碳达峰目标下,我国的节能潜力如何?

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节能对进步能效水平、确保动力安全、进步经济展开质量都具有重要价值。我国是全球首要的动力消费和碳排放国家，推广节能战略是助力完成碳达峰、碳中和方针的重要手法。当时，我国经济展开形式、表里要素、要素调理、供需结构等要素现已或正在产生新的改变，需求结合新阶段特征展开节能潜力评价研讨，进一步清楚节能增效对碳减排作业的推进效果。

我国工程院苏义脑院士科研团队在我国工程院院刊《我国工程科学》2021年第6期发表《碳达峰方针下我国节能潜力剖析及对策》。文章剖析了国表里动力消费的现状和特色，研判了我国动力消费的展开趋势，阐述了节能办法对动力展开途径的要害效果，以此厘清我国的节能潜力；依据投入产出法，树立了包括高耗能工业、交通业、修建业在内的节能潜力评价模型，预算了现有方针场景、强化节能办法场景下我国整体动力消费量和节能潜力状况。在节能场景下，我国的动力消费总量将有用削减，可助力碳排放提早达峰。

研讨主张，继续推进动力消费强度和总量双控；促进高耗能、低附加值工业的转型晋级；加强低碳节能技能宣扬，加大技能创新支撑力度；健全节能法律法规和规范系统；推进渐进式城市更新与无废化建造；强化节能教育并进步节能认识，充分发挥节能增效对碳减排的要害效果。

一、前言

动力作为现代人类社会展开的柱石，其开发运用水平和规划自工业革命时代以来飞速前进，明显推进了社会出产力展开和人类文明前进。目前，人类的动力活动高度依赖化石动力，化石动力燃烧及运用进程中的碳排放问题是造成全球气候变暖的首要原因。因而，为了完成可继续展开，推进动力清洁转型、操控化石动力消费总量是完成碳达峰、碳中和方针的重要手法。

目前，我国的动力消费量和碳排放量坐落全球前列，2020年的动力消费总量约为4.98×109tce，占全球总量的27%；动力活动产生的CO2排放总量约为1.03×1010t，占全球总量的32%。然而，我国一次动力强度约为世界均匀水平的1.5倍，是欧盟、美国、日本等发达国家或区域的2~3倍，较低的动力运用功率表明具有极大的能效进步潜力。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添加空间。全面强化节能对进步能效水平、确保动力安全、进步经济展开质量都具有重要价值，也是到达碳达峰、碳中和方针，完成经济可继续展开的要害举措之一。

动力消费的猜测方法首要有时间序列猜测法和相关联系猜测法两大类；前者依据历史数据对动力需求总量进行猜测，但难以对各构成部分进行剖析，典型代表是差分整合移动均匀自回归模型（ARIMA）；后者中的投入产出法经过树立各部分的动力联系来完成对各部分节能潜力、部分间节能协同效应的剖析，可为节能潜力评价提供重要依据。

此外，也有研讨依据动力转化和消费进程来树立动力模型，对未来场景的动力消费总量和碳达峰状况进行猜测，但未对节能潜力进行评价；还有研讨立足国情和现状，从动力结构和工业结构调整的视点出发对我国节能潜力进行评价。我国经济展开形式、表里要素、要素调理、供需结构等要素现已或正在产生新的改变，需求结合新阶段特征展开节能潜力评价研讨，进一步清楚节能增效对碳减排作业的推进效果。

本文选用投入产出法树立动力消费模型，对我国高耗能工业、修建、交通范畴的节能潜力进行评价。首要，经过剖析动力消费水平和展开状况，阐述节能办法对我国削减化石动力消费和展开形式转型的含义；其次，依据我国动力桑基图，剖析我国能效进步方向和节能要点范畴；第三，选取工业、交通和修建等范畴及细分职业门类，对我国未来场景下的节能潜力进行评价，探讨节能办法对推进碳排放顺利达峰的效果。最后，概扩未来全面施行节能战略的要害办法，针对性提出展开主张。

二、国表里动力消费现状及我国动力消费展开趋势

一

世界动力消费现状

依据2020年全球动力消费核算，我国人均动力消费总量和动力强度均高于全球均匀水平；英国、法国、德国、日本等发达国家的人均动力消费量与我国接近，但动力强度仅为我国的1/3左右，体现了较高的能效水平；美国、澳大利亚等国家的动力强度虽为我国的40%，但人均动力消费是我国的2倍以上，在发达经济体中能效水平较低；印度、越南等展开我国家的人均能耗和消费强度均低于全球均匀水平。图1是2020年部分经济体的动力消费气泡图，圆圈面积表示对应国家的动力消费总量。

