张生春
工业是我国国民经济的主导产业、能源资源消耗和环境污染排放的重点领域，也是碳排放的大户。在我国“二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标指引下，工业领域亟须从优化产业结构、调整能源消费结构、强化新一代信息技术的工业应用、提高能源资源利用效率等方面着手，推进碳减排工作， 积极应对气候变化。
我国碳减排的主要政策及成效
我国作为世界上最大的发展中国家，同时面临经济可持续发展和有效应对气候变化的双重挑战。为积极应对气候变化，我国先后签署了《联合国气候变化框架公约》（以下简称《公约》）、《京都议定书》和《巴黎协定》，并全面有效持续实施各方面的最高政治承诺，坚持减缓与适应并重原则，通过实施《国家适应气候变化战略》等碳减排相关政策，碳减排已取得显著成效。
2005年，我国出台并实施《清洁发展机制项目运行管理办法》， 并于2011年进行修订。此办法明确了管理体制、申请和实施程序、法律责任等，有助于促进清洁发展机制项目有序开展，促进清洁发展机制市场的健康发展，是作为首个建立碳市场的发展中国家参与国际碳市场的开端。
2007年，国务院成立国家应对气候变化及节能减排工作领导小组，并印发《中国应对气候变化国家方案》，提出应对气候变化的指导思想、原则、目标以及相关政策和措施，阐明中国对气候变化若干问题的基本立场和国际合作需求。
2009年，我国宣布到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%、非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右、森林面积和蓄积量分别比2005 年增加4000万公顷和13亿立方米的目标。此目标是我国根据国情采取的自主行动。
2015年，我国向联合国气候变化框架秘书处提交《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》，明确2030年左右二氧化碳排放达到峰值并争取尽早达峰，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005 年下降60%至65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右， 森林蓄积量比2005年增加45亿立方米左右，并提出继续主动适应气候变化，在农业、林业、水资源等重点领域和城市、沿海、生态脆弱地区形成有效抵御气候变化风险的机制和能力，逐步完善预测预警和防灾减灾体系等目标。我国提出的国家自主贡献是我国为实现《公约》目标所作出的应对气候变化的最大努力。
2020年，中央经济工作会议明确把做好“2030年碳达峰”“2060年实现碳中和”工作作为2021年八大重点任务之一。要求抓紧制定2030 年前碳达峰行动方案，支持有条件的地方率先达峰。加快调整优化产业结构、能源结构，推动煤炭消费尽早达峰，大力发展新能源，加快建设全国用能权、碳排放权交易市场，完善能源消费双控制度。继续打好污染防治攻坚战，实现减污降碳协同效应。开展大规模国土绿化行动，提升生态系统碳汇能力。
“十四五”规划纲要提出， “十四五”期间我国要落实2030年应对气候变化国家自主贡献目标， 加快发展方式绿色转型，协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护，单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低13.5％、18％。为推动温室气体减排，规范全国碳排放权交易及相关活动， 2021年2月开始施行《碳排放权交易管理办法（试行）》。2021年7月， 正式启动全国碳排放交易，首批纳入2225家发电行业重点排放单位， 将成为全球覆盖温室气体排放量规模最大的碳市场。
为落实应对气候变化国际承诺，我国积极实施《中国应对气候变化国家方案》《“十二五”控制温室气体排放工作方案》和《国家应对气候变化规划（2 0 1 4 － 2 0 2 0 年）》等，并在国民经济和社会发展“十二五”“十三五”两个五年规划纲要中将“积极应对气候变化”纳入主要目标，全面加强落实并取得了积极进展，特别是“十三五”规划更是将“到2020 年单位GDP二氧化碳排放较2015 年降低18%”作为13个约束性指标之一。截至2020年底，我国单位GDP二氧化碳排放比2015年下降18.8%，比2005年降低48.4%，实现了中国向国际社会承诺到2020年碳排放强度较2005年降低40%至45% 的目标，基本扭转了二氧化碳排放快速增长的局面，为全球应对气候变化做出了巨大贡献。
国内工业领域碳排放的现状
