碳中和目標下江西能源轉型的潛在難點及其破解路徑

袁杰輝 劉志紅 彭天鐸

［摘 要］碳中和背景下，能源綠色轉型備受關注。當前江西能源轉型還存在許多潛在難點，包括清潔低碳能源開發利用少、多能互補能源綜合利用水平低、能源數字化智慧化發展起步晚等。為此，需從省內外雙向發力增加天然氣供給、深挖太陽能和風能資源潛力、多措并舉促進生物質能開發等方面進行破解，以助力江西能源轉型和碳中和目標實現。

［關鍵詞］碳中和；能源轉型；潛在難點；破解路徑；江西

［中圖分類號］F426 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1005-7544（2023）12-0003-09

［作者簡介］袁杰輝，宜春學院贛西區域經濟社會發展研究中心主任，副教授、碩士生導師；

劉志紅，宜春學院贛西區域經濟社會發展研究中心講師，博士；

彭天鐸，清華大學氣候變化與可持續發展研究院助理研究員，博士。

［基金項目］江西省社會科學基金項目“碳中和目標下江西能源轉型路徑研究”（21GL53）、江西省“雙千計劃”項目（3350200018）

我國先后提出2030年碳排放達峰、2060年碳中和及2035年美麗中國建設目標基本實現的重要承諾，將在全球治理中發揮重要引領作用。為此，以高碳燃料為主的傳統能源系統必須向清潔低碳能源系統轉型，驅動傳統的粗放經濟社會系統向綠色低碳高質量發展的經濟社會系統轉型。［1-2］我國花大力氣、付出巨大代價實施能源革命的國家戰略，推動能源供給革命，構建清潔低碳新體系；推動能源消費革命，開創節約高效新局面。［3-5］為實現上述目標，我國采取了“中央統籌、省負總責、市縣抓落實”的工作機制［6］，各個省份將發揮關鍵的主體作用，是攻堅克難的主戰場、主陣地。但是，我國各個省份省情不同，經濟社會發展水平、產業結構、能源供給與消費、能源資源稟賦等情況顯著不同［7］，碳中和目標下能源轉型的實現條件和路徑也必然不同。碳中和目標倒逼下，省級層面的能源轉型問題將成為未來研究焦點。

目前，關于碳中和背景下能源轉型的研究主要聚焦于能源轉型路徑情景模擬［8-10］、能源轉型案例研究［11-12］及能源轉型戰略研究［13-14］等，研究尺度則是關注全球層面的能源轉型［15-16］、國家層面的能源轉型［17-18］、省級層面的能源轉型［19］以及城市層面與部門層面的能源轉型［20-21］。總體來看，現有研究多關注全球、國家層面的能源轉型，對省級層面的研究較少。而且，現有研究往往是簡單的定性分析或是基于抽象建模的情景模擬分析，難以深入刻畫一省之省情特殊性，如經濟發展階段特征、產業結構特征、能源資源稟賦條件等。本研究將從系統視角，構建碳中和目標下省級層面能源轉型路徑探索的統一分析框架，并以江西省為例，揭示碳中和目標下江西能源轉型的潛在難點，破解潛在難點的實現路徑，促進江西能源轉型成功實現以助力江西碳中和目標完成，以期為碳中和目標下省級層面能源轉型的目標規劃、實現路徑及行動措施提供參考。

一、新時期江西能源供給與消費及碳排放特點

（一）江西能源供給對外依存度極高

為保障經濟社會的快速發展，江西大力推動能源發展，能源產業迅速壯大。1949年，江西全省發電總量僅為0.04億kWh，到1978年也僅為45.3億kWh。此后，江西發電量處于快速增長階段，1987年首次突破100億kWh節點，2009年突破500億kWh節點，2016年突破1000億kWh節點。［22-23］2021年，江西省發電量為1563.3億kWh，比1978年發電量增長了33.5倍。［24］經過數十年發展，江西能源供應體系不斷健全，能源生產量持續增加，基本解決了江西經濟社會發展面臨的能源“瓶頸”制約問題。但是，江西在資源稟賦方面處于缺煤、少水、無油、乏氣的不利局面，且新能源潛力有限，能源自給能力嚴重不足。近些年來，隨著戰略調整，江西的煤炭產能大幅減少，能源的對外依存度由2012年的63.6%快速攀升至2021年的86.4%（見圖1）。當前，江西96%以上的煤炭、100%的原油以及100%的天然氣是依靠省外調入供應的，江西能源保供形勢十分嚴峻。

