“三線一單”減污降碳協同管控探索與實踐：以煙臺市為例

張南南，秦昌波，于雷，厲斌

（生態環境部環境規劃院戰略規劃研究所，北京 100041）

引言

在“十四五”期間乃至未來很長一段時間，我國將面臨如期實現空氣質量持續改善和碳達峰、碳中和（以下簡稱“雙碳”）的雙重壓力。研究表明[1]，我國的環境污染物與溫室氣體排放呈現同根、同源、同過程的特征，具有較好的協同減排潛力。為推動減污降碳協同增效，助力“雙碳”目標實現，生態環境部等7 部門聯合印發《減污降碳協同增效實施方案》（以下簡稱實施方案）[2]。實施方案的發布標志著我國生態環境保護工作進入減污降碳協同治理新階段。隨后，生態環境部配套出臺一系列指導性文件，積極探索將減污降碳協同管控要求融入現有生態環境管理體系。

“三線一單”（生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線和生態環境準入清單）是實現生態環境保護精細化管理、強化國土空間環境管控、推進綠色高質量發展的一項重要制度[3]。2021年底，全國“三線一單”共劃分4 萬多個環境管控單元，標志著我國以源頭預防為主的生態環境分區管控體系基本建立[4]。然而，現有“三線一單”管控體系并未涉及“雙碳”、減污降碳協同增效等要求。為落實國家“雙碳”戰略和生態環境部關于減污降碳協同治理要求，2021年，生態環境部在全國范圍內選取16 個試點城市，探索將減污降碳協同管控融入“三線一單”體系的技術路徑和管理模式。

煙臺經濟技術開發區是全國“三線一單”減污降碳協同管控試點城市之一，同時也是中國（山東）自由貿易試驗區煙臺片區承載地、山東新舊動能轉換核心區。本文以煙臺經濟技術開發區為試點研究案例，探索“三線一單”生態環境分區管控促進減污降碳協同管控的技術路徑，以期為完善“三線一單”編制技術方法提供借鑒。

1 “三線一單”減污降碳試點主要任務和技術路線

參照生態環境部印發的《“三線一單”減污降碳協同管控試點工作方案（征求意見稿）》[4]和《“生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線和環境準入負面清單”編制技術指南（試行）》[5]，從基礎評價、“三線”減污降碳協同性分析、生態環境準入清單優化三個方面開展試點研究任務。本文研究技術路線如圖1所示。

（1）基礎評價?；凇叭€一單”現有工作成果和“雙碳”工作基礎，分析污染物和CO2排放現狀特征、中長期趨勢等，明確未來減污降碳的重點行業、重點分區和重點管控單元。

（2）“三線”減污降碳協同性分析。以大氣環境質量底線、能源利用上線等碳污緊密相關的兩條上線為重點，通過建立PM2.5改善目標——大氣環境質量底線目標、“雙碳”目標——能源利用上線目標間的映射關系，評估分析滿足多目標情景下大氣環境質量底線、能源利用上線等目標協同性、管控分區協同性、技術措施協同性。

（3）生態環境準入清單優化。聚焦重點行業和領域，銜接上述“三線”協同性分析結果，從空間布局約束、污染物和碳排放控制、環境風險防控、資源利用效率等方面，補充納入“雙碳”目標約束下的額外管控要求，提出以減污降碳協同增效為導向的生態環境準入清單優化方案。

（4）提煉技術路徑。歸納提煉“三線一單”生態環境分區管控促進減污降碳協同增效的技術路徑，形成可復制可推廣的技術流程和成果表達形式。

2 煙臺開發區協同管控試點研究

2.1 基礎評價

2.1.1 大氣污染物和CO2一體化排放清單構建

現有大氣污染物排放清單和CO2排放清單，在源分類體系、統計口徑、核算方法等方面均存在較大差異，導致在協同管控政策制定和實施過程中缺乏有效數據支撐。從整體來看，大氣污染源排放清單體系劃分得更加精細，點源排放通常細化至企業級；CO2排放清單多基于能源統計數據測算，整體較為宏觀。因此，本研究以大氣污染物排放清單為基礎，采用自下而上的方法建立大氣污染物和CO2一體化排放清單，一方面可以從排放源頭理清減污和降碳間的協同機理；另一方面能夠建立排放源與“三線一單”管控單元之間的空間映射關系，用于評估分析管控單元甚至更小尺度空間單元上的減污降碳協同關系。煙臺開發區大氣污染物排放清單和CO2核算分別參考《城市大氣污染物排放清單編制技術手冊》[6]和《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》中的技術方法。其中，活動水平數據主要來源于環境統計數據、排污許可、污染源普查數據、實地調研等。