我国已经是一个高度工业化的国家，二氧化碳的排放70%以上来自于工业生产或生成性排放。据测算，2005年至2019年我国工业二氧化碳排放量呈现先升后降再微升的趋势，从2005年的41亿吨提升至2019年的72亿吨左右，涨幅约为75.68%，年平均增长率约为4.11%。2015年我国工业领域的碳排放量迎来了首次降低，较2014年降低1.3%，2016年较2015年降低2.6%。连续两年的工业碳排放降低主要有三个方面原因，一是“节能减排”政策法规的实施，淘汰了部分工业落后的能耗设备，关停部分高能耗、高排放企业；二是大力发展清洁能源，使清洁能源占比逐年提升；三是采矿业、制造业、电力、热力、燃气及水生产和供应业等增速相对放缓，对能源需求变化不大。但是，2017年至2019年，工业领域能源需求增长，导致工业碳排放量出现小幅增长，2017年及2018年工业碳排放量低于2015年， 2019年较2015年高2亿吨左右。
我国碳排放强度2 0 1 9 年比2005年下降48.1%，而工业碳排放强度下降达57.8%。由于工业碳排放占全国碳排放的比重超过70%， 可见工业对全国碳排放强度降低贡献巨大。
六大高耗能行业是工业碳减排的重点行业，减碳形势严峻。据测算，2000年至2019年，化学原料及化学制品制造业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、石油加工炼焦及核燃料加工业、电力热力的生产和供应业等六大高耗能行业，其能源消费占工业比重由66.8%增长到75.35%。从2005年起六大高耗能行业碳排放量占工业碳排放的比重持续在70%以上。碳排放量由2005年的29.08亿吨增至2019年的54.32亿吨。其中，黑色金属冶炼及压延加工业能源消费占工业能源消费比重最高、碳排放量最大，2019年黑色金属冶炼及压延加工业能源消费约占工业的26.41%，碳排放量约19.38亿吨，占工业碳排放总量的26.9%。
我国工业领域碳减排面临的挑战
全世界已有50多个国家的碳排放实现达峰，纵观国际上实现碳达峰并向碳中和迈进的国家，一部分是因为经济衰退和经济转型实现碳达峰，也有一些是因为严格的气候政策和经济发展的要求实现碳达峰，这些碳达峰国家多数为后工业化国家或发达国家。根据国家发展和改革委员会能源研究所发布的《2020年中国可再生能源展望报告》预测，要实现《巴黎协定》将温度变化控制在2℃的目标，至2050 年我国非化石能源比重需提升至78%，煤炭消费相比2019年需下降90%，二氧化碳排放相比2019 年需下降7 6 % 。我国是工业大国，经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，但与碳达峰国家的国情差异巨大。
能源消费结构中煤炭占比高。近年来，工业领域能源消费占全国的比重在60%以上，工业煤炭消耗约占全国的50%左右。2016年至2020年，工业能源消费占全社会比例由68%下降到65.3%。2020 年，全国能源消费总量为49.8亿吨标准煤，其中煤炭消费约占能源消费总量的56.8%，天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费量约占24.3%。近年来，天然气、可再生能源等清洁能源快速发展，可再生能源正由“微不足道”发展到如今的“举足轻重”，从“补充能源”逐步变成“主流能源”， 工业领域能源消费结构持续优化，但是“以煤为主”的能源消费结构基本特征短期内难以改变， 高碳特征依然明显。
工业结构中重工业和化学工业占比高。2019年重工业和化学工业能源消费量占工业能源消费总量的比重达90.89%，其中化学工业为18.83%。当前，我国整体上进入了工业化后期，但是部分中西部地区还处于工业化中期阶段，尚需发展重工业和化学工业来支撑地区经济增长。钢铁、冶金、机械、能源、化学、材料等工业的增长，增加了能源需求量。我国工业生产了大量能耗高但附加值较低的产品，如世界56%左右的粗钢产量、57%左右的水泥产量。近年来，我国持续严格控制高耗能产业扩张，依法依规淘汰落后产能，化解过剩产能，截至2018年底化解钢铁过剩产能1.5亿吨以上。但工业结构中高耗能的重工业和化学工业占比高的情况仍未改变。
单位制造业增加值能耗水平偏高。2019年我国制造业增加值26.92 万亿元，占GDP的比重为27.16%， 但制造业能源消费量为2 7 . 5 9 亿吨， 占到全国能源消费总量的56.77%，单位制造业增加值能耗为1.02吨标煤/万元，是美国2016年单位制造业增加值能耗2.7吨标煤/ 万美元的两倍多。一方面，我国通用设备不够节能，以电机为例，高效电机市场占有率仅为16%左右， 远低于发达国家，电机系统运行效率比国外先进产品落后约10%左右；另一方面，部分高耗能的制造业生产了低附加值的产品，高端制造业占比还偏低。
推进工业领域碳减排的对策建议
