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文檔簡介
目錄執行摘要???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????i前言???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????x第1章:現狀分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1靈丘簡介 2資源稟賦 2社會經濟 4社會用能 5第2章:調研評估??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????102.1能源規劃112.2實地調研112.3潛力評估142.4調研總結15第3章:情景分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16發展情景 17情景參數 17能耗總量 18碳排放總量 21第4章:減排路徑??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????234.1工業領域244.2農業領域294.3建筑領域324.4交通領域354.5碳匯36第5章:總結建議?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????385.1總結 395.2建議 39參考文獻???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41執行摘要縣域在國民經濟社會發展中具有不可替代的地位,它是實施碳達峰、碳中和戰略的重要空間載體,也是綠色發展和低碳轉型發展的重點和薄弱區域。開展縣域能源低碳轉型研究對支撐國家雙碳戰略和鄉村振興戰略具有重要而深遠的意義。與大中城市的能源低碳轉型不同,縣域能源低碳轉型在實施過程中仍面臨政策、技術、資金等諸多挑戰。在自然資源保護協會(NRDC)的支持下,中國建筑科學研究院有限公司選擇山西省大同市靈丘縣作為研究對象,開展了對縣域經濟、產業結構、能源消耗、可再生能源(風能、太陽能、生物質能)開發應用等現狀的調研,總結了縣域能源低碳發展過程中的問題,構建了縣域能源消耗總量和碳排放總量預測模型,明確了縣域未來減排重點,提出了縣域新能源產業與工業、建筑、交通、農業融合發展的轉型路徑。課題研究內容及主要結論如下:1、縣域轉型挑戰與潛力縣域經濟基礎薄弱,縣級財政難以承擔轉型成本。靈丘縣縣域經濟基礎相對薄弱,人均可支配收入遠低于全國平均值。2012年后,傳統采礦、冶金產業整頓關停,縣域財政收入收緊。盡管近年來可再生能源產業的發展對縣域經濟有一定的帶動作用,但縣級財政收入仍然難以提供縣內綠色低碳項目發展所需的大量財政補貼。縣內煤改電、煤改氣等各項綠色轉型建設項目完全依賴國家財政補貼,建設規模受限、可持續性差。縣域用能結構高碳化,工業、居民生活領域減排任務重。縣域社會用能總量為萬噸標煤,對傳統能源依賴度高,可再生能源占比僅為12%,能源結構高碳化。工業、居民生活(主要體現為建筑)、交通是主要的用能行業,其中工業用能占比57%,居民生活占比34%。目前靈丘的人均社會用能為2456千克標煤,低于全國人均社會用能水平1,縣城生活人均用電量為500kWh,而全國人均則為kWh2,隨著社會發展和居民生活水平的不斷提高,縣域用能將持續增長,工業、居民生活用能的減排任務重。縣域可再生能源資源豐富,但未得到充分利用。靈丘縣風力、太陽能資源豐富,經初步計算評估,風力發電、太陽能光伏、生物質發電潛力為321億kWh,折合414.41萬噸標煤,有較大的開發潛力。2021年已經開發應用的風電、光伏發電等可再國家統計局數據顯示,20203531千克標煤。2020年全社會用電數據計算。生能源共發電12.31億kWh,既有可再生能源開發利用率僅為3.8%。且目前縣域可再生能源發電利用以并網外送為主,可再生能源對縣域工業、居民生活的節能減排貢獻不明顯。縣域交通區位優勢明顯,有承接京津冀地區產業轉移的條件靈丘縣縣域面積廣闊,總面積2732平方公里;地理區位優勢明顯,是山西省距京津冀最近的一個縣,并處在大同、張家口、北京、天津、保定、石家莊、太原經濟圈中心位置。交通便捷,是京原鐵路和大淶、天走、京原三條公路干線的這里交匯交通區位優勢和廣闊的面積賦予靈丘承接京津冀地區產業轉移的便利條件。近年來,靈丘也在著手完善產業承接條件,社會經濟整體呈逐年增長趨勢,但社會人均產值、人均可支配收入仍遠低于全國人均水平,存在較大的社會經濟發展空間。技術等方面障礙靈丘縣土地資源充裕,氣候涼爽干燥,有豐富的可再生能源資源,適宜于發展大數據產業。大同市也在積極推動相關產業發展,出臺多項政策方案推動大數據產業落地。靈丘縣大數據產業園目前已引入多家數據中心,計劃推動當地信息技術基地建設,服務京津、華北地區。但縣域新能源產業項目的實施推進過程中仍存在技術、人才等方面的障礙,一定程度上影響了縣域能源低碳轉型發展的整體進度。2、未來用能情景分析未來靈丘縣城能源需求總量依然較大,特別是大數據產業的發展,對未來電力能源需求量大,文旅產業以及建筑的用能也會持續上升,縣域未來節能減排的任務依然嚴峻。根據三種不同發展情景,項目組對未來靈丘的用能情況(見圖1)和碳排放趨勢做出了分析(見圖2)。基礎情景即基準政策情景下,靈丘縣將按照國家省市相關政策要求開展節能減排工作。中控情景則是在國家政策要求上進一步加強技術管控,提升節能減排的強度要求,并適當考慮社會經濟整體發展的情景。嚴控情景是嚴格按照相關政策要求,以減排技術為主導,優先考慮減排任務,在縣域層面提早實現國家要求的2030年碳達峰,2060年碳中和要求的技術路線。能耗(噸標煤)能耗(噸標煤)能耗(基準) 能耗(中控) 能耗(嚴控)能耗(基準) 能耗(中控) 能耗(嚴控)1:縣域能源消耗總量預測碳排放(基準) 碳排放(中控) 碳排放(嚴控)碳排放(基準) 碳排放(中控) 碳排放(嚴控)圖2:縣域碳排放總量預測3、減排路徑及技術建議考慮碳達峰時間和靈丘縣的實際發展現狀,本課題推薦實施基準情景方案,優先發展經濟,在滿足國家基本要求的前提下,加快社會經濟的綠色低碳轉型,以高質量發展為首要任務。??????????????????????????????????/一氫
