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工业实现“碳达峰、碳中和”的五大关键领域

时间:2021-06-04 09:38

来源:工信头条

作者:郭士伊 王颖

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纵观全球工业现代化的历史进程和发达国家工业革命的经验教训,不难发现:空间布局、产业体系、要素效率、技术创新和国际贸易是与工业发展关系最紧密、最关键的五大因素。重塑我国工业现代化进程、推动碳中和目标的实现,需重点推进这五大关键领域。

碳中和是人类活动产生的温室气体(主要是二氧化碳)与抵消的温室气体相平衡时的“零排放”,是《巴黎协定》确保本世纪末全球温升控制在2℃(进而控制在1.5℃)的一种共识,是全球应对气候变化的重大战略。实现工业碳中和将从根本上改变传统工业化道路,是对全球工业化进程的重新塑造,将对全球生产、生活方式产生巨大影响。

工业产能空间布局优化

碳排放既是环境问题,也是发展问题。合理组织碳中和目标条件下的工业空间布局,核心在于处理好区域之间经济、社会、环境之间的平衡关系。区域经济发展与其带来的碳排放之间有着内在规律。根据环境库茨涅兹曲线的经验,一个国家或地区在工业化初期,经济水平和碳排放水平都比较低。随着工业化进程不断深化,重化工业占比加大,经济快速增长的同时碳排放开始快速增长,直到达到一个峰值,这个过程被称为碳达峰阶段。之后,随着调整优化产业结构,碳排放强度低的高端制造业占比越来越大,碳排放强度高的重化工业占比越来越小,碳排放与工业化进程开始“脱钩”,碳排放量开始随着经济增长而下降,直到达到一个临界值实现碳中和。

我国幅员辽阔,区域发展不平衡、不充分。实现工业碳中和目标需要在遵循经济和碳排放内在规律基础上,分区域推进地区碳中和的实现。我国区域发展不平衡主要表现为东西不平衡和南北不平衡。东部地区经济总量远超西部地区,同时南北经济差距日益明显,其根本原因是区域发展的不充分问题。

按照区域经济生命周期发展阶段划分,我国工业发展不充分的区域主要有三类:一是工业化水平较低的区域,这些区域基础设施建设相对落后,经济仍然具有相当的封闭性和以农牧业为主,现代经济特色不明显,处于区域经济生命周期的起步阶段,主要分布在西部、中部与东北地区,东部地区也少量存在。二是具有较强工业基础,工业化水平较高,进入工业化发展的中后期阶段。其典型特征是处于区域经济生命周期的旺盛阶段,规模庞大但缺乏质量,出现大城市病等新问题、新难题,如北京、上海、广州、深圳等地区。三是具有一定工业基础,但资源、生态环境约束大的地区,这类区域处于区域经济生命周期的衰退阶段,主要分布在东北地区等老工业基地。根据区域生命周期规律,随着工业现代化进程的推移,未来这类区域还会增多和变化。

不同产能空间布局在根本上决定着不同区域碳排放程度。因此,合理组织优化工业产能的空间布局和产业转移是平衡区域经济和环境关系的关键。不同区域碳中和的时间节点应综合考虑区域发展阶段、资源禀赋、产业结构、能源结构、技术水平和空间尺度等因素,系统谋划区域碳中和路径。

构建完善现代绿色低碳工业体系

现代绿色低碳工业体系是指一个国家或地区能够以较低碳排放水平维持较高工业增速的高质量工业体系。建成现代绿色低碳工业体系是工业碳中和的基础。其中“较低碳排放水平”意味着国家或地区的工业碳排放不会一直增长,存在一个峰值或不断下降;“较高工业增速”是指在限定工业碳排放或碳排放下降的条件下,工业仍然能够维持持续增长甚至高速增长的态势。这意味着工业增速和碳排放增速的“脱钩”;“高质量”是指相比传统工业体系,现代绿色低碳工业体系在发展的同时对资源能源消耗、生态环境影响较小。具体包括以下内容。

坚定制造强国战略,巩固实体经济根基,稳定制造业占比,防止过早去工业化。从工业数据看,2008年全球金融危机以来,我国工业占全国经济的比重从41.3%下降到2020年的30.8%,12年内下降了9.3个百分点;从制造业数据看,2006年中国制造业占经济比重峰值为32.45%,随后出现波动中趋势性下降,2020年该比重降至26.2%。如果从发达国家的经验看,工业和制造业占比有一个先上升后下降的趋势,但发达国家制造业下降多在工业化和城镇化完成之后开始的。当前我国工业化进程和城镇化进程都尚未完成,制造业比重就出现了快速下降的趋势,说明我国经济开始出现过早去工业化的风险。