（二）江西能源消費總量持續增長

隨著國民經濟的持續快速增長和人民生活水平的日益提高，江西能源消費量持續增加。自1985年江西能源消費總量首次突破1000t標準煤這一重要關口之后，2007年突破5000萬t標準煤關口，2014年突破8000萬t標準煤關口，2021年突破1億t標準煤關口，達到10345.5萬t標準煤。［25］能源消費的快速增長，突顯了江西經濟快速發展對能源的迫切需要，也突顯了居民對生活品質的日益追求。江西省人均生活用能在2005年首次突破100kg標準煤，約為114.1kg標準煤，到2021年已達348.2kg標準煤，增長約2.1倍。江西正處于在加快革命老區高質量發展上作示范、在推動中部地區崛起上勇爭先的關鍵跨越期。隨著經濟的持續發展，未來江西省能源消費總量將不斷邁上新臺階。

（三）江西能源消費結構持續優化但高碳能源依然占主導地位

“十一五”以來，江西針對高耗能行業，嚴格執行差別電價政策，全面淘汰落后產能，重點淘汰電力、鋼鐵、焦炭、水泥、造紙等行業落后產能。以燃煤為主的落后產能加速淘汰，促進了江西能源消費結構持續優化改善。雖然受資源稟賦特點影響，煤炭占江西能源消費總量比重始終保持第一，但總體上呈現下降趨勢，從2005年的74.0%下降到2021年最低的59.6%（見圖2），下降14.4個百分點。石油占江西能源消費總量比例在波動中小幅降低，由2005年的17.0%下降到2021年的14.8%。天然氣、一次電力（包括水電、風電、太陽能發電以及生物質能發電）及其他能源等低碳清潔能源占江西能源消費總量的份額則大幅提高。天然氣占比從2005年的零增加到2021年的4.8%。［26］一次電力及其他能源占比則由2005年的9.0%提高到2021年的20.8%，提高了11.8個百分點。總體來看，江西能源消費結構持續優化但高碳化石能源依然占主導地位。

（四）江西碳排放總量持續增長

隨著經濟社會發展，大量的能源被消耗，江西省的碳排放總量持續增長。1999年江西省的GDP為1963億元，按可比價格計算，比上年增長7.8％。根據測算［27］，1999年江西省的碳排放總量約為0.5億tCO2，比上年增長0.4%。到2019年，江西省的GDP為24757.5億元，比上年增長8%。同樣基于測算，2019年江西省的碳排放總量約為2.4億tCO2，比上年增長2.4%。20年來，江西省的碳排放總量增長了3.7倍，以年均8.2%的碳排放總量增長貢獻了年均10.9%的GDP增長（見圖3）。從江西碳排放總量年度增長率來看，從期初的快速增長過渡到現在的波動中下降，但全省碳排放總量依然保持持續增長的態勢，為2030年前碳達峰和2060年前碳中和帶來不小的壓力。

二、碳中和目標下江西能源轉型的潛在難點

（一）清潔低碳能源開發利用問題

1.天然氣供給與消費增長緩慢

天然氣的使用，為江西能源結構的改善和產業結構轉型升級提供了重要的能源支撐，也成為江西省堅持綠色發展的生動縮影。碳中和目標下，天然氣將持續發揮重要橋梁作用。早在2006年，江西已用上天然氣，主要是通過槽車運入的液化天然氣和壓縮天然氣。但是，由于尚未發現常規天然氣資源，加上特殊的區域位置，2010年江西才開始用上長輸管道天然氣，是全國最晚使用長輸管道天然氣的省份之一。經過這些年的努力，天然氣供氣管網建設取得了長足進步。江西城市供氣管道長度從2006年的881km增長到2021年的20714.5km，增長了22.5倍（見圖4）。橫向來看，江西省城市供氣管道長度總量依然偏小，位居全國第17位。江西城市天然氣供氣量從2006年的313.9萬m3增長到2021年的234841.5萬m3，增長了747.2倍。然而與其他天然氣利用較好的省份相比，江西天然氣供給增長緩慢。從消費側看，江西省天然氣消費占總能源消費的比重由2005年的零增長到2021年的4.8%，但遠低于全國平均水平的8.9%，天然氣消費增長緩慢。