一體化排放清單核算結果表明，開發區CO2排放量呈現工業占絕對主導地位，且集中分布龍頭企業。2020年煙臺開發區CO2排放量為2150 萬t，其中工業是其排放主要來源，占比97%；交通、居民生活、建筑、農業等領域CO2排放占比均較小，合計占比3%以內。從工業行業來看，化工和電力熱力兩個行業分別占工業CO2排放總量的52%和45%。

2.1.2 基礎底圖構建

根據《“三線一單”減污降碳協同管控試點工作方案（征求意見稿）》中任務要求，基礎底圖構建主要涉及環境管控單元和大氣環境管控分區。為確?；A底圖劃定一致、數據一致、標準一致，在原煙臺市公開發布的“三線一單”工作底圖基礎上，提取煙臺開發區環境管控單元和大氣環境管控分區圖（圖2 和圖3）。在此基礎上，耦合碳排放相關基礎數據庫，建立管控單元—重點排放行業—技術措施庫的空間映射關系圖，作為“三線一單”碳排放基礎數據庫和減污降碳基礎底圖。

圖2 煙臺開發區環境管控單元示意

圖3 煙臺開發區大氣環境管控分區示意

2.2 “三線”減污降碳協同性分析

2.2.1 目標協同性分析

在完成基礎底圖構建的基礎上，聚焦“雙碳”目標、PM2.5濃度目標、能源利用上線目標等，開展多目標協同性分析。首先，需要銜接開發區“雙碳”工作基礎。煙臺開發區作為國家級生態工業園區，于2022年9月已經完成《煙臺經濟技術開發區碳達峰碳中和實施路徑專項報告》（以下簡稱專項報告），該專項報告明確了開發區“雙碳”目標、主要任務及實施路徑。根據專項報告中“雙碳”預測模型（圖4），不同控制情景下協同降碳強度和力度均存在較大差異?？傮w來看，開發區將于2027—2030年實現碳排放總量達峰，峰值在2410 萬～3239 萬t，2060年左右實現碳中和。為盡可能發揮降碳對減污的協同促進效應，選取強化情景作為“雙碳”目標下PM2.5濃度目標、能源利用上線目標分析的基準情景。

圖4 不同情景下煙臺開發區中長期碳排放量預測

從能源利用上線目標協同性來看，根據強化控制情景預測（表1），煙臺開發區2025年能耗總量預計在1600 萬噸標煤以內，預計碳排放強度下降30%左右，單位地區生產總值（GDP）能耗累計下降25%。由于山東省及煙臺市并未分解“十四五”能耗強度和碳排放強度目標至煙臺市及煙臺開發區，按照全國和山東全省平均水平估計，煙臺開發區碳排放強度目標和能耗強度目標能夠滿足國家和山東省“十四五”規劃目標要求，以及煙臺市“三線一單”中預測目標。

表1 強化情景下煙臺開發區碳排放情況

從大氣環境質量底線目標協同來看，采用CMAQ 模型對2025年、2030年、2035年PM2.5濃度模擬分析表明，強化情景下控制政策能夠較大程度促進煙臺開發區空氣質量的持續改善。假定煙臺開發區周邊區域按照同等減排比例測算，2025年、2030年、2035年煙臺開發區PM2.5濃度分別達到27μg/m3、25μg/m3、24μg/m3。 與當前“三線一單”設定的2025年和2035年PM2.5濃度目標相比，PM2.5濃度目標分別降低3μg/m3和1μg/m3。說明開發區制定的“雙碳”實施戰略與實施路徑能夠有效促進PM2.5濃度的持續改善。

2.2.2 空間協同性分析

本研究將大氣污染物和CO2排放源在空間位置上的差異定義為空間協同性。通過開展大氣污染物和CO2空間協同性評估，能夠有效識別CO2排放量較大且游離于大氣高排放重點管控區之外的網格單元，補充納入高排放重點管控區?，F有“三線一單”編制技術指南中僅將大氣環境高排放重點管控區定義為工業園區、大氣污染物排放量較大的區域，未考慮CO2排放的影響因素。因此，通過引入大氣污染物和CO2空間協同性評估方法，識別大氣污染物和CO2排放“雙高”的區域，可以作為大氣高排放重點管控區劃定方法的補充完善。

研究采用大氣污染物和CO2排放雙高“熱點”網格的方法來量化兩者空間協同關系。首先，通過排放清單空間分配方法[7]，利用Arc GIS 軟件，將一體化排放清單分配至500 m×500 m 的網格單元。然后，對網格化CO2排放量由大到小進行排序，篩選占比前1%（15 個）的網格單元作為熱點網格。對熱點網格中的污染物排放量進行統計分析發現（圖5），篩選出的15 個500 m×500 m 熱點網格，僅占總網格數的1%，貢獻了開發區99%的CO2排放，90%的CO 和一次PM2.5，80%以上的SO2、NOx、VOCs、PM10排放。說明開發區CO2排放具有更高的空間集聚性，主要大氣污染物排放與CO2排放空間分布具有較好的一致性。