可綠低既再色碳有生建供建能筑暖筑
農智農節光慧機水互農電灌補業氣溉
智零尾煤天替可設慧碳礦炭然代再備能數資清氣化生電/耗據源潔氫石能氣/體能車化重輛
源規 節 化供模 能
管中化化氣燃源化+/光理心利利替料電礦+/光碳排放量(噸標準煤)車卡增碳排放量(噸標準煤)
暖化 改
系園用用換 力山棚 量 造
統區 焦 煤伏建 炭 矸伏+設 還 石+原 。儲劑 生物質交通 建筑 農業 工業年碳排量 年碳排量 年計劃碳排圖3:縣域減排路徑示意圖1:縣域能源低碳轉型技術措施領域低碳轉型技術措施技術工藝適用對象工業1)設備電氣化+礦山光伏+儲能礦石采選、礦山修復巍山工業園區2)可再生能源電力/煤矸石/生物質替代化石燃料冶煉工藝減排電爐冶煉+儲能技術生物炭化石燃料替代3)天然氣/氫氣替換焦炭還原劑高爐焦炭替代減排4)煤炭清潔化利用煤炭替代煤炭高效利用5)尾礦資源化利用非金屬制品制造新型建筑材料6)零碳數據中心園區建設數據中心零碳園區7)智慧能耗管理系統縣城數字化建設智慧縣城農業8)農業電氣化農機機械農機電氣設備9)節水灌溉農業灌溉節水灌溉10)生物質資源化利用秸稈利用、禽畜糞便利用生物質能源開發利用11)光伏發電+農業大棚農業大棚農光互補建筑12)建筑節能改造+儲能既有建筑改造建筑可再生能源應用13)可再生能源+儲能供暖。清潔供暖、既有建筑改造風電供暖、光電供暖14)++活用能電氣化生活用能生活用能電氣化交通15)可再生能源+綠色交通工具交通工具用能低碳交通碳匯16)生態修復+生物多樣性保護生態修復、生物多樣性保護碳匯技術4、政策建議靈丘縣具有豐富的可再生資源,發展空間大,但在推進縣域綠色低碳轉型基礎中仍存在政策、技術、人才方面的不足,影響了整體轉型發展推進工作,通過分析總結,項目組建議:完善頂層設計,編制綠色低碳發展專項規劃。可再生能源是靈丘縣寶貴的財富,在縣域財政經濟非常有限的情況下,建議進一步開展縣域可再生能源資源評估工作,制定詳細的縣域低碳發展專項規劃,明確縣域低碳發展路徑,合理有序推進縣域可再生能源產業發展。加強新能源行業引導監管,保障居民利益。縣域層面,培育壯大縣域新能源企業,可實現新能源富縣惠民工程;加強市場化企業投資建設的利益分配監管,有效指導村民鑒定和保護自身利益,加強農村分布式光伏應用技術監管,引導解決好農戶房屋安全與可再生能源的經濟利益分配問題,提高縣域居民資源性收入。加強新能源產業與傳統產業的融合發展。加強新能源產業與傳統產業的融合發展相關研究工作,使新能源產業能更好的服務社會經濟發展。可在縣城層面推廣風電儲熱集中供暖工程,建設低碳供暖示范縣,實現零碳供暖,推動服務業提質升級;在農村農業發展方面,吸收借鑒車河有機社區轉型發展經驗,進一步推動與光伏、風電能源產業融合,建設零碳社區,以低碳賦能現代農業產業發展,建設高品質零碳農產品生產基地;加強與旅游資源融合發展,打造縣域低碳旅游景區。前言實現碳達峰碳中和是貫徹新發展理念、構建新發展格局、推動高質量發展的內在要求,黨的二十大報告明確提出了協同推進降碳、減污、擴綠、增長,推進生態優先、節約集約、綠色低碳發展的要求。縣域在國民經濟社會發展中發揮重要作用,是實施碳達峰、碳中和戰略的重要空間載體,也是綠色發展和低碳轉型發展的重點和薄弱區域,開展縣域能源低碳轉型研究對指導縣域高質量發展具有重要意義。山西省是全國的煤炭大省和能源基地,是習總書記提出“能源革命”以來確定的第一個能源革命綜合試點省,大同市作為山西省能源革命尖兵,肩負著推動能源革命、走出轉型新路的使命,靈丘縣作為大同市的典型縣城,風光等可再生能源資源豐富,研究提出基于資源稟賦的縣域能源低碳轉型發展路徑,具有重要的示范意義。受自然資源保護協會(NRDC)的委托,在“縣域能源低碳轉型”的大框架下,我們在山西省靈丘縣人民政府的大力支持下開展了課題研究,研究內容主要分為四部分:1.對靈丘縣氣候條件、資源稟賦、社會經濟、人口、能源消耗現狀情況進行調研分析;2.分析縣域社會經濟產業、可再生能源(風能、太陽能、生物質能)產業開發應用現狀,總結發展過程中的影響因素,并對可再生能源潛力進行評估分析;3.構建能源消耗總量和碳排放總量預測模型,開展“基準情景”、“中控情景”、“嚴控情景”分析,對縣域未來能源總量、碳排總量進行預測研究,提出縣域減排的實施步驟;4.對縣域工業、農業、建筑、交通領域的減排目標和實施路徑進行研究,提出全域綠色低碳發展的轉型路徑,以及靈丘縣能源低碳轉型發展的建議。第1章現狀分析靈丘簡介靈丘戰國時為趙邑,西漢置靈丘縣,以趙武靈王葬此,故名。靈丘縣位于山西省東北部,東與河北淶源、蔚縣接壤,南與阜平交界,西與繁峙、渾源毗鄰,北與
11個鄉鎮、186個行政村。靈丘縣是山西省距離京津最近的一個縣,距北京直線距離198公里,至雄安新區直線距離公里。圖1-1:靈丘縣區位圖靈丘交通區位優勢明顯,位于晉東北邊緣,是大同通往沿海地區的南大門,并處在大同、張家口、北京、天津、保定、石家莊、太原經濟圈的中心位置。境內雖有山川之險峻,卻無交通之阻,京原鐵路和大淶、天走、京原三條公路干線在這里交匯,縣鄉公路四通八達。資源稟賦礦產靈丘縣位于五臺山、太行山、恒山三大山脈余脈的交接處,基本地貌由三部分構成,其中85.8%為土石山區,8%為丘陵,6.2%為平川。靈丘境內群山連綿,