展开我国家在逐渐向发达国家过渡的进程中，一般会阅历“人均能耗水平快速进步后缓慢下降，动力强度不断下降”的进程（如图1中的展开途径1）；而节能办法可使展开途径上凸幅度明显减小，然后下降展开进程的动力消费需求（如图1中的展开途径2）。世界展开经历表明，节能不仅能够促进工业向知识和技能密集型改变，也能够助推经济的稳定添加。

我国当时正处于人均能耗增速和动力强度下降速度均放缓的转型要害时期，经过施行节能增效，不仅能够有用削减动力消费总量、下降对化石动力的依赖、助力碳达峰，还能够加速经济展开形式向高质量展开的改变。因而，施行节能战略事关我国经济展开形式转型，也将深度影响我国未来的动力出产和消费格式。

图12020年部分国家动力消费现状及我国节能办法下动力展开途径

二

我国动力消费现状与特色

评价节能潜力、施行节能举措，需求结合当时我国动力消费构成和特色来展开。依据2019年动力消费数据，选用电热当量法制作了我国动力消费桑基图（见图2），以直观清晰地描绘各类动力转化和消费的途径及数量。

图22019年我国动力桑基图

在我国的一次动力消费中，化石动力占比约为85%，其间煤炭消费量占一次动力消费总量的60%；在终端动力消费中，工业范畴占比超过60%，整体出现“动力偏煤、工业侧重”的特色。从动力流向来看，在化石动力消费中，煤炭首要用于发电和煤化工范畴，石油的炼化产品首要流向化工和交通范畴，天然气首要用作工业燃料和乡镇燃气。我国的电力终端动力消费占比约为25%，而全球均匀水平为19%、经济合作与展开安排国家的均匀水平为22%。

综上，我国节能潜力的首要落脚点是动力侧的清洁转型、消费侧的工业调整，需求结合我国未来的经济展开方针和节能技能前景来研判动力消费展开趋势。

三

我国动力消费展开趋势

我国动力消费总量在2030年前将出现缓慢上升趋势，2030年会到达5.6×109tce，2035—2040年动力需求进入峰值渠道期，对应峰值约为5.8×109tce。在动力消费方面，我国化石动力的消费占比将逐渐下降，在2030年将由2021年的85%下降到75%；电力在终端动力消费的占比将呈持续快速上升趋势，估计2030年的相应占比将到达30%。

在各范畴的动力需求方面，到2030年，工业动力需求将完成达峰并开端逐渐下降，修建业动力需求将跟着居民生活水平进步和第三工业占比增大而继续坚持上升趋势，交通业动力需求将进入渠道期并坚持稳定。整体来看，面向中长期，我国动力需求将出现工业动力消费逐渐下降，交通业和修建业占比逐渐增大的趋势，动力消费改变状况符合展开我国家步入发达国家的展开规律。

三、我国节能潜力剖析

一

模型构建与研讨方法

本文选取动力消费占比较大的工业、交通、修建3个范畴作为节能要点部分并对各范畴部属门类进行区分，构建了我国节能潜力评价模型（见图3）。其间，工业范畴依照产品和工艺区分，修建范畴依照修建物类型和供能方法区分，交通范畴依照交通运输方法区分。

以工业范畴为例，依据2019年核算数据，钢铁、电力出产、有色金属、水泥、燃料加工、化工6个工业的能耗占工业总能耗的80%以上，可归入工业节能要点部分进行考虑。在产品工艺方面，关于钢铁工业，因其能耗受流程影响较大而可区分为长流程、短流程两类；关于化工工业，首要核算炼焦、炼油、组成氨、电石、烧碱等高耗能化工原材料产品类别。

图3我国节能潜力评价模型的部分构成

在确认核算范畴和门类后，运用投入产出法核算动力消费量。经过反映动力相关活动的猜测结果和单位活动能耗，核算各范畴下各部分的动力消费总量。关于动力相关活动的方针，工业范畴选用产品产量描绘，修建业范畴选用电/暖/燃气等终端用能方法的动力需求描绘，交通范畴则经过各类交通工具数量和年均匀路程来描绘。在得出各活动动力消费总量的根底上，结合流程、工艺改变、节能技能运用状况，对单位活动能耗进行批改，终究得到各范畴的动力消费状况。

