論碳中和的實現途徑與產業影響

劉慧麗，唐寶玲

1.通標標準技術服務（上海）有限公司；2.上海坤茂環境工程有限公司

“2030年以前達到碳排峰,2060年達到碳中和”,是我國關于碳中和做出的目標。中國關于碳中和的目標相對全球其他國家制定的目標來說,時間更緊、任務更重。碳中和對國內和全球的能源系統提出了新的要求，能源系統的改善和替代成為相關行業巨大挑戰,需要社會各界共同努力。

一、碳中和相關概念

(一)碳中和的概念和提出背景

碳中和指的是在持續一定歷史時間周期內,人類活動直接產生總的有害二氧化碳和無害溫室氣體量的碳排放量,與植物光合作用吸收所利用到的有益二氧化碳和溫室氣體排放的總量基本相等,達到自然平衡,實現“零排放”年的總目標。面對全球氣溫逐漸升高和氣候改變,我國提出碳中和的目標以應對這一挑戰。《巴黎協定》中各國已經達成一項共識,確定到到21世紀末,全球的年氣溫平均上升的幅度與目前全球經濟工業化過程年氣溫水平相比,要適當控制幅度在每年2萬℃以內,爭取再使全球氣溫穩定升高水平在每月1.5萬個℃以內。全球總體碳中和需要在21世紀60年代至70年代之間完成,以應對氣溫升高的挑戰。中國作為全世界最大的發展中國家,進入工業時代較晚,社會生產轉型也就較晚,完成碳中和的目標也就需要更多的時間。目前歐美發達國家已經在20世紀達到碳排放峰值。因此,部分歐洲國家規劃在2050之前達到碳中和甚至更早。我國整體規劃時間較晚,且目前國內化石能源消費比重高,整體呈現難度大、任務重的特點。

（二）碳中和的具體目標

2020年12月,國家主席習近平在哥本哈根氣候大會閉幕式上再次提出，未來我國關于低碳達峰碳中和減排的五項具體減排目標,即為2030年,中國國內二氧化碳排放總值要實現大幅度下降,與2005年相比,要下降65%以上。國內化石能源的使用量將大幅度下降,從目前的85%左右下降到25%以下。國內森林保有量與2005年相比,要增加60億立方米。清潔能源的生產總量要大幅度提高,完成12億千瓦的太陽能發電總裝機容量。2060年,中國實現碳中和目標,2021年3月,國家發改委對能源結構改革指明方向。要穩步推進水電發展，安全推進核電發展，加快光伏風電發展、推動鋼鐵、石化、化工等高耗能行業轉型。

（三）碳中和的相關政策

煤量多是我國傳統的單一能源優勢,因此形成了我國自從進入工業時代之后，一直以消耗煤炭作為主要傳統能源。我國現有的單一能源及消費源結構，均以傳統煤炭為核心,除占據著我國工業碳源排放中大部分份額的化工下游耗能企業外,煤炭行業幾乎成為決定我國工業生產碳排放總量的兩個主要動力來源。因此,對我國目前傳統的單一能源結構應該進行大力改革,促進煤炭充分清潔的有效利用,成為實現碳中和的重要舉措。針對近年來我國主要能源結構現狀調整和實現碳中和平衡目標的輿論引導,國家近期出臺《關于統籌和加強應對氣候變化與生態環境保護相關工作的指導意見》,對中國鋼鐵、電力和石化、煤炭、交通等耗能重工業項目，制定出明確清晰的實現碳達峰行動目標,分階段制定完善實現碳達峰總體目標的各項具體專項行動的方案措施。《關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》中指出,我國煤炭產業結構、能源結構、運輸網絡結構方面進行的諸多改革,對于中國實現碳達峰、碳中和具有顯著的經濟意義。綠色產業規模的持續發展和經濟在整個國民經濟總產值中所占份額比重的大幅提升,有利于中國能源資源產品的循環利用率大幅度提高。為切實促進全國碳中和節能目標責任書的目標實現,我國節能重點行業和工業重點產品能源利用率指標，在預計2035年前逐步達到、趕超國際同類先進發達國家水平,在率先實現全國碳達峰水平目標的基礎上，進一步合理降低單位二氧化碳排放量,實現中國碳中和目標穩步扎實推進任務。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》指出,煤炭能源生產及產業應向未來我國東部資源最為富集的地區集中。

在中央各項政策出臺之下,地方政府亦出臺政策響應雙碳政策,指導地方企業開展工作。作為資源覆蓋著全國各省市地區的鄂西北，是煤炭主要供應基地大煤省。《2020年山西省政府工作報告》指出,煤炭企業發展也一定要通過大力改革探索我國清潔型煤炭規模化生產等新型燃料的循環利用方法和新方式,發展壯大企業和清潔、高效新型能源規模,促進我國煤炭能源結構持續優化發展改革。其中提案“分質分級、能化結合、集成聯產”的議案，為加強煤炭企業發展技術創新指出了重點方向。氫能、智能電網也正逐漸成為未來煤炭能源結構面臨突破的重要的技術難題之一。山東和十五《2021你安全繩能源工作指導意見》分別指出,要著力在2021年左右加大落后煤炭及煤電設備壓減升級力度,推進大中型煤礦電網智能化系統建設改造。十二五內蒙古十四《關于確保完成“三十四五六”能耗雙控目標若干保障措施》中明確指出,2021年之前或中期以后，還要繼續研究加大調控力度，合理適當控制淘汰鋼鐵高耗能產業規模,不再新增或者審批新建和焦炭、電石、聚氯乙烯、甲醇制品生產經營等相關行業技改項目投資建設。若確有必要新增,必須在試驗差能和能耗減量置換的前提下進行,嚴格控制二氧化碳和溫室氣體的排放。