溝壑縱橫,地貌特點是山多、坡多、溝多,素有“九分山水一分田”之稱。礦產資源十分豐富,已探明的主要有金、銀、銅、鐵等10多種金屬礦和煤、磷、硫、石棉、珍珠巖、花崗石、大理石等20多種非金屬礦。銅礦、銀礦、錳礦儲量大,品位高,分布集中,錳礦在華北地區獨一無二,巍山銀礦儲量也在全國名列前茅。旅游靈丘歷史文物豐富,革命遺址眾多,自然風景優美,區域文化獨特,歷史人文遺跡和自然景觀星羅棋布。境內有國家、省、市、縣級文物保護單位和自然景區50多處。其中以平型關戰役遺址、趙武靈王墓、北魏覺山寺、曲回寺唐代石佛冢群、桃花山天然溶洞、甸子梁空中草原最為著名,發展旅游業潛力巨大。自然資源保護協會農業靈丘氣候復雜多樣,受地形影響南北氣溫、濕度、無霜期等氣候條件差異較大,適宜種植多種經濟作物。土地資源具有巨大的開發潛力,全縣現有51萬畝耕4135萬畝低產田,有機農業產業潛力巨大。
氣候受季風影響,一年四季分明,春季多風沙,夏季雨70-79.9℃,干燥1.96.5-12℃左右,七月平均氣溫21.7℃,年降水量380-400mm,1353-5月,8級以上大風年平均42.8天,瞬時風速可達20/秒(見表1-1)。靈丘縣境內太陽能資源、風能資源豐富,適宜大數據、新能能源等新興產業發展。表1-1:靈丘縣氣象參數統計表月份平均相對濕度(%)日照時數(小時)風速(米/秒)降水量(毫米)平均風速最大風速最大風速日期最大風向一月份35153.5-1.47.412WNW二月份433WNW三月份33239.932.18.929NNW四月份50204.313NW五月份36280.072.311.119NW六月份557.88NW七月份69195.21N八月份69230.428WNW九月份65288.817WNW十月份61246.828WNW十一月份53210.017WNW十二月份53228.01WNW平均521.8數據來源:《靈丘統計年鑒2020》3城鄉人口縣常住人口靈丘是大同市第一大縣,山西省第四大縣。牧坡草場面積1504.85平方公里,占全縣總土地面積的55.08%3.36%。城鄉人口縣常住人口
縣城城市建設用地規模為11.72平方公里。2021年縣總人口約24萬人,常住人口為21.27萬,其中城鎮人口8.5萬人,農村人口12.7萬人(見圖1-2)。城鎮人口 鄉村人口 常住人口 線性城鎮人口 線性鄉村人口(萬元)圖1-2:常住人口(萬元)圖1-3:2011年~2019年靈丘縣社會生產總值數據發布,靈丘縣人民政府官網:/lqxrmzfz/sjdt1/list.shtml自然資源保護協會2021年全縣地區生產總值億元,比上年7.5%;城鎮居民人均可支配收入30817元,2012年年均增長6.30%;一二三產業比例為
生產值(萬元)10.13:30.08:59.79。受生態環境保護政策趨緊影響,靈丘縣產業結構開始調整,第二產業占比逐漸降低,第三產業結構比例逐漸升高,成為主導產業。生產值(萬元)第三產業第二產業第一產業第一產業第二產業第三產業第三產業第二產業第一產業圖1-4:一二三產產值變化情況社會用能能耗概況2019年全縣三產及人民生活終端消費能源消耗總萬噸標煤,主要為焦炭、原煤、電力、汽油
為主,其中焦炭占比47%,原煤占比18%,非化石能12%,電力占比10%5%5%(見1-5)。靈丘縣社會用能結構高碳,亟需開展社會用能端能源結構轉型(數據來源:《靈丘縣統計年鑒2020》、《靈丘縣2020年國民經濟和社會發展統計公報》)。原煤焦炭汽油柴油電
基礎設施交通城鄉居民生活用能建筑業農業工業圖1-5:2019年社會用能結構 圖1-6:2019年社會各行業用能分布用能量(噸標煤)工業、城鄉居民生活用能(主要為建筑用能)比例分別為59%、32%,是能源轉型重點關注的行業領域。用能量(噸標煤)基礎設施 交通 城鄉居民生活用能 建筑業 農業 工業圖1-7:2019年社會行業用能量工業用能能源消耗(噸標煤)黑色金屬礦采選業和黑色金屬冶煉和壓延產業用能較高,2019年能源消耗總量分別為14.13萬噸和能源消耗(噸標煤)
5.26萬噸,能源消耗量較大,屬于典型高能耗產業,對焦炭、電力能源依賴度較高(見圖1-8)。文教、工黑色金屬礦 農副食品加 美、體育文教、工黑色金屬礦 農副食品加 美、體育采選業工業 娛樂用品造業醫藥制造業非金屬礦物制品黑色金屬冶 有色金屬冶 電力、熱煉和壓延加 煉和壓延加 生產和供工工業圖1-8:規上企業用能分布居民生活用能2019年靈丘縣民用建筑總面積約為1199萬平方米,其中城鎮住宅、農村住宅和公建建筑面積分別為355萬平方米、569萬平方米,萬平方米(數據依據縣人口和人均住房面積計算獲得)。建筑總能源消耗6.52萬噸標煤(含可再生能源集中供暖1.89萬噸),公共建筑總能耗3.03萬噸標煤,城鎮住宅總能耗(非供暖部分)為2.076.21萬噸標煤(含生物質、散煤)。城鎮住宅 公建用能 農村住宅圖1-9:居民生活用能供暖能耗萬城鎮住宅(非供暖)供暖能耗萬城鎮住宅(非供暖)萬公共建筑(非供暖)萬㎡能耗強度㎡
萬㎡㎡ 總建筑面積 萬總能耗 萬農村住宅萬可再生能源供暖 萬農村住宅萬㎡㎡萬㎡建筑面積圖1-10:居民生活(建筑)用能情況電力消費2019年全縣用電量63841.62萬千瓦時,其中城鄉居民用電量為9285.12萬千瓦時,工業用電量
45135.87千瓦時。從用電趨勢來看,與社會經濟發展相似,2012年-2015年社會用電量開始下降,2015年以后呈逐年上升趨勢。))全縣用電量(萬千瓦時)年份全縣用電量(萬千瓦時)圖1-11:縣域總用電量情況用電量(萬居民生活用電量 工業用電量用電量(萬圖1-12:縣域工業用電與民用用電對比水電 光伏 風電 火電圖1-13:電力結構比例全縣用電以火力發電為主,火力發電的比例為45%,縣域水電、光伏和風電發比例分別為1%、15%和39%(見圖1-13)。第2章調研評估能源規劃為深入實施能源革命戰略,2021年靈丘縣人民政府編制印發《靈丘縣國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標綱要》(下文簡稱《綱要》)。《綱要》堅持“綠色、低碳、循環”發展理念,以供給側結構性改革為主線,著力優化能源結構,把清潔能源發展作為調整能源結構的主攻方向。