结合我国2020年动力消费状况和未来动力消费预估，本文规划了强化节能办法的节能场景、现有施行方针的根底场景，对两种场景的动力消费进行猜测，结合两者的差值来评价我国节能潜力（见图4）。

在节能场景下，到2030年，依照电热当量法核算的动力消费总量比较根底场景可下降约8×108tce；依照等值煤耗法核算则可下降约8.5×108tce，相当于2019年动力消费总量的17.2%；2021—2030年的累计节能量为4.626×109tce，约为2017年的动力消费总量。在节能场景下，我国动力消费出现缓慢上升趋势并在2030年左右进入渠道期；而在根底场景下，估计2030年我国动力消费仍会坚持较快上升速度，尚未进入渠道期。

图4我国整体节能潜力评价

二

各范畴节能潜力剖析

1.工业范畴节能潜力剖析

关于我国工业范畴的节能潜力状况（见图5），估计到2030年，在节能场景下，电力出产部分经过加大新动力装机容量、进步气电在火电中的占比可完成节能约1.6×108tce，钢铁工业经过下降产量、优化长短流程结构和进步工艺能效等手法可完成节能约2.2×108tce，水泥工业、有色金属冶炼工业、高耗能化工工业、燃料加工工业分别可完成节能约1.0×108tce、3.6×107tce、3.25×107tce、5.6×107tce。

图5我国工业范畴节能潜力评价

综上，我国高耗能工业范畴在2030年可完成节能约6×108tce，相当于2019年该范畴动力消费总量的24.5%；2021—2030年累计节能约3.37×109tce，节能潜力奉献首要来自于钢铁和电力部分。在根底场景下工业范畴总动力消费呈继续上升趋势，而采纳节能办法后可完成整体动力消费的逐渐下降。

2.交通范畴节能潜力剖析

交通范畴节能潜力剖析模型首要触及客运和货运两大类，其间公路交通因动力消费占比较高是要点节能部分。估计到2030年，在节能场景下我国公路客运节能潜力约为4.35×107tce，首要来自于新动力轿车对燃油轿车的代替；经过归纳运用“公转铁”“公转水”、多式联运、发起机能效水平进步等手法，公路货运的节能潜力约为3.7×107tce，水路和铁路货运交通能耗则上升至7.8×106tce，航空运输经过进步发起机能效可完成节能约1×107tce。

综上，我国交通范畴在2030年可完成节能约8.6×107tce，相当于2019年交通范畴动力消费总量的13.5%；2021—2030年的累计节能约为5.1×108tce，首要奉献来自公路客运和货运的能效进步。在根底场景下交通范畴总动力消费呈继续上升趋势，而采纳节能办法后交通动力消费快速进入渠道期（见图6）。

图6我国交通范畴节能潜力评价

3.修建范畴节能潜力剖析

修建范畴节能潜力剖析模型首要触及居民修建和各类修建的用电、采暖、燃气以及信息通讯根底设备的用电。估计到2030年，在节能场景下，我国修建用电的节能潜力约为2.71×107tce，其间居民用电的节能潜力为8×106tce，商业、工作、文化等公共修建用电的节能潜力约为1.8×107tce；信息通讯根底设备节能潜力约为1×107tce。别的，在节能场景下，用于会集供暖的化石动力占比为30%，供暖节能潜力约为3.1×107tce；经过电能代替可减小居民厨房燃气需求的节能潜力为2×107tce。

综上，我国修建范畴在2030年可完成节能约8.05×107tce，相当于2019年修建动力消费总量的14.7%；2021—2030年的累计节能约为5.3×108tce，将明显下降碳排放量的上升速度，首要奉献来自清洁供暖和节省用电。两种场景下的修建范畴的动力消费量均呈继续上升趋势，但节能场景下的动力消费量上升速度明显低于根底场景（见图7）。

图7我国修建范畴节能潜力评价

三

施行节能举措的减碳效果剖析

在树立节能剖析模型的根底上，经过各种活动的碳排放因子预算两种场景下的碳排放状况，然后评价施行节能办法下的碳减排效果。本文仅核算动力和工业活动中产生的碳排放，不考虑碳汇和碳移除技能的效果。

在根底场景下，碳排放总量虽出现添加逐渐放缓的趋势，但在2030年前仍不能顺利完成达峰；而在节能场景下，碳排放将很快进入渠道期并在2026年前后开端稳步下降。估计到2030年，在施行节能办法后，可削减碳排放量约1.95×109tCO2，2021—2030年将累计削减碳排放量约为1.05×1010tCO2，相当于2020年我国动力活动的碳排放总量（见图8）。

