武汉工业领域碳排放达峰路径研究报告

近日，落基山研究所发布报告《武汉工业领域碳排放达峰路径研究报告》，公众号对报告执行进行了摘录和综述并分享与大家。

研究结论

如果不采取额外行动，在GDP按照武汉市规划目标增长的情况下，武汉市工业领域的碳排放到2028年才会达峰，峰值为8930万吨，达峰行动计划目标无法实现。2022年工业领域碳排放将达到8480万吨，比目标值高出1220万吨。

如采取达峰行动措施，武汉市工业领域碳排放将于2020年达峰，峰值为7290万吨，其中建筑业碳排放约为365万吨。工业领域碳排放到2022年将降低到7045万吨。则达峰情景下，工业领域碳排放将实现武汉市达峰行动计划目标。

本研究采取的措施分为四大行动领域：优化产业结构、加速产品升级、提高能源效率和低碳化能源结构。这四大行动领域的措施，在2015－2020年间，将累计为武汉市贡献2250万吨的碳减排，四大行动领域分别贡献75％、－47％、62％、10％的碳减排。

具体行动

1、优化产业结构

两大碳排放源—钢铁、水泥行业的总产值比重2015－2030年累计下降1．8％、1．4％，总产值绝对量依然稳步上升；

另一大碳排放源—石化行业在乙烯产能扩大的情况下，总产值比重基本保持不变，总产值绝对量大步增高后保持稳定；

战略新兴产业—医药制造业、汽车制造业、电气制造业的总产值比重2015－2030年分别累计上升5％、4％、4％，总产值绝对量快速成倍增长。

2、加速产品升级

产品升级在达峰前对达峰产生的负贡献主要是由于钢铁行业通过延长生产链生产高附加值产品形成的能耗和碳排放增量大于其他行业通过其他方式升级产品的碳排放减量。负贡献率将在达峰后明显减低，最终成为正贡献，贡献率将不断上升；

2025年前，武汉工业主要产品水平努力向美国、日本、德国等国际先进国家水平靠拢（工业增加值率每年上升2－4％）。

3、提高能源效率

2025年前，各行业单位工业增加值能耗每年下降2－4％。

A．通用设备能效提高：空压系统、泵系统等能为武汉工业制造部门带来7－10％的能效节约机会；

B．系统优化：通过大数据、物联网等智能手段，工业制造部门仍能节约10－20％的能耗。

4、低碳化能源结构

煤改气：2025年前，在钢铁、石化、水泥等重工业行业，煤炭消耗量以每年2％的比例实现天然气替代；

煤改电：2025年前，在医药、汽车、电气等高新制造业，煤炭消费量以每年1．5％的比例实现电力替代；

2015－2020年间，能源转换总计能带来300万吨CO2减排量。

主要行业

1、钢铁行业

钢铁行业是武汉碳排放最大的工业行业，2015年贡献了工业部门47．65％的碳排放，未来也将持续占据工业碳排放第一位的位置；

如果不采取措施，钢铁行业碳排放在2022年前不会达峰，而是会持续增长，到2030年前趋于稳定；

如采取以下措施，武汉市钢铁行业的碳排放将在2020年达峰，峰值为3015万吨CO2。四大行动领域措施在2015－2020年间，将累计带来1840万吨CO2减排量。主要达峰措施包括：控制钢铁总产量，特别是粗钢产量；提高钢铁深加工高端产品比重；提高生产流程能效；生产过程煤改气。四大行动领域措施分别会为钢铁行业带来1377万吨、－736万吨、984万吨、215万吨碳减排，淘汰落后产能等带来的行业结构优化带来的贡献最大；

提高能源效率

A．技术措施：烧结余热回收（每年12．1万吨CO2减排）、转炉余气余热利用（每年4．7万吨CO2减排）、蓄热式燃烧器（每年4．5万吨CO2减排）、热轧轧线过程控制（每年2．0万吨CO2减排） 、安装润滑系统（每年0．7万吨CO2减排）。这些技术对于武汉钢铁行业都是经济有效的；