2.太陽能與風能開發建設難度和不確定性大

作為可再生的清潔能源，太陽能和風能是公認的未來“雙碳”目標實現的主力軍，特別是碳中和目標實現下太陽能和風能將占能源消費結構的70%以上。我國太陽能與風能資源十分豐富，但全國各省份分布不均衡。江西省太陽能、風能資源條件較差，太陽能水平面總輻照量平均值僅為1480.4kWh/km2，70米高度層平均風速與平均風功率密度分別僅為4.58m/s和117w/m［28］，屬于資源稟賦較差的典型弱質資源區［29-30］。新時期轉變發展思想下，省內風能、太陽能開發利用步伐加快。2021年江西風電裝機容量為547萬kW、風力發電量為103.6億kWh，分別比上年增長7.3%與45.9%。2021年太陽能光伏發電裝機容量為911.2萬kWh、太陽能發電量為80.3億kWh，分別比上年增長17.4%與29.5%。但風力發電量和太陽能發電量占總發電量的比例分別為6.4%和4.9%，合起來的發電量占比也僅為11%左右，發電量占比小、替代能力弱。江西太陽能與風能資源稟賦差，開發成本高，且受電網消納、環保約束、用地緊缺等因素影響，太陽能與風能后續開發建設難度和不確定性大，后續發展挑戰重重。

3.生物質能開發占比小

生物質能作為一種可再生的清潔能源，將在“雙碳”目標實現中發揮重要作用。作為農業、林業大省，江西生物質能蘊藏量較為豐富。但現階段生物質能利用規模小，而且形式較為單一，主要是生物質發電，包括一般生物質發電（含農林生物質發電和沼氣發電）和垃圾焚燒發電［31］。2021年江西省生物質發電裝機容量為113.3萬kW，其中一般生物質發電裝機容量39.9萬kW、垃圾焚燒發電裝機容量73.4萬kW，生物質發電裝機容量占全省發電裝機總容量的2.3%。2021年江西省生物質發電電量為51.7億kWh，即一般生物質發電和垃圾焚燒發電電量分別為17億kWh和34.7億kWh，生物質發電電量占全省發電總量的3.3%。橫向對比來看，江西生物質能開發規模也相對偏小。例如，2021年生物質發電電量全國排名第一的廣東省的發電量為206.6億kWh［32］，大約是江西省生物質發電電量的4倍。

4.地熱能開發利用率低

地熱能是一種綠色低碳、可循環利用的可再生能源，也將在“雙碳”目標實現中發揮重要作用。江西省地熱資源豐富，具有較好的地熱資源開發利用潛力，省內地熱資源得到了一定程度的開發利用。早期，江西地熱能開發利用探索了地熱發電。1971年在宜春建立的溫湯地熱試驗發電站，為我國第一批7個中低溫地熱試驗電站之一［33］，是世界上因地制宜利用中低溫地熱水發電的范例。中后期，江西地熱能開發利用以溫泉旅游、溫泉療養的供熱為主。江西省地熱資源的利用還存在程度不高、途徑不廣、規模不大的特點，地熱能開發利用率低，地熱資源綜合利用的潛力還很大。

（二）多能互補能源綜合利用水平低

實現碳中和目標，既涉及能源結構的優化調整，又涉及能源利用效率的提升。傳統集中供能方式一次只能供應一種能源產品，且利用效率低下，通常在30%～50%之間［34］。天然氣分布式綜合供能方式可以供應電、熱（熱水、蒸汽）、冷、壓縮空氣等多種產品，同時通過能源的梯次利用，綜合利用效率可達70%～95%。與以煤炭為燃料的集中供能相比，天然氣分布式綜合供能實現了清潔燃料的替代和能源利用效率的提高。但是現階段江西省的天然氣分布式能源項目較少。多能互補能源系統是傳統分布式能源應用的拓展，是“風光水火儲一體化”理念在能源系統工程領域的具象化，使得分布式能源的應用由點擴展到面，由局部走向系統。江西多能互補能源綜合利用水平低，剛剛才開始發展一些多能互補能源綜合利用項目。

（三）能源數字化智慧化發展起步晚

能源數字化智慧化是新時期推動江西能源產業鏈現代化的重要引擎，是江西建設新型能源體系的重要措施，對提升江西能源產業的核心競爭力、推動江西能源的高質量發展具有重要意義，將為江西構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系和積極穩妥推進江西碳達峰碳中和提供有力支撐。當前，江西省和全國其他許多省份一樣還普遍停留在發展能源管理階段。能源管理是能源數字化智慧化發展的初級階段，一般能給企業或者項目帶來9%左右的節能效果［35］。“雙碳”目標的提出對新時期能源發展提出了更高的要求，能源需要實現數字化智慧化發展。近些年江西省已經開始嘗試探索發展綜合智慧能源項目，如國家電投集團江西公司探索示范的綜合智慧能源項目“贛江新區儒樂湖（產業）新城供熱供冷項目”。總體來看，江西省能源數字化智慧化發展尚處于起步階段，整體發展水平較低。