因而，强化节能办法能够有用下降未来动力消费需求并明显下降碳排放总量，然后成为推进我国碳达峰、碳中和方针完成的重要手法。

图8我国碳排放总量剖析

四、我国节能增效的要害办法

一

推进工业结构晋级和产能更新

在高耗能工业范畴，应逐渐下降工业规划比重并进步企业的规划化水平，推进进步工业会集度和企业规划化水平来完成下降能效的方针。关于高度依赖高耗能工业的区域，应构建工业集群并与用能服务业相结合，逐渐进步能效水平以摆脱展开途径依赖。在国家层面，推进区域经济和谐展开，防止因高耗能项目重复建造带来的资源糟蹋和产能过剩；加速高耗能工业中的落后产能筛选进度，合理加强对高耗能、低附加值产品出口规划的管控，逐渐推进工业结构晋级和产能更新。

二

加速动力结构的清洁低碳转型

在动力出产范畴，加速动力出产结构转型。活跃开发水、风、光等可再生动力以及核电等清洁动力，要点布局海优势电、内陆核电站、分布式动力建造。关于火电机组，有计划地逐渐关停亚临界及以下的煤电机组，推进燃煤机组供热改造以撤销散烧煤供热，进步火电项目的能耗要求以及天然气发电在新增火电中的占比，进步化石动力发电能效水平。

在动力消费范畴，加速电能代替和清洁动力转型。经过交通范畴的新动力轿车和氢燃料轿车推广，修建范畴的房顶分布式光伏发电、终端用能再电气化、清洁供暖等技能运用，完成清洁动力高效运用。完善碳排放商场和电力商场机制，充分调动商场主体的节能活跃性。经过电力需求侧办理，归纳动力系统，电、热、氢、储能等技能运用，支撑更高份额新动力的接入。

三

打破革命性绿色低碳动力技能

在绿色低碳动力开发范畴，要点打破以钙钛矿薄膜为代表的新一代光伏材料及光伏电池技能、漂浮式海优势电、第四代核反应堆等绿色低碳动力出产技能的商业化运用，布局人工光合效果燃料组成、行波反应堆、可控核聚变反应堆等颠覆性技能研讨。

在绿色低碳动力运用范畴，着力推进可再生动力制氢、规划化储能、柔性直流输电、归纳智慧动力系统等技能的演示运用。加强全固态锂电池、钠离子电池、质子交换膜电解水制氢、宽禁带半导体功率芯片等要害技能的研制和工业转化。

四

推广遍及节能技能及工艺

在工业范畴特别是高耗能工业，大力推广节能技能和工艺。经过制备质料和流程替换，如天然气制组成氨、短流程炼钢、再生铝冶炼等技能，下降高耗能产品单位出产能耗；经过锅炉、电机、暖通系统节能，加强工业低品位余热的回收和再运用，进步出产企业的能效水平，继续推进绿色制作。

在修建范畴，运用被动式节能修建、空气源热泵等节能设备、修建能耗办理系统等，下降修建运行能耗，推进低碳修建的规划化展开。活跃推进会集供冷和冷热联供，进步数据中心、通讯基站等新式根底设备的能效水平，建造绿色数据中心。

在交通范畴，经过同享出行、纯电动乘用车、公共交通系统的完善，采纳“公转水”“公转铁”、多式联运等办法，进步交通系统的能效水平；鼓舞重载货车、船只运用液化天然气等清洁燃料。

五

下降高耗能产品需求

科学规划城市乡村建造进程，合理约束乡镇地产开发强度，采纳老旧房屋节能改造、功用设备完善等手法，进步修建在运用周期内的性能。经过政府规划引导，遏制农村宅基地过度建造引发的大规划闲置现象，有用下降房地产及相关高耗能产品的需求。

进步废物的资源化运用水平，展开循环经济，下降对高耗能产品的需求。进步废钢、再生铝的回收和循环运用水平，扩大废金属资源的进口规划；展开畜禽粪污肥料化运用等技能，下降化肥运用量；经过废纸造纸和再生塑料等技能减小质料制备的动力消耗，支撑生态环境保护。

六

倡议绿色低碳理念和节能生活方法

宣扬倡议节能生活方法，经过网络渠道、媒体等向全社会大力倡议节能认识。提倡多走楼梯少乘电梯、无纸工作及工作打印双面用纸、人走断电、夏季空调不低于26℃、绿色低碳出行等节能生活方法，培育居民特别是年青群体的节能认识。

