碳达峰目标下我国节能潜力分析及对策.docx

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1、一、前言能源作为现代人类社会发展的基石，其开发利用水平和规模自工业革命时代以来飞速进步，显著推动了社会生产力发展和人类文明进步。目前.，人类的能源活动高度依赖化石能源，化石能源燃烧及利用过程中的碳排放问题是造成全球气候变暖的主要原因。因此，为了实现可持续发展，推动能源清洁转型、控制化石能源消费总量是实现碳达峰、碳中和目标的重要手段。目前，我国的能源消费量和碳排放量位于全球前列，2020年的能源消费总量约为4.98109tee,占全球总量的27%；能源活动产生的CO2排放总量约为1.0310-1,占全球总量的32%。然而，我国一次能源强度约为世界平均水平的1.5倍，是欧盟、美国、日本等发达国家或

2、地区的23倍，较低的能源利用效率表明具有极大的能效提升潜力。我国石油、天然气的对外依存度较高、消费需求总量大且仍有较大增长空间。全面强化节能对提升能效水平、保证能源安全、提高经济发展质量都具有重要价值，也是达成碳达峰、碳中和目标，实现经济可持续发展的关键举措之一。能源消费的预测方法主要有时间序列预测法和相关关系预测法两大类；前者基于历史数据对能源需求总量进行预测，但难以对各构成部分进行分析，典型代表是差分整合移动平均自回归模型(ARIMA)；后者中的投入产出法通过建立各部门的能源关系来实现对各部门节能潜力、部门间节能协同效应的分析，可为节能潜力评估提供重要依据。此外，也有研究基于能源转换和消费

3、过程来建立能源模型，对未来场景的能源消费总量和碳达峰情况进行预测，但未对节能潜力进行评估；还有研究立足国情和现状，从能源结构和产业结构调整的角度出发对我国节能潜力进行评估。我国经济发展模式、内外因素、要素调节、供需结构等因素已经或正在发生新的变化，需要结合新阶段特征开展节能潜力评估研究，进一步明晰节能增效对碳减排工作的推进作用。本文采用投入产出法建立能源消费模型，对我国高耗能工业、建筑、交通领域的节能潜力进行评估。首先，通过分析能源消费水平和发展情况，阐述节能措施对我国减少化石能源消费和发展模式转型的意义；其次，基于我国能源桑基图，剖析我国能效提升方向和节能重点领域；第三，选取工业、交通和建筑

4、等领域及细分行业门类，对我国未来场景下的节能潜力进行评估，探讨节能措施对推动碳排放顺利达峰的作用。最后，概扩未来全面实施节能战略的关键措施，针对性提出发展建议。二、国内外能源消费现状及我国能源消费发展趋势（一）国际能源消费现状根据2020年全球能源消费统计，我国人均能源消费总量和能源强度均高于全球平均水平；英国、法国、德国、日本等发达国家的人均能源消费量与我国接近，但能源强度仅为我国的1/3左右，体现了较高的能效水平；美国、澳大利亚等国家的能源强度虽为我国的40%,但人均能源消费是我国的2倍以上，在发达经济体中能效水平较低；印度、越南等发展中国家的人均能耗和消费强度均低于全球平均水平。图1是2

5、020年部分经济体的能源消费气泡图，圆圈面积表示对应国家的能源消费总量。发展中国家在逐步向发达国家过渡的过程中，一般会经历人均能耗水平快速提升后缓慢下降，能源强度不断下降的过程（如图1中的发展路径1）;而节能措施可使发展路径上凸幅度显著减小，从而降低发展过程的能源消费需求（如图1中的发展路径2）o国际发展经验表明，节能不仅可以促进产业向知识和技术密集型转变，也可以助推经济的稳定增长。我国当前正处于人均能耗增速和能源强度下降速度均放缓的转型关键时期，通过实行节能增效，不仅可以有效减少能源消费总量、降低对化石能源的依赖、助力碳达峰，还可以加快经济发展模式向高质量发展的转变。因此，实施节能战略事关我