第一，调整优化产业结构， 发展绿色低碳产业。工业化带来的产业结构变化与能源消费总量、结构存在很强的正相关关系，制造业生产结构比重高导致能源消费总量居高不下。应持续化解过剩产能， 在石油化工、电力、煤炭、钢铁等行业，加快转型升级，大力淘汰高能耗的落后产能。坚决遏制“两高”项目盲目发展，提高新建、扩建“两高”项目节能环保准入标准，落实产能替代、煤炭消费减量替代、能耗替代。新建、扩建“两高”项目应采用先进适用的工艺技术和装备，须达到强制性能源消耗标准先进值。加快产业绿色低碳转型，推动落实《绿色产业指导目录（2019年版）》，发展壮大一批有基础、有优势、有竞争力的节能环保、清洁生产、清洁能源产业，积极推动支持地区建立国内领先的节能环保、新能源产业集群。大力支持战略性新兴产业发展。
第二，调整能源消费结构，高效清洁利用化石能源。调整能源消费结构是实现碳达峰、碳中和的关键。应提高可再生能源消费比重， 鼓励新能源富集地区企业、工业园区等用能集中工业区域，充分利用太阳能、风能、氢能等清洁能源， 因地制宜建设电化学储能、压缩空气储能、抽水蓄能、电制氢及制甲醇等储能设施。支持工业厂房分布式光伏发电，推动智能绿色微电网在企业和工业园区中的应用。支持工业园区开展综合能源管理服务， 提升园区新能源消纳水平。推动终端能源消费电气化，大力实施电能替代，支持以电代煤、以电代油， 推广电窑炉、电锅炉等装备，推动电制氢技术应用。推进煤炭、石油、天然气等化石能源高效清洁利用，扩大煤炭消费中电煤占比，加大煤炭、石油、天然气清洁高效开发利用关键技术攻关及推广应用。
第三，加强新一代信息技术的工业应用，强化跨领域能源资源耦合发展。智能制造在应对碳排放、防止气候变暖领域存在巨大潜能，新一代信息技术与先进制造技术深度融合是制造业实现智能化的关键；跨领域的能源耦合发展， 有助于打破能源、化工和动力等传统行业间的用能壁垒，实现多种能源的综合梯级转换利用。在加强新一代信息技术与制造业融合方面， 着力推动数字孪生、物联网等智能技术的工业应用，推进生产过程智能化，全面提升企业研发、生产、管理和服务智能化水平，以提质增效带动节能降耗。利用数字技术开展泵、风机、压缩机等电机驱动终端设备系统能效监测，实施重点用能设备和用能系统改造，推动高效用能设备与生产系统的优化匹配、使用与管理。推动能源管理中心建设，实施动态监测、控制和优化管理，提高企业能源分析、预测和平衡调度能力，实现企业能源资源管理数字化和精细化。在推动跨行业、跨领域能源资源耦合发展方面，推动跨行业协同处置废弃物、多能互补等，实现钢铁、建材、石化等行业间链接协同节约能源资源。例如以钢铁行业副产煤气为原料生产高附加值的化工产品，回收利用工业低品质余热资源为周边用户供热、供汽等。
第四，推广应用先进适用节能技术装备，持续推进设备再制造。应用高效节能技术装备是实现工业领域技术节能的关键。针对量大面广的工业锅炉、电机系统、变压器等通用设备，需进一步开展能效提升，加大高效节能通用设备的推广力度，制定低效通用设备退出机制。强化系统优化技术的研发及应用，从单一节能技术的推广应用， 转变为先进节能技术的集成优化运用，鼓励先进节能技术、信息控制技术与传统生产工艺的集成优化运用，加强流程工业系统节能。对工程机械及其零部件、电动机及其零部件、内燃机及其零部件、办公设备及其零件、汽车产品及其零部件等持续进行再制造，加大再制造技术的研发力度，努力降低再制造的成本，同时加大再制造产品的宣传推广力度，破除制约再制造产业发展的行业认知。
第五，构建工业绿色低碳标准体系，分行业制定绿色低碳标准。开展工业绿色低碳标准体系研究， 分析工业绿色低碳发展标准体系建设需求，构建工业绿色低碳标准体系整体框架，提出标准制修订的重点领域和任务清单。针对钢铁、水泥、电解铝、化工等重点耗能行业，研究制定碳排放限额标准，实现能耗限额、碳排放限额双控。针对汽车、电子等终端设备制造业， 制定一批碳足迹核查标准，减少产品全生命周期的碳排放量。
第六，强化绿色低碳技术创新与应用，推动碳捕集、利用与封存（CCUS）商业化。低碳技术创新是实现工业应对气候变化发展的关键。要加强专项资金和金融支持力度，加快低碳技术的研究开发、示范与推广。CCUS是具有大规模碳减排潜力的技术，也是应对全球气候变化、控制温室气体排放的重要技术手段。需要加强顶层设计、战略研究，确定CCUS的战略定位， 明确CCUS技术路线图，营造利于CCUS发展的政策环境，从金融、财政、科技等方面合力推动CCUS 发展。推进CCUS技术研发，提升CCUS技术水平，并研究二氧化碳资源化利用相关技术；建立针对全流程CCUS示范项目的规范制度和标准体系，推动试验示范项目建设，努力降低CCUS项目的成本。
第七，持续推进工业节能诊断，打造高水平工业节能诊断队伍。节能诊断有助于帮助企业查找用能问题、挖掘节能潜力，为企业提供切实可行的节能改造建议，节能诊断工作任重道远。鼓励地方自主组织开展节能诊断，扩大节能诊断覆盖的行业、领域，关注后期节能改造建议落地情况。提高工业节能诊断服务机构的准入条件，摸清节能诊断机构的服务能力，确定机构能服务哪些行业、哪些领域，有针对性地给机构安排相关行业、领域的节能诊断任务，确保节能改造建议可实施可落地。现场节能诊断人员在能源等相关领域应具有相关从业经验，鼓励服务机构培养节能诊断专业人才队伍。
作者单位：中国电子技术标准化研究院