圖5 熱點網格中各常規污染物排放占總排放量的比重

將上述評價得出的15 個“雙高”排放熱點網格與現有大氣高排放區域疊加分析（圖6），發現有6個網格單元位于大氣高排放重點管控區，5 個網格位于布局敏感重點管控區，3 個位于受體敏感重點管控區，1 個位于一般管控單元。排除熱點網格中采用電力、天然氣等清潔能源的工業企業，聚焦“兩高”行業，進一步篩選以電力、熱力、化學品制造為主導的4 個熱點網格單元。

圖6 大氣熱點網格與管控分區分布示意

將上述識別出的4 個熱點網格，疊加土地利用數據、高分辨率衛星遙感影像等，提取網格單元所在工業用地斑塊或工業集聚區邊界作為新增減污降碳協同重點管控區域。如圖7所示，新識別出3 個區域可以作為后續大氣環境高排放區域細化調整的參考。

圖7 新增減污降碳協同重點管控區示意

2.3 生態環境準入清單優化

基于基礎評價識別的重點行業和重點管控單元，結合一體化排放清單，建立管控單元—重點排放行業—技術措施庫的空間映射關系圖。在目標和空間協同性分析的基礎上，構建減污降碳協同度量化評估方法，對強化情景下采取的技術措施開展協同度量化評估，并將協同效果較好的技術措施合理分解為空間布局約束、污染物和碳排放控制、環境風險防控、資源利用效率四個維度的管控要求，補充納入生態環境準入清單。

2.3.1 減污降碳協同指數構建

現有關于協同度量化方法的研究多采用邊際減排成本法、協同坐標系法、彈性系數法、協同指數法等[8,9]，目前尚未形成統一規范的方法?？紤]方法的適用性和可操作性，本研究擬采用協同減排當量（EReq）和協同效應系數（S指數）兩種方法分別量化不同技術措施的協同性。在管理實踐過程中，實施某一技術措施或減排工程時，往往會產生多種污染物同時減排的現象。為了合理評價這類措施，需要將多種污染物的減排效果統一到同一尺度上，以綜合評價協同控制措施對多種污染物的協同控制效應。參考毛顯強等的研究方法[10]，本文采用歸一化方法量化多污染物協同減排當量（EReq），用以反映溫室氣體與大氣污染物協同減排的總體效果，其歸一化計算公式如下：

式中：EReq表示協同控制減排當量；RCO2和Rp分別代表CO2和大氣污染物權重系數；QCO2和QP分別代表CO2和大氣污染物減排量；α代表CO2的當量權重系數；β、γ、δ…代表大氣污染物（SO2、NOx、PM…）當量權重系數。

當前不同污染物當量權重系數的取值并未形成統一規范的方法。從操作層面看，中國已經實施多年的碳交易價格，在一定程度上可以表征減排溫室氣體的綜合環境效益。對于大氣污染物而言，《中華人民共和國環境保護稅法》規定的環境保護稅稅率也能夠在一定程度上反映不同污染物對環境和社會經濟的綜合影響。稅率越高，說明這種污染物的綜合影響越大，污染物的權重系數相應越高。以該稅率為依據獲得污染物的權重值，具有較好的法律基礎。綜合溫室氣體和不同大氣污染物的貨幣化價格，即可得到各自的歸一化權重，如表2所示。

表2 大氣污染物和CO2歸一化權重值

將表2 中各權重值應用于公式（2），可得出協同控制減排當量計算公式如下：

盡管EReq能夠表征某一技術措施對大氣污染物和CO2減排的總體效果，但難以反映部分技術措施實施后產生的降碳增污或降污增碳的差異，如碳捕獲、利用與封存（CCUS）、超低排放改造等減污降碳不協同或弱協同技術的應用。因此，為進一步評估某一技術措施對大氣污染物和CO2減排的差異性，在上述歸一化協同減排當量的基礎上，定義S指數。S指數表示實施減排措施或技術時，減排單位大氣污染物帶來的協同降碳量。計算公式如下：

2.3.2 重點行業技術措施協同效果評估

通過一體化排放清單評估分析發現，煙臺開發區“雙高”排放重點行業主要為電力熱力、石化、氯堿。根據《高耗能行業重點領域節能降碳改造升級實施指南（2022年版）》《國家重點節能低碳技術推廣目錄》，行業協會專家訪談調研，行業規劃、研究成果等資料，篩選出對應的三大重點行業減污降碳協同技術措施，并分別計算每項技術措施的協同減排當量（EReq）和S指數。不同行業技術措施大氣污染物和CO2減排量的測算，優先采用“十四五”規劃測算數據、實地調研數據，缺少數據的情況下可以參考行業或全國平均水平。以電力熱力行業為例，EReq和S指數計算結果如表3所示。

