論壇丨歐陽昌裕：以城市與能源協(xié)同發(fā)展推動“雙碳”目標實現(xiàn)
來源：《中國電力報》 時間：2023-07-13 10:12
城市是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和人口高度集聚的地區(qū)，是經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的中流砥柱。城市也是能源消耗和溫室氣體排放的集中區(qū)域，是實現(xiàn)我國“雙碳”目標的關(guān)鍵所在。我國城市在持續(xù)快速發(fā)展的進程中，要在時間短、基礎(chǔ)弱、任務(wù)重的現(xiàn)實情況下，實現(xiàn)碳達峰碳中和面臨的壓力和挑戰(zhàn)顯而易見。在新發(fā)展理念指引下，通過城市與能源協(xié)同發(fā)展，因城施策探索城市碳達峰碳中和模式和路徑，是實現(xiàn)城市和能源高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑。
城市碳達峰碳中和對全社會碳達峰碳中和至關(guān)重要
我國城市規(guī)模大、增長速度快、發(fā)展空間大，現(xiàn)在和將來都是“雙碳”和能源革命的主戰(zhàn)場。從發(fā)展規(guī)?？?，截至2022年底，我國城鎮(zhèn)化率已經(jīng)達到65.22%，城鎮(zhèn)人口達到9.21億，無論從體量還是占比都達到歷史新高。從發(fā)展速度看，我國仍舊處于新型城鎮(zhèn)化快速發(fā)展期，過去10年，我國城鎮(zhèn)化率增長了11.49%，是我國歷史以來城鎮(zhèn)化率提升最快的時期。從發(fā)展空間看，我國城鎮(zhèn)化率與世界上主要的發(fā)達國家相比仍有15%~20%的差距，預(yù)期未來仍有較大的提升空間。由于人口和產(chǎn)業(yè)不斷在城市匯聚，我國能源消費也高度集中在城市。近年來，我國城市能源消費在國家能源消費中的占比達到88%，城市碳排放占全國碳排放的比重也高達85%，且總量尚未達峰。由于城鎮(zhèn)化率的快速提升，近年來我國能源消費的增量主要由城市貢獻，2018~2022年，我國城市能源消費量由不到42億噸標準煤上升到超過48億噸標準煤，基本等同于我國同時期全國能源消費量的增量。
城市具有實現(xiàn)“雙碳”目標必需的技術(shù)、人才、資金和市場優(yōu)勢，蘊藏著實現(xiàn)“雙碳”目標的巨大潛能。城市是能源示范實踐的制高地，城市是各項國家重大戰(zhàn)略落地實施的基本單元，在這個包含各類執(zhí)行主體和實施對象的單元中，最容易融合多方需求，形成綜合多元的“雙碳”解決方案。城市是能源創(chuàng)新的制高地，城市強大的創(chuàng)新要素聚集能力為新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式的孕育發(fā)展提供了豐厚土壤。城市是能源投資的制高地，智慧能源、綜合能源系統(tǒng)、分布式能源、新型儲能、充電樁等城市能源基礎(chǔ)設(shè)施是新型基礎(chǔ)設(shè)施的投資重點。城市是能源市場改革的制高地，城市具有最為豐富的能源市場主體、應(yīng)用場景以及交易環(huán)境，最能激發(fā)有效競爭的市場結(jié)構(gòu)和市場體系不斷完善。
推進城市能源“雙碳”，就是培育城市高質(zhì)量發(fā)展新引擎。為實現(xiàn)碳達峰碳中和目標，城市能源革命驅(qū)動發(fā)展高能效、低排放、低污染的現(xiàn)代高質(zhì)量城市經(jīng)濟體，支撐城市可持續(xù)競爭力提升。通過資源大范圍配置和本地可再生能源的充分利用，推動跨城市間聯(lián)防聯(lián)治，有效在城市群實現(xiàn)能源資源的合理利用，減少并控制污染物排放，驅(qū)動城市生態(tài)文明建設(shè)。通過推動城市能源發(fā)展理念、治理技術(shù)和變革模式的創(chuàng)新和提升，構(gòu)筑數(shù)字化智慧化的城市能源管理平臺，打破城市能源條線管理壁壘，驅(qū)動城市治理水平升級。通過帶動新能源、節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)升級和轉(zhuǎn)型，創(chuàng)造更多高水平就業(yè)崗位，提供更加以人為本的能源服務(wù)，為城市居民美好生活作貢獻。
城市碳達峰碳中和面臨艱巨挑戰(zhàn)
實現(xiàn)城市碳達峰碳中和是一個復(fù)雜的系統(tǒng)問題，面臨5方面挑戰(zhàn)。
