到75.35%,仍未擺脫以資源要素驅動為主的高污染、高消耗、高排放的“三高”模式。加快產業結構調整、轉型升級、科技驅動、模式創新、節能降耗、綠色發展等對于我國積極應對氣候變化、走低碳發展道路,適應新時期經濟發展和“雙碳”政策要求具有重大意義。
1.產業結構進一步優化
“十三五”期間,我國健全落后產能依法退出長效機制,清理1.4 億噸“地條鋼”產能,為產業轉型升級騰出新空間[4],落后產能中的電解鋁、水泥已基本退出。高技術制造業占全部規模以上工業增加值比重超過15%,平均增速3.3%。“十三五”期間我國高技術制造業增加值占規模以上工業增加值比重及增加值增速,如圖1 所示。

圖1 “十三五”期間我國高技術制造業增加值占規模以上工業增加值比重及增加值增速
2.節能減排成效顯著
“十三五”期間,全國深化重點行業去產能,嚴格執行產能置換政策,嚴禁鋼鐵、平板玻璃新增產能,嚴控電解鋁新增產能[5],推動制造業加工技術及設備性能持續提升。規模以上工業單位增加值能耗降低約16%,單位工業增加值用水量降低約40%。單位工業增加值二氧化碳排放量累計下降18%,為應對氣候變化做出積極貢獻[3]。2020 年全國年碳排放強度相較于2015 年下降18.3 個百分點,較2005 年下降約48.2 個百分點[4]。
3.綠色制造體系初步構建
“十三五”期間,我國研究制定了468 項節能與綠色發展的行業標準,加快綠色制造體系建設,已在全國范圍內建設171 家綠色工業園區、2121 家綠色工廠,打造形成了189 家綠色供應鏈企業、制造并推廣約20000 種綠色產品,制造業綠色轉型發展成效顯著。
1. 產業增長仍以資源型、高耗能為主
近年來,全國大力清理落后產能,積極發展高技術產業,取得了一系列成就。但仍未擺脫我國工業產業結構以資源型、高耗能為主的現狀,高附加值精深加工產業、戰略性新興產業占比仍相對較低。據測算,2000年至2019 年,化學原料及化學制品制造業、黑色金屬冶煉及壓延加工業、有色金屬冶煉及壓延加工業、非金屬礦物制品業、石油加工煉焦及核燃料加工業、電力熱力的生產和供應業六大高耗能行業的能源消費占工業比重由66.8%增長到75.35%。從2005 年起六大高耗能行業碳排放量占工業碳排放的比重持續在70%以上,碳排放量由2005年 的29.08 億 噸 增 至2019 年的54.32 億噸。其中,黑色金屬冶煉及壓延加工業能源消費占工業能源消費比重最高、碳排放量最大,2019 年黑色金屬冶煉及壓延加工業能源消費約占工業的26.41%,碳排放量約19.38 億噸,占工業碳排放總量的26.9%[6]。因此,六大高耗能行業是工業碳減排的重點行業,減碳形勢仍然嚴峻。
2. 產能過剩及碳排放比重持續增加
國家統計局數據顯示,2019 年全國工業產能利用率為76.6%。根據產能利用率劃分標準,當產能利用率低于90%,則表明由于生產設備存在較多的閑置,可能會造成產能過剩[7]。我國工業高能耗、高排放、高污染的現象始終存在,2019 年我國碳排放約105 億噸[8],其中工業領域碳排放占能源活動碳排放比重為36%,僅次于能源生產與轉換領域的47%,位列第二。工業領域中碳排放占比位列前三的產業為鋼鐵、建材和化工,分別達到17%、8%、6%。
3. 化石能源消費量占比及排放量逐年遞增
近年來,我國經濟的快速發展拉動能源需求,導致了能源資源的大量消耗,特別是煤炭、石油等化石能源。據2020年國民經濟和社會發展統計公報數據顯示:我國能源消費總量49.8 億噸標準煤。其中,煤炭和原油消費量占能源消費總量的75.7%,天然氣、水電、核電、風電等清潔能源消費量占能源消費總量的24.3%(天然氣消費量占清潔能源總消費量的三分之一),這一方面說明清潔能源發展仍有較大的提升空間,另一方面說明煤炭、原油等化石能源依然在能源消費結構中占據主體地位。此外,根據2021年2 月國家印發的《省級二氧化碳排放達峰行動方案編制指南》要求,采用最新國家溫室氣體清單排放因子數據,按照煤炭2.66 噸CO2/ 噸標準煤、油品為1.73 噸CO2/噸標準煤、天然氣為1.56 噸CO2/ 噸標準煤進行測算,煤炭消費CO2排放量7.52×109 噸、石油消費CO2排 放 量 為1.63×109噸、天然氣消費CO2排放量6.53×108 噸,化石能源碳排放總量逐年遞增。