實地調研為了解縣域能源產業發展過程中政策、技術和管理等對光伏、風電、水電等新能源產業的影響,課題組調研走訪了縣人民政府、各主要委辦局、能源相關產業的建設投資方,總結分布式光伏、集中光伏、風電等項目的建設實施情況如下。縣域新能源產業發展現狀2021113家水電站、8家新能源企業。8家新能源企業并網發電(44家),總裝機容量達743.58MW,其中:105.58MW638MW。2021年,光伏發電1.46億千瓦時,產值0.93億元;風電發電共計10.85億千瓦時,產值1.93億元。2022年新簽約項目16個,重點建設新能源項目個。大同秦源新能源有限公司在靈丘縣趙北鄉趙北村、上紅峪村總投資6150MW光伏+10儲能項目。項目裝機容量150MW;新建220kV升壓站一座,同步配置15MW/30MWh儲能系統;新建道路工程、輸電系統及相關附屬配套設施。中國華能集團有限公司山西分公司總投資2.3億元的靈丘縣整縣推進50MW屋頂分布式光伏規模化發電項目。占用項目屋頂總面積約104.59萬平米,根據屋頂歸屬分成四種建設場景:政府機關單位屋頂,公共建筑屋頂,工商業屋頂,居民屋頂。
靈丘縣欣盛新能清潔能源有限公司在靈丘縣26MW風力發電項目。(4)2022年6月23號,縣人民政府與中國鐵建投資集團中鐵十七局集團簽署戰略合作協議,雙方擬在新能源開發領域建立全面戰略合作關系,投資405億元,建設孟臺站點(青沄站點)1200MW、月返站點1000MW,3GW光伏發電項目,約43.8億kWh,折合53.83萬噸標準煤,1GW風力發電項目,年發電17億kWh。縣域重點項目踏勘傳統產業與特色農業項目根據靈丘縣“442”十大產業體系(第一個4是鐵精粉、球團、富錳渣、硅錳四個傳統產業,第二個4是數字服務、新能源、通用航空、教育培訓四個新型產業,2是現代特色農業、文旅產業兩個民生產業)發展規劃,課題組對傳統產業園區、新能源、特色農業文旅產業進行了實地調研。根據產業發展規劃,靈丘縣正在深入推進礦產資源整合和礦山企業升級改造,并依托巍山產業園區,打造京津冀雄地區裝備制造業和鑄造產業轉移承接平臺,推動宗銀銀制品、力昂鋼結構、新北海金屬構件等產業發展。實地調研發現,目前靈丘縣傳統產業的發展比較困難。隨著環保成本上升,同時受經濟整體發展趨勢影響,企業的整體效益下降。調研中的巍山工業園區,僅有部分生產線正在運行,多數處于停滯狀態,企業生產設備銹跡斑斑,亟需轉型脫困。 圖2-1:車河有機農業社區@課題組拍攝靈丘縣生態優良,適合發展有機農業。位于靈丘縣紅石塄鄉的車河有機社區是一個集鄉村振興、產業扶貧、省轉型綜改重點項目、農村人居環境改善工程于一體的綜合性項目。車河有機社區由靈丘車河有機農業開發公司和車河經濟合作社共同建設,采取“有機農業+美麗鄉村建設+生態旅游的模式,是傳統農業轉型發展的成功范例。通過發展特色產業、生態旅游等溝域經濟4,村民將土地經營權集中流轉給合作社,合作社流轉給靈丘車河有機農業綜合開發公司統一規劃經營,實現資源變資產、資產變股金、農民變股民。農民收入來源包括四方面:土地流轉收入、勞務收入、旅游服務收入、公司盈余分紅收入。車河有機社區村民人均收入在過去10年增長了10倍。新能源項目河北建投新能源有限公司在靈丘投資建設了靈丘建投橫冠風能有限公司,承擔河北建投在靈丘的風電場項目的建設、運維管理及電力產品的銷售。目前,該公司已在靈丘建設4個風電場,總裝機容量198兆瓦。
圖2-2:課題組在靈丘縣能源企業實地調研2021年9月靈丘縣被國家能源局列入整縣光伏推進名單。開展整縣(區)屋頂分布式光伏建設,是貫徹落實“碳達峰、碳中和”與鄉村振興兩大國家戰略的重要舉措,有利于整合資源實現集約開發,削減電力尖峰負荷,節約優化配電網投資,引導居民綠色能源消費。靈丘縣日照時間長、輻射量多,為充分發揮太陽能資源優勢,培育高質量發展新動能,該縣大力推進光伏產業發展,目前已規劃設計一個整縣推進分布式光伏項目,即華能山西靈丘縣整縣50MW屋頂分布式光伏項目。該項目一期計劃建設20MW屋頂光伏,二期計劃建設30MW,項目利用靈丘縣黨政機關、學校、醫院、村委會和工商業廠房以及居民樓等屋頂進行分布式光伏電站建設。此外,也有私企在靈丘縣利用個人備案上網形式進行分布式光伏項目開發。目前靈丘縣居民屋頂光伏開發模式中,95%以上為屋頂租賃模式,光伏開發企業將電力全額上網賣給電力公司,再按照在居民屋頂上安裝的光伏板數量向居民支付租金;剩余的少部分為居民自投資模式,居民出資安裝并擁有設備,并直接向電網賣電獲取收益。以最普遍的屋頂租賃模式為例,典型農戶屋頂可安裝光伏板40塊,每塊板對應年租金30-45元,則合同期內 溝域經濟是指以山區自然溝域為單元,充分發掘溝域范圍內的自然景觀、歷史文化遺跡和產業資源基礎,對山、水、林、田、路、村和產業發展進行整體科學規劃,集成生態涵養、旅游觀光、民俗欣賞、高新技術、文化創意、科普教育等產業內容,建成綠色生態、產業融合、高端高效、特色鮮明的溝域產業經濟帶,以達到服務首都發展和農民致富目標的一種經濟形態。自然資源保護協會(15年1500元左右。考慮到2020年靈丘縣農村人均可支配收入僅為9530元,即屋頂租賃費用可達家庭人均可支配收入的15%,對農戶增收貢獻明顯。然而,項目組在調研過程中發現整縣推進光伏項目推進過程緩慢,經分析主要影響因素如下:變壓器容量不足,基礎設施建設無法滿足現用電安全穩定,光伏發電已經無法并網。
光伏設備、安裝等缺乏統一標準,房屋安全是影響屋頂光伏推進的重要因素。縣域民房,尤其是農結構損壞,對人員安全造成威脅,影響了居民的安裝意2-3為典型的木結構農房安裝屋頂光伏板后的結構受損情況。該農房已經安裝光伏板兩年,安裝光伏板后屋頂重量超出房屋結構承載能力,木梁斷裂,墻體開裂,造成安全隱患。圖2-3:靈丘縣下沿河村農房屋頂@課題組拍攝圖2-4:農戶光伏貸合同@課題組拍攝此外,光伏板安裝后,易發生屋頂防水破壞或屋頂漏水情況,房屋維修較為困難,出于對收益和風險的考慮,對于建設年代較早的房屋,部分農戶拒絕安裝光伏板。分布式光伏市場監管機制不完善,居民利益村青壯年流失嚴重,普遍以高齡居民為主,而光伏項目專業性強、收益計算復雜,導致農戶對光伏項目和收益