一是城市能源消費需求在城市規(guī)模擴大和經(jīng)濟發(fā)展影響下仍將剛性增長，能源供應(yīng)保障和碳排放控制之間矛盾突出。2035年前我國經(jīng)濟將邁入中等發(fā)達國家水平，我國城鎮(zhèn)化率也將保持年均0.6%的較快水平增長，兩個主要影響因素疊加下，城市能源消費特別是電力消費將繼續(xù)保持剛性的增長，而供應(yīng)側(cè)在較長時期內(nèi)仍不能實現(xiàn)完全綠電。盡管通過能效提升和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，可以有效緩解能源消費總量增量并控制碳排放增速，但仍不足以中和需求增長帶來的排放增加。這意味著在相當長的時期內(nèi)，快速發(fā)展的城市將面臨電力保供和碳“雙控”的多重約束，需要城市和能源發(fā)展模式創(chuàng)新突破。
二是我國大部分城市傳統(tǒng)能源資源相對匱乏，新能源供應(yīng)不夠穩(wěn)定，能源供應(yīng)存在較大缺口和波動，新的供需平衡下資源約束有待破解。城市能源安全可靠供應(yīng)是城市高效運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，而大部分城市天然具有能源資源稟賦差的基礎(chǔ)特征，經(jīng)濟社會發(fā)展的資源約束明顯。雖然“雙碳”下伴隨著碳“雙控”推進，非化石能源和外來電力在城市能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)中占比不斷提升，緩減了部分本地資源約束帶來的矛盾，但同時又帶來能源供應(yīng)波動性不斷加強、能源對外依存度不斷攀升等新問題，城市能源面臨要求更高和供給更不穩(wěn)定的雙重壓力。如何處理不可靠能源為主的能源體系下的安全供應(yīng)和保障成為重大挑戰(zhàn)。
三是能源開發(fā)利用過程中排放大量溫室氣體、有害氣體和粉塵顆粒，加劇破解城市環(huán)境問題的挑戰(zhàn)。能源利用是城市污染物排放和溫室氣體排放的重要根源。同時，城市的新型能源體系和新型電力系統(tǒng)建設(shè)剛剛起步，與可再生能源特征匹配的能源系統(tǒng)還未建成，對能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的支撐有限，對減少溫室氣體和污染物排放的貢獻有限。短期來看，高排放高碳的特征依舊明顯，且會加劇城市環(huán)境挑戰(zhàn)和熱島效應(yīng)，增加災(zāi)害發(fā)生概率。
四是碳減排核心技術(shù)遠未成熟，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級無法一蹴而就，城市協(xié)同推進降碳、減污、擴綠、增長面臨“瓶頸”。技術(shù)創(chuàng)新是實現(xiàn)城市碳達峰碳中和的根本，城市構(gòu)建多元能源供應(yīng)體系、清潔低碳能源消費體系，與各種能源技術(shù)的發(fā)展與突破密切相關(guān)。目前，從材料到技術(shù)到裝備，各類儲能技術(shù)、碳捕捉和碳封存技術(shù)、高效率太陽能電池、可再生能源制氫、可控核聚變、零碳工業(yè)流程再造等碳減排核心技術(shù)遠未成熟。規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，滿足未來城市對能源系統(tǒng)的多元化要求，還需要突破新的材料、新的技術(shù)、新的裝備創(chuàng)新瓶頸。
五是城市各能源系統(tǒng)間、能源與其他行業(yè)間協(xié)同發(fā)展的體制機制尚未形成，市場壁壘、信息壁壘依然嚴重，導(dǎo)致資源利用效率繼續(xù)提升困難重重。城市中存在大量的場景，需要通過不同能源系統(tǒng)之間的協(xié)同，實現(xiàn)能源效率的深度挖掘，而城市能源從規(guī)劃、建設(shè)到運營，不同的環(huán)節(jié)面對不同的政府與市場主體，不同的能源品種也分別有不同的上級主管部門分別管理，城市能源管理涉及管理部門多、管理權(quán)限條線復(fù)雜且多數(shù)為線條管理。與此同時，各個擁有數(shù)據(jù)的能源企業(yè)和用能主體，一方面缺少數(shù)據(jù)共享的意愿，另一方面缺少數(shù)據(jù)共享的機制和安全保障。在以提升系統(tǒng)能效和綜合能源服務(wù)為主的未來城市能源系統(tǒng)中，這樣的管理方式逐漸不能適應(yīng)以用戶為中心的未來能源服務(wù)方式以及更多產(chǎn)銷一體用戶出現(xiàn)的趨勢。能源系統(tǒng)缺乏協(xié)同、管理條塊化、信息壁壘等嚴重制約了能效進一步提升的空間。
以城市與能源協(xié)同發(fā)展的理念因城施策促進碳達峰碳中和