（四）碳中和的意義

為更好地保護自然生態環境，促進可持續協調發展,制定任務更重、時間又緊的綠色減排總目標,充分展現了中國項目在全球應對與全球區域變暖中應有的大國之擔當，踐行了構建人類命運共同體、同心同德同發展的理念。中國減排目標的實現和碳中和目標的達成,有利于避免煤炭能源用盡時能源危機的出現,確保我國的能源安全,有利于國內經濟的穩步發展。

二、國內各行業將承擔碳中和的責任

（一）化工企業要承擔碳中和的主體責任

化工企業作為碳排放的主要來源,進行能源技術創新、制定嚴格的碳排放標準,不僅有利于實現企業碳跨越和國內碳中和目標的實現,同時有利于提高化工企業在未來國內乃至全球市場的競爭力。筆者分析認為,化工企業可以從以下三個途徑進行改革和開展工作：

1.重視碳排放管理,建立健全碳排放相關標準,完善碳排放管理體系。首先是重視企業內部工作人員的碳排放和碳交易相關培訓工作的開展,促進企業碳管理水平的提高。其次,在企業內部定崗定責,明確個體責任,重視碳排放數據的監控,杜絕違法排放,公開碳交易數據。2.積極響應國家和地方雙碳政策,在企業發展規劃中加入碳中和目標。技術作為影響碳排放的重要方面,加大低碳技術的開發,增大研究投入力度,通過科技創新支撐企業碳排放量的降低,促進國內碳中和目標的實現。3.通過低碳產品引導公眾低碳消費，營造低碳氛圍。

（二）煤炭行業實現碳中和過程中仍然存在的問題和解決方案

目前在國內煤炭行業，存在以下一些問題,不利于我國碳減排中戰略和經濟目標要求的最終實現。

（1）標準規范要求不匹配。目前在煤炭行業，仍實行的是財政部2018年所頒布執行的國標《煤炭行業綠色礦山建設規范》標準。該規范雖然在煤炭節能、減排措施等方面制定了強制性標準規定,但與聯合國關于碳中和戰略愿景“綠色礦山”執行的強制性標準不能夠完全吻合。因此，我國煤炭行業仍在實行相關強制性標準，對于我國完成煤炭行業碳中和任務的總體目標尚有諸多不足。煤炭行業發展需要著重關注新標準和對于中國煤炭行業轉型發展工作的幾個重點指示,即要明確煤礦行業碳匯排放和核算標準邊界,加大企業技改與升級，減少二氧化碳排放,實施行業生態整體修復,增加工業碳匯。（2）監管法規要求不健全。碳排放信息監管是否準確,是制定合理的碳排放標準和改進生產機制、實現碳中和的重要前提保障。當前煤炭行業缺乏清晰完善的監管機制和高精度長時間的監測體系,生產各環節碳排放的占比難以明確,各部門各環節對于實現減排的貢獻度無法理清,企業關于制定下一步的減排計劃也就無從談起,外界亦無法獲悉煤炭行業碳排放的準確數據,無法為國家和地方提供足夠的煤炭行業關于減排政策的制定依據。（3）激勵機制不完善。碳中和作為我國發展的重要戰略目標,需要各行業積極參與,齊心協力。目前政府和地方對于企業能源轉型和減排的激勵力度和激勵范圍顯得不足,相關激勵政策難以走入企業發展規劃,無法發揮應有的作用,在推動企業轉型上力有未逮。

（三）污水廠在碳中和方面需要做出的努力

在污水廠處理污水的過程中,主要有兩個過程會造成二氧化碳的排放。首先,污水處理是利用電能去除掉水中的雜質。在產生電能的過程中,會產生大量的二氧化碳,也就是耗能產生的二氧化碳。其次,污水處理會用到大量的藥劑,藥劑使用過程中也會產生一定量的二氧化碳。最后,工作人員工作過程中呼吸也會產生二氧化碳。當前國內污水處理廠需要使用大量的清潔電能主要的來自于電廠燃煤和發電,很少有的小部分則來自于利用風能、太陽能,如果這樣能夠真正使得我國污水處理廠每天所消費用電能完全不需產生一點二氧化碳,那么我國就已經可以較大幅度上減少在污水處理過程中造成的碳排放,輔以污水處理廠周圍綠化工作的進行,污水處理廠就可以實現碳中和。因此,等待國家燃煤電廠轉型就成為我國國內污水處理廠實現碳中和的一道順風車。其次,國內污水處理廠可以借鑒先進污水處理廠的處理措施,即利用污水本身具有的能量,使之轉化為清潔污水所需的能量,這樣就可以減少燃煤產生電能的使用,降低碳排放。具體措施如下：