6、国经济发展模式转型,也将深度影响我国未来的能源生产和消费格局。图12020年部分国家能源消费现状及我国节能措施卜.能源发展路径7阐*H内生产三Tt*区生活429X7Mlcc煤炭流；焦炭流；原油流；汽油流;柴油流；螺油流；天然气流;热力流；电力液;其他能磕流；,性端用能流麻浦炼。殳化73.9HMtcc405.IHMtecHOJSMttfcI65.S7Mtcc66.66Mlcc22MI.7IMMC原Bg内生产Mia-UM*心值奥评估节能潜力、实施节能举措，需要结合当前我国能源消费构成和特点来开展。根据2019年能源消费数据，采用电热当量法绘制了我国能源消费桑基图（见图2）,以直观清晰地描述各类能源

7、转换和消费的路径及数量。火力发电M发电用发电光伏发电图22019年我国能源桑基图在我国的一次能源消费中，化石能源占比约为85%,其中煤炭消费量占一次能源消费总量的60%；在终端能源消费中，工业领域占比超过60%,整体呈现能源偏煤、产业偏重的特点。从能源流向来看，在化石能源消费中，煤炭主要用于发电和煤化工领域，石油的炼化产品主要流向化工和交通领域，天然气主要用作工业燃料和城镇燃气。我国的电力终端能源消费占比约为25%,而全球平均水平为19%、经济合作与发展组织国家的平均水平为22%。综上，我国节能潜力的主要落脚点是能源侧的清洁转型、消费侧的产业调整，需要结合我国未来的经济发展目标和节能技术前景来

8、研判能源消费发展趋势O（）我国能源消费发展趋势我国能源消费总量在2030年前将呈现缓慢上升趋势，2030年会达到5.6109tce,2035-2040年能源需求进入峰值平台期，对应峰值约为5.8109tce0在能源消费方面，我国化石能源的消费占比将逐步下降，在2030年将由2021年的85%降低到75%；电力在终端能源消费的占比将呈持续快速上升趋势，预计2030年的相应占比将达到30%o在各领域的能源需求方面，到2030年，工业能源需求将实现达峰并开始逐步下降，建筑业能源需求将随着居民生活水平提升和第三产业占比增大而继续保持上升趋势，交通业能源需求将进入平台期并维持稳定。整体来看，面向中长期，

9、我国能源需求将呈现工业能源消费逐步降低，交通业和建筑业占比逐渐增大的趋势，能源消费变化情况符合发展中国家步入发达国家的发展规律。三、我国节能潜力分析（一）模型构建与研究方法本文选取能源消费占比较大的工业、交通、建筑3个领域作为节能重点部门并对各领域下属门类进行划分，构建了我国节能潜力评估模型（见图3）o其中，工业领域按照产品和工艺划分，建筑领域按照建筑物类型和供能方式划分，交通领域按照交通运输方式划分。以工业领域为例，根据2019年统计数据，钢铁、电力生产、有色金属、水泥、燃料加工、化工6个产业的能耗占工业总能耗的80%以上，可纳入工业节能重点部门进行考虑。在产品工艺方面，对于钢铁产业，因其能

10、耗受流程影响较大而可划分为长流程、短流程两类；对于化工产业，主要统计炼焦、炼油、合成氨、电石、烧碱等高耗能化工原材料产品类别。图3我国节能潜力评估模型的部门构成在确定统计领域和门类后，运用投入产出法计算能源消费量。通过反映能源相关活动的预测结果和单位活动能耗，计算各领域下各部门的能源消费总量。对于能源相关活动的指标，工业领域采用产品产量描述，建筑业领域采用电/暖/燃气等终端用能方式的能源需求描述，交通领域则通过各类交通工具数量和年平均里程来描述。在得出各活动能源消费总量的基础上，结合流程、工艺变化、节能技术运用情况，对单位活动能耗进行修正，最终得到各领域的能源消费情况。结合我国2020年能源消

