碳中和目標下天津市能源轉型路徑研究

張昊

摘要：作為世界上最大的碳排放國家，實現“雙碳”目標刻不容緩。近些年我國能源結構有所調整，但化石能源占比仍居高不下。天津市作為首批低碳試點，加速能源轉型，明確“雙碳”目標下的實現路徑，對推動我國能源革命具有重要意義。因此剖析天津市能源轉型所面臨的機遇與挑戰(zhàn)，提出天津市能源轉型的著力點和突破點，形成能源轉型路徑。

關鍵詞：碳中和；能源轉型；實現路徑

當今全球正在經歷百年未有之大變局，其中氣候變化已成為全人類需要面對的重中之重的挑戰(zhàn)，應對氣候變化挑戰(zhàn)以及建設美好家園已經成為全人類的共識?！栋屠鑵f定》呼吁全球各國力爭將全球平均氣溫上升幅度限制在工業(yè)化前2℃。習近平總書記也在2020年的聯合國大會上做出了莊嚴的承諾：中國將努力提升自主貢獻力度，力爭達成“3060”目標，彰顯了我國的大國擔當和應對氣候變化挑戰(zhàn)的雄心和決心。實現“雙碳”目標將成為我國實現社會主義現代化最重要的一環(huán)，也是我國貫徹新發(fā)展理念，推動全國高質量、可持續(xù)發(fā)展的最大機遇。鑒于我國是用煤大國，且超過85%的碳排放來自能源活動，因此要實現碳中和能源低碳轉型及產業(yè)結構調整是目前加速綠色發(fā)展的有效舉措。天津市作為環(huán)渤海經濟中心，北方經濟中心，國際港口城市，中國生態(tài)城市，并力爭成為全國能源革命先鋒城市。作為以制造業(yè)為主的重工業(yè)城市要想提前完成雙碳目標，必須明確能源消耗增速幅度以及清潔能源占比等等形成多目標協同減排，帶動多城市協同減排，且地理位置優(yōu)越，因此分析天津市能源轉型及產業(yè)升級的未來變化趨勢十分重要，也可為其他城市提供決策支持，推動中國整體高質量綠色發(fā)展。

一、天津市整體現狀

天津市作為全國首批低碳試點，對京津冀以及環(huán)渤海經濟區(qū)協同發(fā)展具有重要推動力。因此，對天津市開展碳減排的分析具有重要的實踐意義。近些年針對碳排放的研究中，合理的能源結構、產業(yè)結構和科技、人口等要素是當前中國需要解決的迫切任務，且既要實現經濟增長的同時又要減少碳排放實現環(huán)境效益。作為重工業(yè)城市，能源低碳轉型將成為天津市減碳的重要措施。

天津市的一次能源消費量總體呈緩慢上升趨勢，近些年有所下降。近30年來天津市的一次能源消費還是以煤炭和石油為主，尤其是煤炭占比居高不下，大多數年份在65%以上。而在近些年天然氣和風光電等在政府積極引導下開始呈現穩(wěn)中有升的增長趨勢，尤其是2013年碳排放試點城市政策的推出，加快了清潔能源的發(fā)展并開始向能源消費結構多元化水平發(fā)展。通過與全國能源消費進行對比分析，天津市在2015年后的煤炭消費開始出現快速下降趨勢，顯著低于全國平均水平，天然氣使用占比也遠超全國平均水平。經濟快速發(fā)展少不了能源的消耗，而能源消費又與碳排放緊密相連，從天津市的能源消費占比來看，煤炭仍是現階段提供發(fā)展動力的基石，盡管有所下降也仍將近50%的占比。因此，天津市碳排放量達峰的前提是煤炭消費達峰，也是天津市爭做能源革命先鋒城市，提前完成雙碳目標的關鍵點。