表3 減污降碳協同技術措施評估（電力熱力行業）

2.3.3 生態環境準入清單優化

在協同評估的基礎上，開展技術措施的本地適用性分析，將不同行業技術措施庫分解為空間布局約束、污染物和碳排放控制、環境風險防控、資源利用效率四個維度，優化現有環境管控單元的準入要求。

選取其中一個以電力、化工等行業為主的重點管控單元為例（表4），對比分析生態環境準入清單優化前后的差異。根據協同技術措施評估結果，在空間布局約束上新增淘汰單機容量在30 萬kW 以下的常規燃煤火電機組；在污染物和碳排放控制方面，提出推動電力行業企業技術改造，采用低氮分級燃燒改造、汽輪機通流改造技術；在資源利用效率方面，新增推動熱電行業能效提升、加快推廣企業余熱回收利用等要求。

表4 生態環境準入清單優化前后對比

3 結論與展望

“三線一單”減污降碳協同管控是現行生態環境分區管控體系的重要補充，以CO2和多污染物協同管控為導向，以協同增效為重要抓手，優化管控分區，完善減污降碳協同準入清單，可加速實現碳達峰和空氣質量達標。下一階段，建議以本研究提出的技術框架為基礎，結合《“生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線和環境準入負面清單”編制技術指南（試行）》修編，生態環境部出臺宏觀指導性文件，推動全國“三線一單”減污降碳協同管控工作全面開展；由于各地在發展階段和生態環境治理方面具有一定的差異性，建議在國家技術框架的基礎上，由地方結合實際工作需要，進一步加強落地應用方面的研究，不斷完善協同管控技術路徑。

在基礎數據收集、加工等方面，建立企業級CO2和大氣污染物一體化排放清單數據庫，對統一減污與降碳基礎數據口徑至關重要，同時也是構建形成環境管控單元—重點行業—技術措施庫空間映射圖的關鍵技術環節。從環境效益來看，CO2排放控制的空間屬性較弱或不具備空間異質性。只有從排放源頭建立CO2與大氣污染物之間的協同關系，才能識別減污降碳協同控制的空間差異性，進而將這種空間差異性映射到環境管控單元上，從源頭厘清減污、降碳、管控單元三者間的關聯機理。

在空間協同性分析方面，提出將CO2和大氣污染物排放“雙高”熱點網格的識別方法應用于大氣環境高排放重點管控區優化調整，在一定程度上可以對原技術指南中大氣環境管控分區的劃定方法進行補充完善。在本案例研究中，煙臺開發區作為國家級開發區，工業企業密集且重點行業高度集中，選擇排放占比前1%的網格單元作為熱點網格篩選的閾值是合適的，但對于全國其他區域或城市不具備普適性，特別是重點行業較為分散的城市。因此，建議各城市在開展熱點網格應用分析時，仍需開展閾值選取的本地化或適用性研究。

在“三線”協同性分析方面，圍繞大氣環境質量底線、能源利用上線，銜接已有或構建“雙碳”和空氣質量耦合預測模型，能夠將“雙碳”目標—PM2.5濃度目標—能耗總量強度目標—碳排放總量強度目標有機統一起來，形成多目標協同分析的技術路徑。當前國家“雙碳”戰略強調全國一盤棋，碳排放總量強度目標和能耗總量強度目標均偏宏觀，省級及以下層級普遍缺乏進一步分解落地實施的目標，與PM2.5濃度管理目標以及“三線一單”管控單元目標不匹配。如何在同一空間尺度上，分析不同目標間的協同關系，是開展“三線”協同性分析的技術難點。建議在實際工作中，按照以銜接現有管理目標為主，模型技術評價為輔助的原則，強化多目標約束下技術措施庫的整合構建以及與管控單元的銜接。

在環境準入清單優化方面，構建減污降碳協同評價技術庫和協同指數量化評估方法，是實現以減污降碳協同增效為導向的環境準入清單優化的關鍵。本案例研究中提出的協同減排當量的方法具有計算方法簡單、適用性廣、可操作性強等優點，建議可以作為全國普適性推廣方法，鼓勵有條件的城市或地區采用PM2.5濃度與CO2協同的評價方法。另外，協同度量化評估方法僅給出不同技術措施的優先序列。為提高清單的本地適用性和可操作性，建議在實踐操作中，通過征求地方部門、重點行業協會、重點企業等意見和建議的形式，對篩選出協同效果較好的協同技術措施進行最后評估，決定是否納入準入清單。