11、费情况和未来能源消费预估，本文设计了强化节能措施的节能场景、现有实施政策的基础场景，对两种场景的能源消费进行预测，结合两者的差值来评估我国节能潜力（见图4）。在节能场景下，到2030年，按照电热当量法计算的能源消费总量相比基础场景可降低约8108tce;按照等值煤耗法计算则可降低约8.5108tce,相当于2019年能源消费总量的17.2%；20212030年的累计节能量为4.626l09tee,约为2017年的能源消费总量。在节能场景下，我国能源消费呈现缓慢上升趋势并在2030年左右进入平台期；而在基础场景下，预计2030年我国能源消费仍会保持较快上升速度，尚未进入平台期。Soooo5432

12、s-0-三rrrfVAlrh0rArnSieCf.寸6W.吏、aVrf36nSi科Cy6050403020Ouro7s时间/年(b)基础场景时间/年（八）节能场景高耗能工业；口交通业；回建筑业：口其他便域；一一一次能源消费图4我国总体节能潜力评估(二)各领域节能潜力分析1.工业领域节能潜力分析对于我国工业领域的节能潜力情况(见图5),预计到2030年，在节能场景下，电力生产部门通过加大新能源装机容量、提高气电在火电中的占比可实现节能约1.6l08tce,钢铁产业通过降低产量、优化长短流程结构和提升工艺能效等手段可实现节能约2.2x108tee,水泥产业、有色金属冶炼产业、高耗能化工产业、燃料加

13、工产业分别可实现节能约1.OXlo8tee、3.6107tce3.25107tce5.6107tceoS8e-.3SXVcCbP*A申仍铲者皆秤皆野野野N时间/年（八）IV俺场景煤电损失；因气电投失;发电厂用电;口电网网报;口电解铝；口再生的；口1：业硅；口晶体硅；0CGXSVc个90#个时间/年(b)基础场疑/样货耕Cbse7出理K流程煤钠；短流程煤抛；日水泥；炼焦；Bl煤油;合成氨；电石；烧端口纯明乙烯图5我国工业领域节能潜力评估综上，我国高耗能工业领域在2030年可实现节能约6x1(?tee,相当于2019年该领域能源消费总量的24.5%；20212030年累计节能约3.37xl09tc

14、e,节能潜力贡献主要来自于钢铁和电力部门。在基础场景下工业领域总能源消费呈持续上升趋势，而采取节能措施后可实现总体能源消费的逐步下降。2 .交通领域节能潜力分析交通领域节能潜力分析模型主要涉及客运和货运两大类，其中公路交通因能源消费占比较高是重点节能部门。预计到2030年，在节能场景下我国公路客运节能潜力约为4.35x107tee,主要来自于新能源汽车对燃油汽车的替代；通过综合运用“公转铁公转水、多式联运、发动机能效水平提升等手段，公路货运的节能潜力约为3.7x1073,水路和铁路货运交通能耗则上升至7.8x1063,航空运输通过提升发动机能效可实现节能约1x107tee。综上，我国交通领域在

15、2030年可实现节能约8.6x107tee,相当于2019年交通领域能源消费总量的13.5%；20212030年的累计节能约为5.1l08tce,主要贡献来自公路客运和货运的能效提升。在基础场景下交通领域总能源消费呈持续上升趋势，而采取节能措施后交通能源消费快速进入平台期（见图7）o伯）内能场景（b）蜃破场或国居民建筑用电；口商业建筑用电；Ei办公建筑用电；口公共服务建筑用电；口其他建筑用电；信息通信趋础设施;天然气供峻；口城市煤炭供唳；匚农村煤嶷供暖；口居民热电联供和余热集中供暖；生物腹供暖；商业集中供暧；商业分散供短；口现房燃气图6我国建筑领域节能潜力评估3 .建筑领域节能潜力分析建筑领域节能潜力分析模型主要涉及居民建筑和各类建筑的用电、采暖、燃气以及信息通信基础设施的用电。预计到2030年，在节能场景下，我国建筑用电的节能潜力约为2.71x107tee,其中居民用电的节能潜力为810tce,商业、办公、文化等公共建筑用电的节能潜力约为1.8x107tee；信息通信基础设施节能潜力约为l10tceo另外，在节能场景下，用于集中供暖的化石能源占比为30%,供暖节