通過圖2可知，天津市1995～2018年期間碳排放總體水平呈穩(wěn)步上升趨勢，在近兩年受政策影響有所下降但并未達到峰值。其中二產排放量遠遠超過其他之和，因此天津市能源轉型受限的最大原因為制造業(yè)轉型以及產業(yè)升級較為困難。在1995～2019年間，天津市出臺多項氣候政策，加速產業(yè)和能源轉型的進程，例如《關于印發(fā)天津市能源生產和消費革命實施方案（2016～2030）的通知》，《關于組織制定我市鋼鐵行業(yè)結構調整和布局優(yōu)化規(guī)劃方案的工作方案》，《工業(yè)和信息化部辦公廳關于開展綠色制造體系建設的通知》以及京津冀協同發(fā)展的《工業(yè)和信息化部辦公廳關于組織申報京津冀及周邊地區(qū)工業(yè)資源綜合利用產業(yè)協同發(fā)展示范工程項目的通知》等等。

煤炭和石油消費是天津市一次能源消費的主要來源，其中煤炭消費在第二產業(yè)中占比將近50%，屬于支柱性能源，石油和電力則在第一產業(yè)和第三產業(yè)中消費占比較高。從分產業(yè)碳排放中可看出第二產業(yè)排放量遠超其余總和，因此能源轉型需以煤炭入手，開發(fā)低碳利用煤炭技術，從能源命運共同體的系統角度明確與下游產業(yè)之間的連接關系，形成新的產業(yè)鏈標準，新的交互融合的產業(yè)體系，推廣熱電聯產應用，提高低碳化原料占比，進而減少碳足跡，促進上下游產業(yè)協同減排。

二、天津市能源轉型的挑戰(zhàn)與機遇

目前全球已有127個國家發(fā)表了自己的碳中和目標與規(guī)劃，而我國作為全球最大的碳排放國已率先提出“3060”目標，這意味著我們只有30～40年的時間去完成發(fā)達國家60～70年的減排規(guī)劃。在歐盟已發(fā)表實現碳中和的戰(zhàn)略路線圖中，可為中國提供全方位的經驗借鑒，但兩地資源與結構差異較大，還需自己探索有中國特色的碳中和實現路徑。力爭成為全國能源革命先鋒城市的天津市應首當其沖，探索出自己的能源與產業(yè)轉型方案，為全國碳中和愿景貢獻自己的力量。

（一）天津市能源轉型的挑戰(zhàn)

1. 化石能源占比過高

去煤是能源發(fā)展和工業(yè)革命的大勢所趨，天津市作為大量消耗煤炭的制造業(yè)城市，必將受到能源發(fā)展政策的限制。根據《巴黎協定》中約定的碳排放總量限制，預計全球可能減少80%的煤炭產能，因此煤炭行業(yè)相關的政策必將導致天津市能源使用情況受到限制。其次算上石油和天然氣的占比高達85%，短時間內無法依靠清潔能源替代。

2. 能源需求仍在上升期

2020年天津市基本實現工業(yè)化，但并未進入后工業(yè)化時代，因此距離全面工業(yè)化還需要一定的時間，所需要的能源也是在增長的。目前天津市的能源消費與碳排放量仍處于雙上升階段，且對化石能源需求大，比重高。天津市碳排放存量過高，總量基數大，技術難度高。因此天津市需要盡快轉變?yōu)橐钥稍偕茉礊橹鞯哪茉唇Y構。

（二）天津市能源轉型的機遇

1. 倒逼能源多元化高質量發(fā)展

在實現碳中和目標的過程中，新能源及可再生能源將會產生巨大缺口，在未來發(fā)展中形成天津特色新能源多元化產業(yè)鏈。同時推動能源高質量發(fā)展也會成為天津市經濟高質量發(fā)展的有效助力。因此，天津市能源轉型計劃并非要完全放棄化石能源，而是循序漸進，推動可持續(xù)發(fā)展，進而實現經濟—能源—環(huán)境—氣候—社會責任的多方共贏。

2. 終端部門電氣化

根據目前天津市的能源消費結構以及設施，電能將成為未來短期內的供應和消費主體，也是天津市能源結構從高碳化向低碳化轉型的重要標志。天津國網公司大力推動以電代煤，以電代油的措施方案，未來天津市不僅要靠電力甚至綠電來替代化石能源的直接使用，而且還要依靠可再生能源電力來減少終端能源的使用。