缺乏理解。現有分布式光伏市場缺乏監管,信息普及也并不到位,居民利益難以保障。調研中我們發現偏遠村鎮有居民由于缺乏法律意識,與光伏開發企業簽訂了存在較大隱患的光伏貸合約(見圖2-4),而居民與村鎮干部均未察覺潛在問題。潛力評估風電靈丘縣“山多、坡多”,風電資源豐富,年風力一2317小時。最近的目345MW,發電量可達79936.5萬千瓦時,合計9.8萬噸標煤。按照初步估300億kWh,折合標煤368萬噸標煤(按縣域10%風機覆蓋面積計算)。太陽能靈丘縣年均日照2829.4小時,年均總輻射為1585.56kWh/m2(570.8*10^4kJ/m2),屬于太陽能資源豐富區。根據《光伏發電站設計規范》GB50797推薦公式,計算得到設計工況下城鄉住宅和公建屋頂光EP。其計算公式為:
HA為水平總太陽輻射量,kWh/m2;PAZ為光伏組件的安裝容量,KWP;ES為標準測試條件下的太陽輻射量,kWh/m2,為常數,取值為1;K為綜合效率系數,經驗取值為0.75~0.85。若采用單晶硅光伏組件,取單位面積裝機容量為0.16kW,單位面積單晶硅光伏組件的理論年均發電量190.26~215.63kWh,200kWh計算。1199萬平方米,城鎮房屋屋頂利用率0.3,農村房屋屋頂利用率為0.5,計算獲得屋頂光伏655.8913.1億千瓦時,折合標準煤16.9萬噸標準煤。生物質能根據《靈丘縣年鑒2020》公布的畜牧業生產情2019噸。假設縣域生物質能源全部用于沼氣生產,全縣生物質能年產沼氣量可達7598.35萬立方米,折合5.30萬噸標準煤。E=H
PAZKEP AES2-1:2019年靈丘縣畜牧業畜禽糞便產量水平糞便產量(kg/天)數量飼養天數年產量(噸)豬5.37953419983884.51牛3033417365365916.15羊2.66497891365483402.37蛋雞0.1519054336510432.22肉雞0.117257155949.14兔0.151540090207.9合計944792.3備注:禽畜數量依據《靈丘縣統計年鑒》數據;糞便產生量依據《山西省畜禽糞污年產生量估算及環境效應》。自然資源保護協會表2-2:畜禽糞便利用潛力能源潛力豬糞牛糞羊糞雞糞合計干物質含量(噸)15099.2162205.75145020.713414.41225740.08沼氣(萬m3)634.171866.174930.70167.307598.35水電儲能域大清河水系,最終匯入雄安新區白洋淀,是雄安新區重要水源地。根據中國鐵建投資集團規劃,孟臺村站點上下庫新建水庫,電站裝機容量1200MW,月返村站點上下庫均為新建水庫,1000MW,按照日均運行3600kWh,折合標準煤萬噸標準煤。小結靈丘縣可再生資源發電潛力豐富,根據不充分估算,風電約368萬噸標煤、屋頂光伏16.9萬噸標煤、生物質5.3萬噸標準煤,抽水蓄能潛力約為737.4萬噸標煤。調研總結縣域資源豐富,可再生能源產業空間巨大。縣域可再生能源資源豐富,新能源產業潛力巨大,經計算,靈丘縣風力、太陽能資源豐富,風力發電、太陽能光伏、生物質發電潛力為321億kWh,折合414.41萬噸標準煤。靈丘縣新能源產業已初具規模,2021年已經開發應用的風電、光伏發電12.31億kWh,年經濟效益2.86億元,現有可再生能源開發利用率僅為3.8%。縣域可再生能源產業發展空間巨大。
縣域可再生能源產業發展對縣域經濟轉型具有較好的推動作用。靈丘縣2000-2010年依賴縣內豐富的金銀銅鐵錳等礦產資源發展采礦業,經濟形勢稍好,年財政收入保守估計5-6億元。2012年后,部分礦山被關停,縣財政收入陡降至2億元/年左右。隨著新能源產業的發展,靈丘縣縣域經濟總量依然呈增長趨勢,2020年電力、熱力、燃氣等生產和供應業投資增長139.4%,2021年縣新能源企業已經達到7家,年發電量達15億千瓦時。新能源產業的發展有效帶動了大數據產業、新能源產業的發展,對縣域經濟轉型發展具有良好的推動作用。第3章情景分析自然資源保護協會為進一步分析靈丘縣未來轉型發展之路,課題組根據國家、山西省、大同市2030年碳達峰2060年碳中和相關政策文件要求,構建了縣域能源與碳排放預測模型,開展了縣域能源低碳發展路徑預測。發展情景基礎情景:基礎情景也稱基準政策情景,按照國家省市相關政策要求開展節能減排工作。20202030年:城鎮化穩步推進,人口增長遵循歷史趨勢。發展農產品加工、旅游業等低碳產業,規模化綠色建筑,應用可再生能源供熱供電。傳統工業經濟上升,碳排放隨產業活動增加,加快設備電氣化,發展廢棄礦山碳匯,穩步增加新能源電站。縣域游客數量逐年增加,旅游產業GDPGDP增高,汽車保有量增加,新能源車比例增加,非化石能源25.5%。2031年至2045年:經濟增速較此前10年稍緩,縣內充電樁等基礎設施基本布局完成,非化石能源比例達69%。2046年至2060年:經濟水平于2049年達到發達國家水平,非化石能源比例達99%。中控情景:中控情景是基于國家政策進一步加強技術管控,提升節能減排的強度要求,并適當考慮社會經濟整體發展的情景。2020年至2030年:加快農產品加工、旅游業等低碳工業發展,加快降低單位GDP能耗。布局全縣新能源建設速度比基準稍快,煤炭與新能源耦合發展,促進低碳能源經濟發展,非化石能源比例達31.5%。