三、碳中和目標下江西能源轉型潛在難點的破解路徑

（一）省內外雙向發力增加天然氣供給

碳中和目標下，可再生能源占主導地位的新型能源系統比以往任何時候都更需要作為穩定基石的天然氣。出于歷史積累的原因，江西天然氣供給增長緩慢。為此，江西需要省內外雙向發力破局增加天然氣供給、促進天然氣消費。從省內來看，未來江西需要加強以下方面的工作以增加天然氣供應。一方面是加大江西頁巖氣等非常規天然氣資源的勘探開發力度［36］，爭取在2030年前后能進行商業化開采，摘掉江西不能生產天然氣的帽子，減少對外部能源資源的依賴，降低額外成本和突發風險。另一方面要持續加強天然氣管網設施建設，增加天然氣供給、促進天然氣消費，進而反向促進天然氣供應需求增加。從省外來看，鑒于上游天然氣資源有限，面對省份之間的激烈競爭，江西需要創新合作形式，通過上下游企業自主對接合作、省份之間合作等方式增加天然氣供應渠道，進而增加天然氣供給。

（二）深挖太陽能和風能資源潛力

碳中和目標下，新型能源系統將由以太陽能和風能為代表的高比例可再生能源占據主導地位。江西要建設高比例可再生能源占據主導地位的新型能源系統，還需要大量開發太陽能和風能。但是，受制于資源稟賦、開發成本、土地資源、民眾意識、體制機制等，太陽能和風能發展將困難重重。為此，江西必須想方設法深挖太陽能和風能資源潛力。以太陽能光伏發電開發為例，江西可通過以下路徑嘗試突破。第一，繼續加強技術研發和資源評價篩選。一方面，通過技術研發提高發電效率和降低單位開發成本進而提高收益，另一方面通過資源評價篩選準確識別項目的經濟性并及時開發項目，進而提高光伏發電總量和比例。第二，集中式和分布式并舉，因地制宜突破土地條件限制。集中式方面，在充分挖掘一般土地資源的同時，充分利用碎片土地資源，如廢棄礦山等廢棄土地、高速路旁等邊緣土地、鹽堿地等荒涼土地，進一步增加光伏發電裝機容量。分布式方面，一是通過宣傳教育、知識普及等讓廣大民眾知曉光伏發電相關知識、增強其使用意愿，進而提高屋頂分布式和工商業分布式光伏發電滲透率；二是通過分布式+旅游、分布式+漁業、分布式+農業等開發模式創新，進一步提高分布式光伏發電裝機容量。第三，完善體制機制，突破制度限制。例如，探索中央、地方分布式光伏發電指標分盤的多方共贏機制，減少指標問題對分布式光伏發電發展的阻礙。

（三）多措并舉促進生物質能開發

江西生物質資源豐富，但現階段生物質能開發形式單一、規模偏小。“雙碳”目標下，生物質作為清潔可再生的能源需要進行大規模開發，江西需要多措并舉促進生物質能開發。第一，因地制宜，探索生物質資源綜合利用體系。結合江西省省情，探索生物質資源能源化、肥料化、飼料化等的綜合利用體系、不同利用方式的合適比例，實現生物質資源的最大化利用。第二，豐富生物質資源能源化開發方式。從當前的生物質發電拓展到生物燃料替代汽柴油，生物柴油替代化石柴油，燃料乙醇替代化石汽油，生物天然氣替代汽柴油、煤炭，生物質供暖替代煤炭等。第三，借鑒山東、遼寧等先進省份經驗，研發生物質收集新模式。探索適合江西省情的生物質收集新模式，增加生物質資源供給，擴大生物質能開發利用規模。