（1）提高污水中的碳氮比。提高污水中的碳氮比,使污水中有機能量轉化為甲烷的比例提升,提高污水中能量的利用率。可以通過完善城市污水輸送管道,通過污水百分百收集來實現污水中碳氮比的提高。也可以通過加入外部碳源,提高污水中的碳氮比。例如生活廢水與食品加工廠的食品廢物一同處理。（2）優化污水處理工藝,提高能量利用率。通過改善污水處理工藝,使用更少的能量處理更多的污水,可以降低單位污水凈化排放的二氧化碳,有效減少二氧化碳排放量。

（四）碳中和為汽車行業帶來新催化

截至2020年，我國在交通領域內的機動車碳排放量，仍占同期全國汽車總動力碳排放量總和。其中,道路交通運輸仍占據到了中國交通碳總體排放總額的大部分。汽車行業能源技術結構的快速革新設計和大規模產業化使用,將直接有利于實現交通運輸碳源排放數量的減少。

三、雙碳政策對各行各業的影響

（一）短期內對煤炭行業的影響

目前我國煤炭使用作為二氧化碳的主要來源,二氧化碳的排放主要是在燃煤發電過程中產生的。我國近年來煤炭發電消耗的煤炭量均保持在50%以上,且近年來我國用電量逐年增加,火力發電在發電中所占比例也逐漸上升。因此,電力行業對于煤炭的需求或繼續升高。當前國內電力行業減少煤炭消耗量的主要途徑包括三個方面,（1）降低發電用煤量。（2）發電端構建風能、太陽能等新能源發電體系,減少燃煤發電所占比例。（3）加快我國電網建設,使清潔能源能夠輸送到國內更廣的地區,減少部分地區燃煤發電量的同時,保證該地區電能的供應。筆者分析之后認為,如果在短期內有效減少傳統煤炭鍋爐發電需要的使用煤炭量,就可能需要企業對傳統發電機組技術進行徹底升級或者換代。不僅需要持續消耗企業大量投入的運行資金,還需要繼續對鍋爐工作運行人員進行一定強度的適應性培訓,需要連續消耗煤炭一定的工作時間。因此,保證機組原有額定發電量目標的達成，同時大幅減少煤炭使用量短期范圍內是難以得到實現。關于增多發電端新能源分布式發電系統設施群的選址建設,考慮到分布式水電、風電、光伏太陽能發電項目具有的長期不安全穩定性,受區域自然條件因素影響較大,難以滿足我國國內對電能的需求,短期內也不容易實現。

（二）長期燃煤發電將持續減少,但仍有一定的存量

隨著雙碳政策的實行和國內新能源發電終端的建設,燃煤發電將不再占據發電的主要地位,煤炭作為發點所需的燃料也將持續減少。但考慮到風能、光伏發電等具有不穩定性,在必要時增大火力發電量,火力發電會發揮調峰、保供的作用。

（三）雙碳政策對煤炭企業信用的影響

隨著近年來我國煤炭生產重心向資源儲備量大、噸煤成本低的地區轉移,行業集中度逐漸提高。碳達峰之后,煤炭需求量將會呈現下降趨勢,因此煤炭價格也會相對逐漸下降,煤炭資源保有量少、噸煤成本搞的煤炭企業將會面臨工作人員負擔重、薪資難以提高的境況,企業將會面臨虧損的可能性,而山西、內蒙古等資源稟賦好的地區的煤礦企業,將有可能抵御此番行業風險。因此,煤炭行業企業信用水平將面臨分化的局面,并且這種情況會不斷加劇。

（四）化工行業:環保材料開啟新藍海

雙碳政策的推出和碳約束的實行,會對搞污染、低生產效益的工廠和產業進行淘汰,煤炭行業以外的行業也將面臨行業集中的趨勢。聚氨酯作為理想的建筑保溫材料,與其他保溫材料相比,可以在實現保溫的基礎上減少二氧化碳的排放,未來建筑行業對聚氨酯的需求將會持續增大、快速增長,同時,為降低聚氨酯大量使用帶來的成本增加,為降低原材料成本,規模效應會使得大型聚氨酯生產工廠出現。

（五）鋰電設備需求規模有望實現持續大幅度增厚

目前,隨著電動汽車行業的興起,電動化趨勢加速,動力鋰電池的需求將會繼續增長,并且擴散到其他能源轉型領域,也就意味著市場對鋰電池的需求,會促進頭部鋰電池生產企業的擴產,當前已經存在的鋰電池生產企業擴大生產規模、步入供應鏈,將在未來具有顯著的國際競爭力。

四、結語

總體來看,隨著碳達峰、碳中和政策的推進,對國內各企業而言,減排任務重,挑戰巨大,但隨著行業集中度的升高、新技術的開發、新能源設施的建設,國內二氧化碳排放量會有顯著降低。對于國內各行業而言,能源轉型和碳排放量的降低,在促進人類可持續發展的同時,可以有效提高各行各業在國際上的競爭力,推動我國經濟穩定發展。