控制和减少六大高耗能行业的碳排放。长期以来,我国工业重化工业特征突出,钢铁、建材、石化、化工、有色、电力六大行业能源消费占我国工业能源消费的比重一直保持在70%左右,但经济增加值占比在33%左右。“十三五”期间,高耗能行业能源消费占比有所增长,高耗能行业出现行业分化特征,钢铁、建材能耗趋稳,石化快速增长。六大高耗能行业的脱碳是我国工业领域实现碳中和目标的重点所在。

高端制造业在工业中占据主导地位。从欧盟、美国、日本等发达国家的工业化进程看,实现工业发展与碳排放脱钩的一个关键是大力发展高端制造业。近年来,我国工业生产结构持续优化,2020年规模以上工业中高技术制造业增加值较上年增长7.1%,占规模以上工业增加值的比重为15.1%。但总体上我国技术含量高、附加值高的高端制造业在工业中的占比仍相对较低。

产业链供应链绿色低碳水平大幅提升。碳中和不仅影响能源结构和产业结构,还会影响产业链供应链的绿色水平。例如苹果公司计划2030年前在整个业务、供应链及产品生命周期实现碳中和。这种碳中和战略,将分级传导实现整个产业链上每个环节的碳中和,从而形成基于碳中和的新的国际合作、国际分工和国际标准。

创新基础数据综合应用模式

长期以来,控制和减少碳排放聚焦在能源角度,但工业生产是能源、资源、环境等多种要素和生产加工多个环节相互作用的过程。从表面看,煤炭、石油和天然气等能源燃烧排放了二氧化碳,但究竟使用多少能源和哪种能源却取决于加工多少原材料、什么原材料以及如何加工等资源使用方式,而如何选择资源又同生产工艺采集、控制和使用数据要素的水平紧密相关。变革数据使用方式,提高要素效率也可以减少碳排放,但目前尚未形成能源、资源、环境等要素协同的系统化减碳模式。例如:波音777飞机的风洞试验使用全新的空气动力学软件模拟仿真,使过去需要80次的风洞试验减少到现在的7次,从而通过变革数据使用方式大幅降低了资源、能源的使用和减少了碳排放。

相比欧盟、日本等发达国家和地区,我国数据的使用效率水平还比较低,需要下大力气加快变革数据使用方式,提高要素效率,优化要素结构,建立支撑我国实现工业碳中和的能源、资源、数据系统化减碳新机制。

对于能源使用,要进一步强化工业节能,提高能源效率,通过增加光伏、风电、水电、核能等零碳电力和绿氢的使用比重,优化工业用能结构,降低能源消费产生的碳排放。对于资源使用,通过资源加工产生能源消费间接产生碳排放,减少资源加工量能减少碳排放。通过提高资源效率、材料替代(高碳原材料替代低碳原材料)、发展循环经济,能够减少资源的使用量,进而减少资源加工过程中因能源消费排放的二氧化碳。对于数据使用,要积极推动5G、大数据、云计算、人工智能、数字孪生等新一代信息技术在工业中的应用,加快工业互联网的发展,推动数据在工业生产中的大规模使用,优化工业生产组织流程,提高管理和决策的效率,提升自动化水平,实现深层减碳。

加快建立工业低碳技术创新体系

实现工业碳中和需要现代工业低碳技术创新体系的支撑。随着光伏、风电发电,以及储能技术、氢能、新能源汽车技术、数字经济的发展,支撑实现碳中和的技术可行性大幅增强。过去十年,光伏的成本下降了90%,风电下降了50%~60%。2010年以来,电池价格平均每年下降18%。根据规模经济和学习曲线效应,随着这些技术在全社会进行更大规模的推广应用,相应成本还有进一步下降的空间,低碳技术成本的快速下降,大幅提高了各国应对气候变化的积极性。

相关研究表明,要实现工业碳中和目标,我国工业整体技术水平需要大幅度提升。钢铁、水泥、石化、化工、有色等行业能源效率水平要达到国际领先水平。工业电气化程度要从当前的25%左右提高到70%以上,氢能利用要从当前的2%提高到20%以上,节能设备和产品普及率要从当前的10%提高到100%,并基本建成支撑循环型社会的现代工业体系。

要实现这些目标,我国工业必须加快建立独立自主的现代低碳技术创新体系,推动诸如工业节能技术、氢能制备和储运技术、氢能炼钢技术、可再生能源制氢技术、先进储能技术、资源回收与利用技术、新能源汽车技术、新一代信息技术等一系列绿色低碳技术的研发和推广应用。