运用数字化和信息技能，引进社会心理学，结合居民绿色消费核算、用能强度、个人碳脚印等方针，经过邻里间比照，激励和引导用户的自发节能行为。运用互联网技能精准捕捉工业出产、居民生活的动力消费实时信息，经过大数据技能辨识潜在的节能环节，完成需求侧、供应链、出产进程、运营服务的精准化节能。结合用户的用能行为，规划相关激励机制，引导公众深度参与节能减排进程。

五、对策主张

一

继续推进动力消费强度和总量双控

进一步健全和完善能耗双操控度。在国家层面统筹策划的根底上，各地方依照本身经济展开水平、节能潜力等要素，设置本区域的动力消费总量方针，提出合理的时间表、线路图和施工图。主张将化石动力消费总量及强度归入各区域政府作业的查核内容，落实用能预算办理准则，经过激励与问责机制相结合形成有用的约束机制。

推进各地方的节能作业要点落实到优化工业结构与动力结构、高耗能工业规划管控与企业能效查核上。适当扩大底层动力核算队伍规划，选用节能监察、动力计量与核算等手法，掌握能效状况，对超标单位进行严厉管控。重视管控的及时性和精准性，防止“运动式”减碳、“突击式”减排现象。

树立用能权买卖商场，充分发挥商场对动力要素的优化配置效果，逐渐完善用能权的有偿运用和买卖准则。

二

促进高耗能、低附加值工业的转型

逐渐下降高耗能、低附加值工业的规划。经过压减过剩产能，施行汰劣上优、化石动力能耗等量或减量代替方法，拓展用能空间。严控新上高耗能、高污染项目，要求新建项目能效水平到达世界或国内职业标杆水平，确保职业能效稳步进步。

展开中长期规划，逐渐引导高耗能、低附加值工业的转型晋级。将相关工业逐渐融入轨道交通、船只海洋、新动力轿车及配备等高端制作业的工业链，整合优势资源并合理进步工业会集度，展开一批具有重要影响力的工业集聚区和创新高地。

三

加强低碳节能宣扬，加大技能创新

大力宣扬节能技能。经过定期更新国家要点节能低碳技能推广目录，区域和城市推广能效指南，各职业、企业、协会安排节能技能推介与交流会等方法，加强先进能效演示事例的遍及宣扬力度，完成经济、环境和社会效益的多赢。

进步节能技能的创新研制与运用支撑力度。要点支撑一批具有可复制性的节能演示项目建造，添加中小企业运用先进节能技能进行改造的融资支撑力度；加大节能技能研制项目的资金支撑，促进节能技能展开和落地运用。

四

健全节能法律法规和规范系统

施行和修订《节省动力法》，结合地方依据本身展开水平和实际状况公布的动力节省法令及办理办法，树立完善的节能法律法规系统。加强执法监督，强化事中事后监管，严厉执法问责，切实确保相关法律法规的有用落实。

完善节能规范系统，突出规范的引领和约束效果。继续发布和施行相关的能效规范，完成各职业和各用能产品的全掩盖。将能效“领跑者”方针归入规范方针系统，及时做好规范拟定/修订，逐渐扩展能效标识的产品掩盖范围。和谐世界和区域相关规范互认，服务国产高效优质产品融入全球商场并扩大我国能效的影响力。

五

推进渐进式城市更新与无废化建造

防止大拆大建行为带来的动力资源糟蹋，有序推进城市和乡村建造的更新进程。坚持“留改拆”并举，合理限制城市更新单元拆除面积规划，推广小规划、渐进式的有机更新和改造，进步修建节能水平。逐渐进步新建修建的节能规范并加强执行力度。

统筹推进废旧物资回收网点与生活垃圾分类网点“两网交融”，侧重推进高耗能产品再生运用的规划化、规范化、清洁化。结合各区域的动力消费、工业结构、居民生活特色，经过国家顶层规划和区域间和谐，加速城市–园区的无废化进程。

六

强化节能教育，全面进步节能认识

在社会层面，树立“展开必须节省，节省才干展开”的展开观，将节省、节能作为经济展开内驱力、经济添加新方法、社会文明新导向。弘扬崇尚节俭、反对糟蹋的优良文化传统，推进全社会践行勤俭节省之风。

在个人层面，树立“节能光荣，糟蹋可耻”的价值观，宣扬个人节能行为对促进经济社会可继续展开形式的重要效果。经过节能宣扬周、倡议书等方法，进步个人的节能认识和践行责任感。

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