2031年至2045年:各電力、儲能、氫能等行業商業化,快速降低電力、原煤、石油制品應用比例,工業應用碳捕集技術減少工藝碳排,實現綠色運輸、綠色制造、綠色采購,非化石能源比例達80.6%。2046年至2060年:完成低碳轉型,經濟水平于204990%以上。嚴控情景:嚴控情景是嚴格按照相關政策要求,以減排技術為主導,優先考慮減排任務,提早實現國家要求的2030年碳達峰,2060年碳中和要求的技術路線。2020年至2030年:提速城鎮建設和能源布局,加快工業化進程,提高低碳工業占比,加速降低單位GDP能耗。2031年至2045年:進入工業化轉型,低碳產業生產總值增速減緩,限制高碳排企業碳排放,降低工業單位GDP碳排,完善人民生活新能源基礎設施。2046年至2060年:經濟水平于2048年達到發達國家水平。情景參數根據縣域用能影響因素分析,分別從縣域建設、人口發展、經濟發展、生活水平提升、技術發展進度等角度設置情景參數。根據國家、省級對靈丘縣高質量發展規劃,優化縣城產業結構,使三種情景的產業結構參數一致。到2025年,產業結構為10:35:55;到2030年產業結構優化為5:45:50;到2049年,我國達到發達國家水平,三產接近70%。表3-1:情景參數表參數因素基準情景中控情景嚴控情景城鎮化率到2025年,達60.0%;2030年達66.5%;到2060年達77.0%。與基準情景一致。與基準情景一致。人口以0.27%速率增長以0.5%速率增長以0.7%速率增長GDP年均增長6.0%,十四五平均增長達到8.75%,十五五10.30%。年均增長6.2%,十四五平均增長達到8.67%,十五五10.10%。年均增長6.3%,十四五平均增長達到8.59%,十五五9.90%。能耗強度年均降低3.1%,十四五降低14.5%,十五五降低14.0%。年均降低3.6%,十四五和十五五降低16.0%。年均降低4.1%,十四五降低17.5%,十五五降低18.0%。人均可支配收入與GDP同步增長。與GDP同步增長。與GDP同步增長。可再生能源比例到2025年,達14.3%,2030年達25.5%。到2025年,達17.8%,2030年達31.5%。到2025年,達23.8%,2030年達44.1%。注:以上人口增長率是指縣城城鎮人口增長率。能耗(噸標煤)能耗總量 3.3.1能耗總量需求能耗(噸標煤)能耗(基準) 能耗(中控) 能耗(嚴控)圖3-1:縣域能源消耗總量預測自然資源保護協會根據預測,未來靈丘縣域能源需求總量依然較大,特別是大數據中心產業的發展,對未來電力能源需求較大,文旅產業的發展,建筑用能也會持續上升。基準、中控、嚴控情景下,2030年縣域能源需求總量約為分
別將達到87、92、97萬噸標煤;2060年分別將達到150、175、200萬噸標煤。產業電力需求預測用電需求(萬千瓦時)產業電力需求(基準) 產業電力需求(中控) 產業電力需求(嚴控)用電需求(萬千瓦時)圖3-2:縣域產業電力消耗總量預測隨著煤改電、電動汽車、社會電氣化轉型發展,未來縣域電力需求激增,2030年三種情景下總電力需求將分別達到15.9kWh、kWh、19.9億kWh2020年翻一番。2060年三種情景下將分別達到41.3kWh、58.6kWh、kWh。未來電力基礎設施建設需求空間較大,應制定現代化電力系統規劃,構建區域源網荷儲一體化可再生能源電力系統。
居民生活用電需求預測隨著社會的不斷發展,在2050年基本實現現代化發展的過程中,居民生活用能會快速增長,電氣化設備、高品質的居住空間、交通工具、辦公空間、作業空間等都需要消耗大量電力能源。在迅速電氣化轉型發展的過程中,預計2035年左右,縣域可實現居民生活電氣化轉型,2035年三種情景下的居民生活用電量將達到11~12億kWh。電力需求(萬千瓦時)居民電力需求(基準) 居民電力需求(中控) 居民電力需求(嚴控)電力需求(萬千瓦時)圖3-3:居民電力需求預測交通用能需求噸標煤石油制品(基準) 石油制品(中控) 石油制品(嚴控)噸標煤圖3-4:縣域交通化石能源消耗預測隨著電動汽車技術的不斷發展,未來更多的電動汽車將替代油車,根據預測,未來交通運輸的化石能源消
耗將大大降低,交通領域的化石能源消耗預計2025年左右達峰,然后逐年呈下降趨勢。自然資源保護協會碳排放總量碳排總量預測2035達峰,碳排放量為186CO2;中控情景2028年
碳達峰,峰值為132萬噸CO2;嚴控情景為2026年實現碳達峰,峰值為105萬噸CO2。考慮碳達峰時間和靈丘縣的實際發展現狀,本課題推薦實施基準情景方案,在滿足國家政策要求的前提下,優先發展經濟,兼顧環保和碳排約束,加快社會經濟的綠色低碳轉型。碳排放(基準) 碳排放(中控) 碳排放(嚴控)圖3-5:縣域碳排放總量預測減排目標表3-2:縣域能源減排貢獻及比例減排領域用能(噸標煤)能耗占比(%)減排貢獻%交通313106%5%居民生活用能17600034%30%農業103842%5%工業29325157%55%建筑業及市政67132%5%從縣域的能源消耗比重可以發現,工業領域、居民生活(建筑運行能耗)是未來亟需節能減排的主要領域。比重分別達57%和34%,未來對減排的貢獻將分別達到55%和30%。實施步驟考慮縣域減排工作的復雜性和系統性,應統籌考慮,系統推進,建議按照以下四個步驟有序推進。第一步:補短板,強弱項。2023年~2025年做好縣域低碳轉型發展頂層設計,明確縣域短板弱項,開展生態修復,鞏固生態環境質量,完善基礎設施建設;改善人居環境水平,增加碳匯,降低工業溫室氣體排放,規模化綠色建筑。
第二步:縣城更新賦能社會經濟發展。圍繞縣城大數據中心、巍山工業園區、有機農業園區建設,推動產業智慧化發展,引導縣城城市提質更新,對老舊住宅進行綠色化改造,促進縣城住宅節能減排。第三步:全面推動新能源產業與縣域社會經濟融合發展。成立縣智慧能源投資建設公司,以縣人民政府下屬企業與社會資本合作開發的模式,對縣域風能、光伏、水電等可再生能源進行有序開發,帶動形成可再生能源產業鏈。以可再生能源社會盈利資本科學合理的支撐縣域農業現代化發展,推動縣域旅游業高質量建設,帶動縣域勞動密集型企業發展,補充可再生能源產業就業能力不足的缺陷。同時,在既有可再生能源發展遠遠大于縣域能源需求的基礎上,有序培育綠氫產業發展和CCUS產業發展,建設低碳縣域。第4章減排路徑???????/光電公儲動共???????/一氫務
可綠低既再色碳有生建供建能筑暖筑
農智農節光慧機水互農電灌補業氣溉
智零尾煤天替可設慧碳礦炭然代再備能數資清氣化生電??????????????/????體能車化重輛