（四）創新地熱資源開發利用方式

地熱能是具有巨大潛力的清潔、可循環利用的可再生能源。江西地熱資源豐富，但現階段開發利用形式單一、規模偏小。碳中和目標下，江西需要創新地熱資源開發利用方式，促進地熱能的開發利用。第一，豐富地熱能開發利用方式。從當前的地熱溫泉旅游、溫泉療養的熱水供應拓展到建筑供暖和生活熱水供應，減少煤炭供暖。還可以拓展到溫室種植、水池養殖等的供暖和熱水供應，減少煤炭和電力消耗。此外，要繼續嘗試拓展到中低溫地熱和干熱巖發電，替代煤炭發電。第二，創新管理體制機制，減少地熱溫泉水資源浪費。江西有不少原始的或經過初步利用的地熱溫泉水直接流入大自然，大量浪費地熱能。未來需要建立新的管理體制機制，加強對地熱溫泉水資源的收集利用，增加地熱能開發，減少相應的煤炭消耗。第三，創新開發利用模式，最優化開發地熱能。嘗試探索在盡可能不損壞地熱溫泉資源的情形下，通過回灌、精準控制等方式，優化開發利用模式，以可持續的方式最大限度地開發地熱能。

（五）加大多能互補能源綜合利用力度

碳中和目標下，清潔能源的替代十分關鍵，能源利用效率的提高也十分重要。江西發展天然氣分布式能源系統、多能互補能源系統綜合供能有助于實現雙重目標。第一，考慮天然氣分布式能源系統、多能互補能源系統綜合供能的環境正外部性，給予財政補貼激勵。借鑒上海、四川、北京等地做法，為天然氣分布式能源系統、多能互補能源系統綜合供能提供財政補貼。第二，考慮氣價波動性，建立氣電價格聯動機制。借鑒江蘇、廣東等地做法，讓天然氣分布式能源系統、多能互補能源系統綜合供能的上網電價適用氣電聯動機制，保障項目的平穩運行。第三，考慮天然氣分布式能源系統供能、多能互補能源系統綜合供能的碳減排作用，允許天然氣分布式能源項目等清潔低碳供能項目參與碳交易。江西可以嘗試探索將天然氣分布式能源項目、多能互補能源系統綜合供能項目替代傳統燃煤分產供能項目減排的CO2納入碳市場進行交易以獲得收益，鼓勵天然氣分布式能源項目等清潔低碳供能項目的開發。第四，基于可再生能源的多能互補能源系統綜合供能提供“綠電”，給予財政補貼激勵。借鑒北京、上海等地做法，為基于可再生能源的多能互補能源系統綜合供能的電力提供綠電補貼，促進基于可再生能源的多能互補能源的發展。

（六）加快提高能源數字化智慧化水平

碳中和目標下，數字技術與能源產業融合發展能提高能源數字化智慧化水平，將對能源行業的提質增效與碳排放的總量和強度“雙控”起到關鍵支撐作用。江西需要加大力度促進能源數字化智慧化發展、提高能源數字化智慧化水平。第一，加大對能源數字化智慧化技術研發及項目示范的支持力度。各級相關主管部門要將能源數字化智慧化創新應用示范相關技術裝備優先納入能源領域首臺（套）重大技術裝備支持范圍，享受相關優惠和支持政策。第二，加大對能源數字化智慧化技術創新的資金支持力度。發揮財政資金的引導作用，用好碳減排支持工具等綠色金融工具，鼓勵金融機構創新綠色金融產品和服務，加大資金支持，孵化能源數字化智慧化關鍵技術、工藝、裝備。第三，加大對能源數字化智慧化發展的財稅政策支持力度。研究制定促進能源數字化智慧化發展的補貼、稅收等優惠政策，提高項目經濟性，促進項目開發。第四，加快能源數字化智慧化人才培養。深化能源數字化智慧化領域產教融合，支持企業與院校圍繞重點發展方向和關鍵技術共建研究中心、產業學院、實習基地等［37］，加速能源數字化智慧化跨界復合型人才的培養。

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Potential Difficulties and Its Solution for Jiangxis Energy Transformation Under the Goal

of Carbon Neutrality

Yuan Jiehui Liu Zhihong Peng Tianduo

Abstract： Under the context of carbon neutrality， the green energy transformation has attracted much attention. There are still many potential difficulties in Jiangxis current energy transformation， including insufficient development and utilization of clean and low-carbon energy， low level of comprehensive utilization in multiple energy sources complementing each other， and late start of digital and intelligent development of energy. To this end， efforts need to be made from both inside and outside the province to increase natural gas supply， tap into the potential of solar and wind energy resources， and take multiple measures to promote the development of biomass energy， in order to help Jiangxi achieve its energy transformation and carbon neutrality goals.

Key words： carbon neutrality; energy transformation; potential difficulties; solution; Jiangxi

［責任編輯：嚴玉婷］