3. 低碳新工業(yè)體系

提升高端化石能源產品的供給水平，開發(fā)優(yōu)質可循環(huán)的綠能產品，減少產品全生命周期碳足跡，帶動上下游產業(yè)鏈協同減排，促進工業(yè)綠色共生。天津市要構建低碳新工業(yè)體系，需要通過科技進步來實現，例如天津市重點排放行業(yè)鋼鐵、化工、石化建材等行業(yè)的碳減排需要突破關鍵性技術，用氫能技術替代或作為原料，信息技術以及智能制造工程都是促進綠色低碳工業(yè)體系的新型轉折點。

4. 綠色低碳建筑

目前天津市大部分建筑并非綠色低碳建筑。因此，要建設“碳中和”建筑環(huán)境，需要處理好新建建筑和已有建筑的節(jié)能改造問題。大力推行綠色低碳建筑，減少運營碳排放以及內含碳排放。同時積極開發(fā)可再生能源建筑，讓建筑也能產生能源，例如光伏屋頂、地熱以及空氣熱能等可再生能源。不僅讓建筑自身達到了碳中和，且還可以通過分布式能源技術與外界能源網絡開放共享。天津市可依托生態(tài)城及零碳小屋作為試點，在政府規(guī)劃、定價和稅收等環(huán)節(jié)積極引導，在全市建筑行業(yè)進行鼓勵和推廣。

三、天津市能源轉型實現路徑

立足于天津市發(fā)展實際情況，從經濟—環(huán)境—社會多維度提出轉型路徑，推動傳統能源結構的重組和低碳技術的融合，建立綠色低碳能源體系，實現天津市“雙碳”目標。

（一）可再生能源的推廣

在碳中和目標的戰(zhàn)略框架下，可再生能源的推廣成為未來發(fā)展的主要方向，可再生能源將成為未來能源電力消費的主體，在能源轉型中發(fā)揮重要作用。在構建以可再生能源為主體的電力系統同時開發(fā)零碳電力，大力推動可再生能源開發(fā)潛力，讓可再生能源與技術、基建等有效融合。

（二）能源的清潔高效利用

煤炭是天津市的基礎能源，短時間內難以替代，因此讓煤炭走清潔高效的綠色道路是天津市能源轉型的必然選擇。天津市政府在基于多方面考慮能源安全、環(huán)境容量以及資源稟賦的基礎上充分發(fā)揮政府作用，避免煤炭資源大規(guī)模擴張。同時做到鼓勵和支持科技創(chuàng)新開發(fā)，穩(wěn)步推動煤炭轉化，建立煤炭清潔開發(fā)體制機制，激勵煤炭利用效率的提升。

（三）低碳技術的創(chuàng)新融合

創(chuàng)新不僅在關鍵核心技術，還有能源系統的運行模式。天津市具有較大的節(jié)能優(yōu)化潛力，因此能效技術以及智慧電網的靈活性改造可以成為天津市近期能源轉型的主要方向。長期上氫能和光伏以及CCUS更適合天津市低碳技術的開發(fā)以實現深度脫碳。在未來推動鋼鐵、水泥以及化工等高污染高排放產業(yè)發(fā)展零碳技術，以綠色化發(fā)展引領產業(yè)低碳轉型，促進產業(yè)與技術的深度融合，促進天津市“雙碳”目標的實現。

（四）體制機制的低碳改革

在政府和市場兩只手共同作用中，充分發(fā)揮市場在資源配置中的重要作用，讓市場化手段為天津市能源低碳轉型提供安全保障。同時加大能源改革力度，完善能源多元化投資機制，建立健全能源定價及稅收機制，加快推動多行業(yè)碳市場的建設，用市場降低企業(yè)生產成本，用政策支持清潔能源調度機制，為天津市能源轉型提供制度保障。

四、政策與建議

（一）加強頂層設計，制定合理脫碳去油政策

嚴格控制化石能源使用總量，對高耗能高排放產業(yè)和項目加強監(jiān)管和控制，徹底落實供給側和需求側雙向改革，制定嚴格的環(huán)境評判以及號召群眾監(jiān)督參與。在政策出臺方面，并非完全脫煤去油，而是將落后產能根除，讓化石能源按照清潔低碳的方式進行開采和利用，循序漸進地尋求可再生替代能源。