源規 節 化供模 能
管中化化氣燃源化+/光理心利利替料電礦+/光碳排放量(噸標準煤)車卡增碳排放量(噸標準煤)
暖化 改
系園用用換 力山棚 量 造
統區 焦 煤伏建 炭 矸伏+設 還 石+原 。儲劑 生物質交通 建筑 農業 工業年碳排量 年碳排量 年計劃碳排量圖4-1:縣域減排路徑示意圖黑色金屬礦采選業農副食品加工業文教、工美、體育和娛樂用品制造業醫藥制造業非金屬礦物制品業黑色金屬冶煉和壓延加工業有色金屬冶煉和壓延加工業電力、熱力生產和供應業從縣域產業能源消耗和碳排放的比例可以看出,工業、居民生活(建筑)、交通是未來減排重點領域,應重點關注,制定詳細計劃和目標,從本課題研究角度,提出到2030年,縣工業、建筑、交通領域應分別降低自身29%、28%、黑色金屬礦采選業農副食品加工業文教、工美、體育和娛樂用品制造業醫藥制造業非金屬礦物制品業黑色金屬冶煉和壓延加工業有色金屬冶煉和壓延加工業電力、熱力生產和供應業工業領域靈丘縣社會總能耗57.4萬噸標煤,其中規上工業能耗占全縣總能耗59%,是全縣重點減排領域。黑色金屬礦采選業和黑色金屬冶煉和壓延加工業是工業中能耗最大的行業,兩者能耗占工業總能耗97.83%。其中,工業用能煤炭消費占總能耗的85%。2020年黑色金屬礦采選業、農副食品加工業、非金屬礦物制品業能耗分別增長29%、48%、87%。2019~2020年,黑色金屬礦產量以大于30%的增長率增加,對應能耗逐年增加。
圖4-2:工業能耗現狀原煤焦炭天然氣汽油柴油電力煤矸石圖4-3:工業用能分布自然資源保護協會為推進產業轉型,靈丘縣全力構建“442”產業體系,工業方面,推動材料工業、制造鑄造業、醫療食品產業、倉儲物流業發展。推動鐵精粉、球團、富錳渣、硅錳合金等龍頭企業穩定生產,推動宗銀銀制品、力昂鋼結構、新北海金屬構件、國實電器機箱機柜等產業發展壯大,以及醫療食品加工業發展。靈丘縣計劃充分發揮開發區的輻射和帶動作用,全力建設“一區三園”——大數據產業園、巍山工業園、生物產業園,截至2022年底,分別實現產值2.88億元、9.91億元、33.51億元。黑色金屬礦采選和黑色金屬冶煉和壓延加工業等重工業耗能最大,但是產值不到大數據產業的30%,其經濟和環境效益不利于低碳發展。巍山工業園巍山工業園以新材料加工為主導產業,配套相關產業鏈發展冶金業、建材、輕工業等,重點打造承接京津冀雄產業轉移區。大力推進現有傳統礦產品精深加工業轉型升級,搶抓國家建設雄安新區和京津冀企業搬遷的有利契機,著重發展輕工業、新材料、節能環保等產業,配套建設信息服務、物流服務系統,全面推進工業新型化、綠色化、智能化、循環化。重點推薦轉型措施包括:設備電氣化201914137871%。發展趨勢,智利、美國等國家均致力于在采礦領域實現業正在建設光伏電站,開展全電力地下礦山設備試驗,100可再生能源供電。國內已引入不少電動、混等礦山也逐漸引入電氣化設備,以提高能源利用效率、
減少環境污染。其中,混合動力設備較受歡迎,與傳統級別設備相比可節省30%的油耗。1)++儲能逐步更換采選設備、運輸設備,實現全行業電氣化,實現電能最大限度替代煤炭和石油等化石能源。同步推動礦山太陽能、風能等可再生能源電站建設,縣域黑色金屬礦采選業約可降碳60%-70%。設備能效方面,嚴格執行國家《金屬非金屬礦山禁止使用的設備及工藝目錄》、《新型適用安全技術及裝備推廣目錄》以及《礦山安全先進適用技術裝備推廣與落后技術裝備淘汰目錄管理辦法(試行)》,排查、淘汰低效用能設備,更新設備和工藝,制定礦山落后產能退出政策和技術標準。可再生能源方面,建議優先推動礦坑修復+光伏建設。可利用光伏遮陽的特性,進行光伏生態修復建設,減輕礦區土地流失。內蒙古烏海市國家能源集團烏500MW+礦山生態修復綜合利用項目,利用采煤沉陷區、露天煤礦排土場等閑置土地,建設礦山治理與生態修復相結合的光伏發電項目,實現了板上光伏發電、板下生態恢復、土地立體利用的多目標。項5.9萬噸/6.22/年,二氧化硫排放量31.1/年,氮氧化物排放34.8/16.2/年。縣內已有利用礦山建立電站的成功案例,山煤光伏電站項目裝機容量共90MW60MW光伏發電項目和30MW光伏扶貧項目兩個單元組成,累計投資逾8億元,自2017年、2018年先后并網投運來一直處于良好的盈利狀態,2020年,該項目上網電量1.22億度、實現利潤總額1995萬元。根據靈丘縣歷史遺留廢棄礦山統計數據,由政府責任承擔治理恢復的、修復方向為草地的礦山有36.2萬平方米,若采用光伏+礦山生態修復方案,太陽能光伏發電裝機容量可達5.45MW,實現年發電739億度,節約標煤908/120億元。新能源挖礦運輸新能源挖礦運輸圖4-4:采礦業電氣化與光伏產業協同發展示意圖圖4-5:山煤礦山修復+光伏電站@靈丘統計年鑒2020自然資源保護協會冶煉工藝減排黑色金屬冶煉和壓延加工共消耗52613噸標煤,占規上工業總能耗的27%,其中,富錳渣加工耗能最炭在冶煉過程中,不僅作為氧化金屬的還原劑,還能提+/氫氣等替代煤炭,更換高效燃燒爐、熱交換器高能效設備,采用循環流化床技源浪費。
//質替代化石燃料①電爐冶煉+儲能技術縣富錳渣冶煉設備較為落后,錳元素回收率偏低。研究發現,電爐法比高爐法生產的富錳渣品位高,可生44以上的富錳渣成品,并且其碳排放量僅為高爐的50%。鼓勵新建和規劃改造的中小型富錳渣制備廠采用電爐冶煉,可結合礦山光伏發電與儲能技75%二氧化碳減排量。焦炭錳礦高爐焦炭錳礦高爐原劑 煤氣富錳渣生鐵
熱能還原劑
電力少量焦炭電力少量焦炭錳礦電爐生鐵溶劑溶劑圖4-6:冶金工藝與可再生能源融合發展示意圖②生物炭化石燃料替代目前大部分冶煉廠高爐設備未達到壽命,更換設備成本高,可使用生物質能替代煤炭,如合成氣、生物油和生物炭等。生物炭具有相容性,可燃性以及良好的還原能力,具有替代煤炭和焦炭的潛力,然而,目前幾乎沒有大規模應用的地區,這是因為研究發現大型高爐中生物炭最大替代量為20%。不過,生物炭在小型高爐