B．系统优化：利用大数据、物联网等的整体系统管理优化，可以带来10－15％的能源节约；

2、石化行业

石化行业是武汉碳排放第二大的工业行业，2015年贡献了工业部门14．9％的碳排放；

采取一系列措施，武汉市石化行业的碳排放将在2021年达峰，峰值为1017万吨CO2。四大行动领域措施在2015－2020年间，将累计带来614万吨CO2减排量；

武汉市石化行业主要有武汉石化公司大型炼油加工项目和中韩石化80万吨乙烯生产项目，后者正在进行30万吨乙烯项目扩建，预计2020年投产；

受中韩石化产量扩大的影响，预计武汉石化行业将于2021年达峰，达峰后碳排放下降的主要驱动力是节能减碳技术措施带来的能源效率的提升。

提高能源效率

A．武汉石化已经处于行业技术领先位置，2015－2020年万元产值能耗预计可实现2％的下降；

B．中韩石化仍然可以采取蒸汽透平驱动发电机、使用替代能源等技术，并积极探索应用合同能源管理等系统优化措施，实现万元产值能耗5－10％的下降；

但是未来武汉石化行业的碳排放仍然面临着产能扩增、产品线延伸、市场影响等因素带来的很多不确定性

3、水泥行业

水泥行业是武汉碳排放第三大的工业行业，2015年贡献了工业部门7．46％的碳排放；

武汉现有两家水泥厂——湖北亚东水泥厂（482万吨年产量，105．8万吨年碳排放）、武汉亚鑫水泥厂（134万吨年产量，32万吨年碳排放）；另有3家粉磨厂（480万吨年产量；115．1万吨年碳排放）；

如果不采取措施，水泥行业碳排放在2022年前不会达峰，而是会持续增长，2030年前趋于稳定；

采取一系列措施，武汉市水泥行业的碳排放将在2019年达峰，峰值为407．7万吨CO2。四大行动领域措施在2015－2020年间，将累计带来475万吨CO2减排量；

能效提高

A．湖北亚东水泥厂技术措施：用立式辊磨机代替球磨机（每年3000吨CO2减排）、高压辊压机配球磨机（每年2800吨CO2减排）、低温余热回收发电（每年2800吨CO2减排）、使用替代能源（每年5000吨CO2减排）；

B．武汉亚鑫水泥厂技术措施：用立式辊磨机代替球磨机（每年1700吨CO2减排）、 低温余热回收发电（每年800吨CO2减排）、使用替代能源（每年1400吨CO2减排）；

C．粉磨厂技术措施：用立式辊磨机代替球磨机（每年3000吨CO2减排）、高压辊压机配球磨机（每年2800吨CO2减排）、使用替代能源（每年3000吨CO2减排）、可调速驱动器（每年2100吨CO2减排）、改进的球磨机研磨介质（每年1700吨CO2减排）、高效分选器（每年1700吨CO2减排）；

D．以上措施对于武汉水泥行业都是经济有效的；

E．系统优化：利用大数据、物联网等的整体系统管理优化，可以带来10－15％的能耗节约；

4、通用设备

提高能源效率

A．工业泵系统技术措施：更换更高效节能型电机（每年136．9万吨CO2减排）、更换更高效节能型泵（每年133．6万吨CO2减排）、安装变速驱动器（每年118．6万吨CO2减排）、清楚管道中的沉积物／结垢物（每年92．2万吨CO2减排）、使用压力开关关闭不必要的泵（每年82．5万吨CO2减排）、修复泄漏、损坏的密封和包装（每年71．6万吨CO2减排）、调整或更换叶轮以使输出达到要求（每年66．5万吨CO2减排）；

B．工业空压系统技术措施：更换压缩机尺寸以满足需求（每年49．7万吨CO2减排）、安装变速驱动器（每年46．8万吨CO2减排）、按照需求要求进行空气处理（每年42．9万吨CO2减排）、校正主管线分配管道中的过度压降（每年41．1万吨CO2减排）、通过压力优化／控制／存储消除人工需求（每年39．9万吨CO2减排）、消除不适当的压缩空气利用（每年37．3万吨CO2减排）、安装压缩机定序器（每年31．1万吨CO2减排）；

经济成本和社会影响

在工业领域采取达峰行动可能对就业环境带来一定影响。2015－2030年的累计节能量带来的工业行业总计损失的就业数约为20万人，平均每年减少1．3万人，达峰后就业下降速率将逐年减小。从更大的范围和更长的时间尺度来看，工业达峰行动将优化武汉就业岗位的结构，带来更多高端工作机会，并且相关产业的发展将带动交通、金融、物流、电子信息等行业的就业增长，弥补制造业的就业损失。

武汉工业部门2015－2020年间需要每年投资160亿以实现2020年达峰前的累计碳减排量，占工业部门每年投资的10％左右。

风险和不确定性

武汉工业领域及各行业是否能尽早达峰受全球市场需求和贸易环境、全国产业政策和自身关键产业和项目的重大调整。