（二）調動碳市場活力，在全國碳市場中立穩(wěn)腳步

強化天津市碳排放權交易所作用，利用市場機制尋求最經濟的減碳路徑。開展負碳技術，擴大碳排放額度和CCER交易量，使之成為天津市碳交易特色。根據以往碳試點經驗在全國碳市場中率先發(fā)力，積極調動天津市納入企業(yè)的積極性（強制或自愿），引導企業(yè)進行碳資產管理，核算產品和供應鏈產品的碳足跡，科學使用碳配額，降低減排成本。成立引導和監(jiān)督小組專門負責對企業(yè)深入調研并有針對性提出與討論碳中和目標下企業(yè)未來的發(fā)展規(guī)劃。

（三）加快電力行業(yè)體制機制改革

在探索綠電及綠能的基礎上促進可再生能源發(fā)電的改革方案，設計合理的電力市場、現貨市場及輔助市場方案，利用市場手段發(fā)揮資源配置作用。促進天津市電力市場與全國碳排放市場耦合協同發(fā)展，充分發(fā)揮新能源、儲能、電網互聯在不同時間空間上的調節(jié)作用，合理規(guī)劃好電力系統的源—網—儲資源優(yōu)化的靈活性。

（四）促進京津冀協同減排，科技協同發(fā)展

發(fā)揮我國舉國合力的社會主義體制優(yōu)勢，利用政府和市場兩只大手抓穩(wěn)基礎研究，加強京津冀區(qū)域間合作，推動“2+26”城市群間“產學研”協同創(chuàng)新，在時間和空間上守望相助，進而打好區(qū)域間產業(yè)和能源關鍵領域轉型的攻堅戰(zhàn)。制定天津市以及京津冀協同碳中和路線圖，以碳指標為引領，減污降碳同時進行。在科技手段上，先合力重點突破新能源相關的材料等領域的技術和應用層面。對低碳能源的開發(fā)和利用進行技術性探索，進而解決化石能源脫碳等相關難題。

（五）多領域交叉融合，協力減排

引入綠色金融服務體系，降低企業(yè)綠色低碳轉型成本，積極引導企業(yè)開展零碳技術的研發(fā)和使用。鼓勵多元化綠色金融機構發(fā)展，積極推出綠色金融支持政策，完善綠色金融激勵體制機制。同時推出碳金融產品，在碳交易中促進金融和減排協同發(fā)展。積極培育高端技術服務機構。數字化轉型也將成為未來減碳的重要推手，通過合理布局與實體經濟的交叉融合提高能源利用效率，為低碳產業(yè)建設提供支撐。依托天津市科研機構和院校等力量，以節(jié)能、監(jiān)測、核查、碳資產管理等為基礎拓展服務內容，提升服務水平，為企業(yè)綠色低碳化和零碳技術方案提供數字化、智慧型服務。

五、結語

天津市作為中國北方重工業(yè)城市，能源消費和碳排放一直居高不下，在本輪能源轉型大趨勢下，應把握機遇，率先轉型，爭做能源革命先鋒城市，搶占技術制高點，告別資源依賴，推動生態(tài)文明建設。但目前天津市還未達后工業(yè)化，能源需求壓力還在繼續(xù)，體制機制還需進一步完善，能源轉型具有一定難度。因此，在天津市實現雙碳目標的過程中，政府的引導和管理是關鍵點，在能源轉型的路徑選擇中將涉及到經濟、社會以及人民福祉等一系列問題。天津市必須做好頂層設計和系統規(guī)劃，在借鑒國內外先進經驗的同時，建立以市場化為核心的多維度能源轉型方案，以創(chuàng)新為引領，以政策為驅動，以引導為補充的新一代綠色低碳能源體系，實現經濟發(fā)展與環(huán)境保護的雙贏機制。

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（作者單位：天津科技大學經濟與管理學院）