推進城市“雙碳”工作，必須以城市與能源協(xié)同發(fā)展的理念為指導(dǎo)，找準城市能源發(fā)展和轉(zhuǎn)型的起點，立足城市實際，綜合考慮城市定位、發(fā)展目標、能源稟賦、能源需求、能源基礎(chǔ)設(shè)施等因素，通過分析城市與能源的內(nèi)在作用機制，結(jié)合城市的發(fā)展目標和階段性需求，形成推進城市能源碳達峰碳中和的路線圖。
首先，應(yīng)以“三個視角”來剖析城市與能源的相互影響關(guān)系并掌握城市實現(xiàn)“雙碳”目標的起點。通過歷史視角，縱向分析城市能源系統(tǒng)和碳排放現(xiàn)狀形成的背后影響因素，分析各種因素相互作用的機理；通過比較視角，分析城市與國內(nèi)外典型城市在各個維度存在的差異，汲取碳達峰碳中和實踐經(jīng)驗；通過系統(tǒng)視角，將城市碳達峰碳中和的模式和路徑置于城市發(fā)展大局下觀察，判斷“雙碳”有關(guān)措施是否有利于促進城市的高質(zhì)量發(fā)展。
其次，應(yīng)抓住城市在特定階段的主要矛盾，瞄準主要方向，制定城市“雙碳”解決方案。在“雙碳”目標下，解決特定發(fā)展階段能源供需矛盾是城市能源發(fā)展的基本動力。科學研判城市“雙碳”階段和發(fā)展方向，要立足城市和能源協(xié)同發(fā)展的視角理解城市能源的作用機理，洞察不同發(fā)展階段城市能源面臨的主要矛盾和矛盾的主要方面，分析梳理影響城市能源的動力因素，總結(jié)判斷這些因素在不同發(fā)展階段的由量變至質(zhì)變的動力變化情況，形成對城市能源發(fā)展歷程的整體理解。以北京和蘇州為例，盡管未來能源發(fā)展都是向清潔低碳、安全高效、便捷共享的方向加速演變，但北京的城市定位、第三產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，決定了北京未來脫碳的重點將更加集中于建筑、交通、能源結(jié)構(gòu)和個人消費等方面。而蘇州正在建設(shè)成為世界級的制造業(yè)中心城市，工業(yè)制造業(yè)長期占據(jù)接近一半的比例，煤炭在本地消費和電力生產(chǎn)中仍占據(jù)較大比重。因此，蘇州未來脫碳的重點將更加集中于能源結(jié)構(gòu)和工業(yè)等方面。
再次，應(yīng)結(jié)合城市基本條件和發(fā)展目標，細化“雙碳”目標實現(xiàn)路徑，有重點有層次地部署重點任務(wù)。在明確發(fā)展起點和未來目標的基礎(chǔ)上，能夠明晰不同階段的主要矛盾，并結(jié)合內(nèi)外部資源制定相應(yīng)的“雙碳”實現(xiàn)路徑。以北京為例，過去三十年以來，北京已經(jīng)經(jīng)歷了以“脫煤、提氣、增電”為主要特征的能源轉(zhuǎn)型過程，綠色低碳化水平顯著提高。結(jié)合北京的城市定位和經(jīng)濟社會基礎(chǔ)，北京主要通過加大本地非化石能源和外來綠電占比實現(xiàn)高質(zhì)量達峰，并通過終端的電氣化和在全國一體化格局中減少電力碳排放來實現(xiàn)碳中和。而能源利用效率提升和能源結(jié)構(gòu)低碳化是蘇州實現(xiàn)“雙碳”目標的兩大關(guān)鍵路徑。長期來看，煤炭的壓減控制和外來電中清潔電力的提升是能源供應(yīng)低碳化的重點任務(wù)，而依靠能源互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)升級實現(xiàn)終端能效提升將是當前及未來能源消費改進的重點任務(wù)。
最后，城市應(yīng)承擔起能源創(chuàng)新的使命和責任，為高質(zhì)量實現(xiàn)“雙碳”目標提供不竭動力。城市具有高度聚合創(chuàng)新所需的資源和對象等不同元素的突出優(yōu)勢，天然地將成為能源創(chuàng)新的集中地、試驗田、孵化場。在實現(xiàn)“雙碳”目標過程中，城市將為能源創(chuàng)新凝聚研究、產(chǎn)業(yè)、金融、人才等各類資源，為各類新興技術(shù)產(chǎn)品驗證示范提供多樣應(yīng)用場景，為多元主體開放合作創(chuàng)造互動平臺，以各類元素融合碰撞引燃創(chuàng)新動力，引領(lǐng)并加快能源科技自主創(chuàng)新和推廣應(yīng)用步伐。面向能源低碳轉(zhuǎn)型出現(xiàn)的新特征、新需求，城市能源創(chuàng)新，最有可能實現(xiàn)各類型靈活性資源的聚合，最有可能實現(xiàn)系統(tǒng)分而治之的局部平衡，最有可能實現(xiàn)低投入高產(chǎn)出能源系統(tǒng)的構(gòu)建，從而為規(guī)劃建設(shè)新型能源體系、發(fā)展新型電力系統(tǒng)提供新形態(tài)、新模式。（作者：國家電網(wǎng)有限公司副總工程師、國網(wǎng)能源研究院院長 歐陽昌裕）
責任編輯：張棟鈞