构建国内生产与国际贸易新格局

自工业革命以来,国内工业生产与国际贸易问题始终是相伴相生的问题。根据环境条件变化,审时度势,合理处理两者关系,不仅关系工业发展,而且关系工业现代化道路顺畅与否。十九届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出,要加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。碳中和或将成为塑造和构建新发展格局的重要力量。

首先,工业碳中和影响我国工业产品在国际贸易中是否具有竞争优势。国际贸易形势的变化要求工业产品随之变化。随着欧盟、日本等大型经济体先后开启碳中和进程,产品碳足迹势必将成为国际贸易竞争的重要维度,碳关税也将因此成为国际贸易的重要议题。碳中和将会成为一个重要力量影响和塑造未来的国际贸易格局。如果在本世纪中叶,我国成为现代工业强国,中华民族实现伟大复兴,我国工业产品必须在未来国际贸易中具有绿色低碳竞争优势,而这一优势需要在工业现代化进程中通过工业碳中和塑造出来。

其次,工业碳中和影响我国现代工业体系在全球经济格局中的整体竞争优势。随着《巴黎协定》目标在全球贯彻落实,越来越多国家和地区将陆续在本世纪中叶实现碳中和。未来,不同规模和发展阶段的国家和地区,对工业碳中和解决方案的需求会越来越大。但目前全球还没有实现碳中和的成功案例。无论哪个国家和地区,尤其是大型经济体,能够率先实现工业碳中和目标,将对这个国家和地区在未来全球经济格局中的定位具有重要影响。

针对全球气候变化形势的重大变化,尤其在中美关系不确定性日益增大的背景下,我国应该抓住契机,提早谋划,分阶段、分领域建立完善支撑工业碳中和目标实现的政策体系。具体建议包括:

近期(2021—2025年):要充分认识工业领域碳中和是我国工业现代化进程的新使命、新特征和新机遇。碳中和在未来将对我国工业现代化道路产生深远影响,应高度重视,并将控制和减少碳排放纳入工业制造业“十四五”相关规划中。严格控制高耗能行业碳排放,推动部分重点行业碳排放尽快达峰。

加快研究制定工业碳排放分区域达峰的路径,推动有条件的地区率先实现工业碳达峰。加强新一代信息技术在碳达峰和碳中和中的应用,探索研究能源、资源、数据三要素协同的系统化减碳新机制。坚定制造强国战略,强化实体经济发展根基,稳定制造业增速和占比,防止过早去工业化。

在可再生能源、储能、氢能、新能源汽车等绿色低碳技术和产业领域,加强同欧盟、英国、美国开展双边和多边合作,扩大合作范围,加深合作层次,积极营造好的国际环境。

统筹不同绿色低碳技术的成熟度和产业化阶段差异,结合国际绿色低碳产业竞争形势,研究制定加快推进绿色低碳技术产业化的系统性政策规划,从财政、税收、金融、人才、政策等方面进行支持,尽快降低绿色低碳技术成本,尽快形成具有竞争力的现代绿色低碳产业体系,以提早布局支撑我国实现2060年前碳中和目标的技术和产业支撑体系。

加快建立完善市场和政府相结合的激励约束机制:首先是加大绿色金融对气候变化的支持,完善绿色金融标准,畅通绿色金融激励机制,尽快把项目、企业、金融机构的碳足迹作为绿色程度和政策支持力度的重要评价指标,建立覆盖面更广的强制性环境信息披露制度,鼓励金融机构开展环境和气候风险分析等。其次,加快全国碳排放交易市场的建设,在“十四五”期间,扩大碳排放交易市场覆盖的行业和主体,充分发挥市场机制的激励作用,激发更多的企业和社会个体参与进来。研究在特定行业和特定区域征收碳税的可行性,探索碳税在调整产业结构、能源结构和技术创新方面的作用机制。

中期(2026—2035年):推动工业碳排放总体达峰,开启工业脱碳进程。充分挖掘工业生产基础数据价值,建立基于能源、资源、生态等多要素协同的系统化减碳新机制,初步建立现代绿色低碳工业体系,基本建成支撑现代绿色低碳工业体系运转顺畅的政策法规体系。

远期(2036—2060年):推动工业行业在2055年左右实现碳中和,建成全球具有明显竞争力的现代绿色低碳工业体系。开拓形成具有中国特色的绿色低碳工业现代化新道路。


注:

郭士伊 王颖赛迪智库节能与环保研究所

本文发表于《中国工业和信息化》杂志2021年5月刊总第34期


编辑:李丹

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