從發展低碳產業開始謀劃,制定中長期產業發展規劃,構建低碳高效的產業體系。將綠色制造體系建設作為工業綠色高質量發展的重要推動力來考慮[9]。全面推行清潔生產,推廣綠色設計、綠色制造,構建高效、清潔、低碳、循環的綠色制造體系。支持企業開發綠色產品,提升產品節能環保低碳水平,引導綠色生產和綠色消費,建設綠色工廠,實現廠房集約化、生產潔凈化、廢物資源化、能源低碳化[10];打造綠色供應鏈,綜合考慮產品設計、生產、包裝、物流、回收和再利用等環節的節能環保。
以石化、冶金、建材等高耗能、高污染行業為重點,推廣“源頭減量、過程控制、末端再生”的循環型生產方式,促進產業上、下游原料與產品的有效銜接,引導產業鏈上下游企業對資源的協同利用及開發。嚴格資源節約和環境準入門檻,提高能源資源利用效率,減少污染物排放,防控環境風險。鼓勵高耗水企業廢水深度處理回用;打造再生資源回收利用平臺,鼓勵再生資源回收利用企業與平臺合作,利用物聯網技術,創新再生資源回收模式。積極推進資源再生利用行業規范化、規模化發展,建設大宗工業固體廢棄物綜合示范基地,全面提升大宗工業固體廢棄物綜合利用水平;支持企業開發綠色產品,提升產品節能環保水平。
《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》提出,加強綠色低碳重大科技攻關和推廣應用,強化基礎研究和前沿技術布局,加快先進適用技術研發和推廣。
當前,我國工業和關聯的能源行業科技攻關水平有待進一步提升。鋼鐵、水泥、石化、化工、有色金屬等行業能源效率水平要達到國際領先水平,工業電氣化程度要從當前的25%左右提高到70%以上,氫能利用要從當前的2% 提高到20% 以上,節能設備和產品普及率要從當前的10% 提高到100%[11]。因此,要加快推動科技創新驅動,建立自主創新體系,開發節能技術、資源回收與利用技術、新一代信息技術等,積極推廣空氣壓縮儲能技術、液態空氣儲能技術。
虛擬現實技術是新型顯示、傳感器、人工智能、物聯網等多種新一代信息技術創新融合的集大成者,在改變生產和服務模式、加快制造業轉型上,已初步展現出令人怦然心動的應用場景[12],已經廣泛應用于工業、醫療、教育、軍事、娛樂等行業。要加快推動大數據、云計算、人工智能、物聯網、區塊鏈、3D 打印等新一代信息技術、先進數字技術與工業制造深度融合,推動傳統制造業智能化發展,提高生產效率、降低生產成本。制造業產品在設計、研發、測試、營銷等環節,通過仿真驗證檢測產品性能、質量,減少、避免試產環節不必要的能源、資源浪費,驗證檢測成功滿足使用要求后再轉入現實世界進行規模化生產。
積極推動虛擬現實技術在產品包裝設計過程中的全面應用。產品包裝也是可持續發展中的重要領域,低碳、環保的綠色包裝是當前包裝行業的發展熱點與重點。通過使用虛擬顯示技術協同產品包裝設計、生產,避免由于包裝復雜性、多樣性在生產中出現原材料的重復浪費與能源的不斷消耗。采用虛擬現實技術可以更加充分地體現出設計師的創意與理念,也便于產品設計的快速改進和完善,符合當前乃至未來的綠色、創新發展理念。
園區是工業發展的主要載體,也是節能減碳的主戰場。一是要結合園區所在地能源結構、資源情況,最大程度地利用清潔能源,降低原有的能源消耗水平,加快新能源、可再生能源應用。鼓勵在園區的建筑物、構筑物、交通設施上安裝風能、太陽能等可再生能源利用設施,建設園區智能微電網,提高能源利用效率。通過在園區或周邊建立分布式可再生能源、儲能項目,解決風能、光伏等可再生能源波動的問題。二是在園區所在區域建立智慧監測平臺,將園區內用能企業信息數字化,通過大數據全面分析、制定園區企業節能減排方案。三是實施更加嚴格的節能環保標準,嚴把園區準入門檻,禁止不符合園區發展定位的企業和項目入園,積極開展廢水、廢氣、固體廢棄物等資源綜合利用,提高廢棄物資源化利用率。
自2020 年我國提出碳達峰、碳中和愿景目標以來,“雙碳”已經成為工業領域高耗能、高污染、高排放企業重點攻關的領域和密切關注的焦點。如何正確理解“雙碳”的真正內涵,如何實現“雙碳”目標,需要各地相關職能部門盡快出臺有關行動計劃、實施方案并進行有效宣傳。工業企業是碳排放大戶,也是實現“雙碳”目標的主體。相關職能部門要定期組織企業管理者參與“雙碳”知識普及、培訓,引導企業結合自身制造產品情況編制“雙碳”發展規劃,科學部署實際行動,避免空喊口號和空談目標,主動承擔低碳減排任務。引導企業進一步加強對節能減排的重視程度,加快企業用能轉型,為遠期發展留存更多的空間。企業要樹立實施綠色轉型、推動產業綠色發展可以更好推動高質量發展的理念,形成有效合力,實現碳文化落地生根,從源頭助力工業低碳轉型。