典型工业城市的减污降碳路径研究:安阳案例

2022-09-29 作者: 钱京京

本文作者为陈鸣、钱京京、李勃。

2022年6月,生态环境部等七部委联合发布《减污降碳协同增效实施方案》,对推动减污降碳协同增效作出系统部署,再次强调“十四五”时期严格合理控制煤炭消费增长、“十五五”时期逐步减少煤炭消费。对于很多以煤为主、重工业比例高的城市来说,减少煤炭消费是协同减少主要大气污染物和二氧化碳排放的关键。然而也正是因为能源结构和产业结构较依赖煤炭,这类城市的低碳转型和空气质量改善极具挑战,需要制定各自的协同控制路径和方案。过去一年,NRDC和合作伙伴以安阳为例进行了该项研究。 

河南省安阳市是典型的北方重工业城市。“十三五”期间,安阳实施了多项政策来压减煤炭消费,煤炭消费占一次能源消费总量的比重从2016年的84%下降至2020年的70%左右。在此期间,安阳的空气质量明显改善,PM2.5年均浓度从2015年的91微克/立方米下降至2020年的62 微克/立方米,重污染天数减少16天。但是,由于焦化、钢铁、煤电、合成氨和水泥五大高耗能的重工业在全市产业结构中仍占有重要地位,全市能源结构以煤为主、产业结构偏重、污染物排放量大的现状还没有得到根本转变,安阳在全国城市空气质量排名中仍然处于落后位置,未来的低碳转型之路仍然崎岖,会面临更加严峻的挑战。 

美丽安阳@安阳钢铁 

NRDC与合作伙伴近日发布的《“双碳”与空气质量改善双目标下的安阳市中长期控煤路径研究》认为,为达到优质空气质量并配合国家实现碳中和的目标,到2060年,安阳市煤炭消费总量需在2020年的基础上减少85%以上。为此,全市需要继续大力发展风光发电,还要积极推动产业结构优化,特别是推动焦化、钢铁、煤电、合成氨和水泥五大重点行业逐步与煤炭消费脱钩。报告主要研究了安阳近中期的控煤减污降碳路径,对每个五年期提出了战略重点。 

“十四五”阶段:重点为压减产能 

报告认为,到2025年,安阳有望将煤炭消费总量从十三五末的2100万吨压减到1400万吨左右,将PM2.5年均浓度从目前的62微克降至45微克/立方米左右。其中,压减产能对整体控煤的贡献预计为55%,主要措施包括: 

• 根据政府提出的炼铁和炼钢的产能上限,推动全市 11 家钢铁企业整合形成4个钢铁生产基地,解决钢铁产能过剩的问题,可削减煤炭消费约206万吨 

• 推动焦化行业淘汰5.5m焦炉,可削减煤炭消费约170万吨 

此外,通过优化生产计划,试行“量煤优产”相关政策,统筹全市重要工业产品的用煤(焦炭、生铁、粗钢、水泥熟料、合成氨等),限制高耗煤行业的产品产量,预计可削减约27%的煤炭消费;通过重点行业的能效水平提升和燃料替代合计削减约18%的煤炭消费。

安阳钢铁厂房@安阳钢铁 

“十五五”阶段:三大措施协同增效 

如果安阳在“十五五”阶段将煤炭消费总量降至1100万吨左右,PM2.5的年均浓度预计将下降至39微克/立方米左右。虽然这与国家的二级标准(35微克/立方米)尚有距离,但有助于安阳在“十六五”阶段实现空气质量达标。“十五五”阶段需要三大措施共同发力——进一步优化调整产业结构、深度提升能效水平和加强优化生产计划。其中: 

• 产业结构优化调整预计可以削减煤炭消费100 万吨 

• 能效水平提升(特别是焦化、钢铁和水泥等行业)预计可削减煤炭消费约 73 万吨 

• 优化生产预计可以削减煤炭消费 64 万吨 

“十六五”阶段:深度能效提升+低碳技术推广 

为在“十六五”阶段实现空气质量达标,即全市PM2.5年均浓度达到国家二级标准(35微克/立方米),安阳的煤炭消费总量需降至900万吨左右。虽然比前面两个五年期的削减量都少,仅200万吨,但会面临“低垂的果实已摘剩无几”的状况,减煤的难度更高了,更加需要先进技术的助力。 

一是继续推动重点行业能效水平提升是此阶段控煤的关键所在。经过 “十四五”和“十五五”阶段的积累,在“十六五”阶段,预计焦化、钢铁、合成氨和水泥等重点行业能效水平达到国家标杆水平的产能比例将超过50%,部分行业超过60%。 

二是全市应推广高效煤气化炉、烟气循环利用、水泥窑协同处置、二氧化碳气提尿素工艺、全封闭型电炉等先进适用技术,实现煤炭消费与和污染物排放的协同控制。 

综上所述,从“十四五”到“十六五”,安阳需要在不同时间节点充分利用好多种政策工具,通过持续开展产业结构调整、能效水平提升、优化生产计划、燃料替代等控煤策略,推动主要大气污染物和二氧化碳排放的“双减”,实现减污降碳协同增效的目标。我们期待安阳市走出自己成功的低碳转型之路,其中长期控煤减污降碳路径的实施能为我国典型北方工业城市的高质量转型提供重要参考和示范作用。 

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