100替代焦炭不存在技術限制。巴西淡水河谷公司100的碳排放,生鐵年產能初步達到25萬噸。靈丘縣可利用一批農、林廢棄物制作生物炭,在小型高爐冶煉中試點替代煤炭。農田秸生物炭果木廢棄熱解熱能農田秸生物炭果木廢棄熱解稈稈物物
煤氣生鐵核桃廢棄物
高爐煤矸石 溶劑圖4-7:生物炭替代工藝流程圖/原劑高爐中焦炭產生的CO作為還原氣體還原礦山中的金屬,其還原特性導致部分焦炭在冶煉中難以使用電能替代。行業內,能夠替代煤炭作為還原劑的氣體有氫氣、天然氣。由于氫氣制作成本高,多使用化石能源-天然氣替代煤炭,目前已有天然氣豎爐替代傳統高爐,可以減排26%。在傳統的高爐煉鐵工藝中,生產一噸生鐵需要大約300公斤焦炭和200公斤煤粉,新工藝將氫氣代替煤炭作為還原劑可實現工藝減排100%。低碳轉型技術措施四:煤炭清潔化利用靈丘縣工業煤炭使用量占比達80%以上,出于技術和經濟原因,短期內難以完全替代,應加強清潔化利用。采用清潔煤可顯著降低污染物排放量,有效緩解氣源和電力等清潔能源供應不足的問題。每燃燒一噸清潔型煤所排放的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、VOCs較普通散煤分別低90%、10%、50%、70%以上。嚴格按照工業和信息化部印發的《國家工業和信息化領域節能
技術裝備推薦目錄(2022年版)》和我國生態環境部要求推廣清潔生產技術和節能技術應用。非金屬礦物制品業非金屬礦制品業主要用于水泥、磚等建材生產,2019年生產水泥675096325萬塊,共消耗2376.18噸標煤,分別產生碳排放36387噸、18072噸CO2。靈丘縣礦物廢棄物資源豐富,可投入建材企業生產新型墻體材料,替代傳統原料,減少碳排放量。低碳轉型技術措施五:尾礦資源化利用研究表明,鐵尾礦可以降低水泥的生產成本和能耗,用鐵礦石可以取代或部分取代水泥生產過程中的石灰石、黏土、鐵質校正料等原料,可使水泥熟料形成溫25-40C。粘土磚是重要的建材產品,靈丘燒結工藝能耗約為4/萬塊,使用煤礦企業開采產生的煤矸石和粉煤灰等固體廢棄物制磚不僅節省大量粘0.4/萬塊,減90%。自然資源保護協會大數據產業靈丘縣發揮“東數西算”優勢,基于自身氣候條件,全力建設大數據產業園,引入了秦淮數據、京東、秦云等數據中心,全力打造面向全國的信息技術基地,服務京津、輻射華北。目前已完成秦淮數據環首都·太行山能源信息技術產業基地前7期建設和京東集團華北(大同靈丘)智能算力數據中心基地一期建設,正8-13期擴容項目、京東二期項目和秦2025年園區總開發面積達到2000畝。未來隨各數據中心建成投產,園區電力需求將成倍增加,亟需解決數據中心的能耗問題。低碳轉型技術措施六:零碳數據中心園區建設數據中心以消耗電力為主,傳統數據中心的IT設備能耗占總能耗30%,燈光照明占10%,制冷能耗占50~60%。通過應用節能設備、先進的制冷技術和供電技術,可以降低數據中心80%的電力需求,輔以可再生能源與儲能技術,可以實現數據中心零能耗運行。靈丘縣全年平均氣溫較低,為大數據中心產業發展提供了良好外部環境,可顯著降低數據中心制冷能耗,同時大數據中心屋頂有大面積閑置空間,建設屋頂光伏,不僅可以抵擋陽光直射,阻礙外部熱量達到建筑,還可以實現光伏發電,減少數據中心運行成本。以秦淮數據為例,已建成的秦淮數據環首都·太行山能源信息技術產業基地依托領先的技術水平及綠色高效的零碳建設實踐,獲得2023年度DataCloud全球獎數據中心設計與建設獎,是唯一上榜的中國內地企業。秦淮數據以源網荷儲一體化方式主動消納山西可再生能源,搭配其自研的“玄冰”極致冷卻技術,實現了零碳運行。生物產業園靈丘生物產業園是山西轉型綜改示范區,主動服務于國家脫貧攻堅戰略,以“有機農產品加工、保健品、生物醫藥”為主導,打造集有機食品、生物醫藥、生態旅游為主體的現代生態有機食品工業園區。園區共有
13家企業入駐,現有農業產業化龍頭企業6家,其中省級龍頭企業2家(潤生生物和春陽科技),市級龍3家(德威飼料、大山食品、康馨褥業),縣級1家(國春苦蕎)。園區企業過去主要進行苦粉、苦蕎茶、苦蕎床上用品、車座墊等休閑保健品。現園區企業業務已拓展到苦蕎蕓香苷等高端生物科技保健品生產領域,已形成完整的苦蕎產業鏈,具備年產蕓香3002800400噸、苦蕎35萬套的生產能力,帶動發展產業基地10萬2億毫升、牛肺灌洗液5310萬噸等。低碳轉型技術措施七:智慧能耗管理系統靈丘縣能源監測和管理環節工作基礎薄弱,加強能源管理體系建設可掌握企業耗能工藝步驟,加強產業數字化技術應用,推動工業低碳改革效率。靈丘縣可根據國家發改委等七部委聯合發布的《重點用能單位節能管理辦法》,按照《能源管理體系要求》等相關標準的要求,建立健全能源管理體系,鼓勵重點用能單位自愿開展能源管理體系認證。3%-5%10%。農業領域2020年縣域農業產業用電量為769.8萬千瓦時,農村地區用電量5588萬千瓦時。隨著靈丘縣發展智慧農業、溫室大棚、氣象監測、以及建設由電力支撐運行的水利設施,農業用電量將呈升高趨勢。2020年農作物總播種面積547809畝,綜合機械化率59.48%,總耗柴油量約為3903噸。農業低碳發展需聚焦農業用電量和農機耗油量,從節能照明、減少溫室大棚用電量、節約灌溉供排水,以及推動農機電氣化入手。農業機械低碳轉型技術措施八:農業電氣化為加快實現現代化農業發展,國家大力鼓勵農業機械化,在《國務院關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》、《中華人民共和國國民2035年遠景目標2025年耕種收綜合機械化率75的目標。靈丘縣耕種收綜合機械化率僅達到59.48%,距離75%目標還有一定差距。靈丘縣部分耕地位于丘陵區、緩坡平臺和土石山區,耕地分散,農機坡上坡下運輸困難。為推動農機普及,我國出臺了《丘陵山區農田宜機化改造工作指引(試行)》文件,引導地區建設適宜農機運行的梯田,應用微耕技術。未來,靈丘縣農機需求量將處于快速上升階段,農機的耗柴油量也將同步增長。為了加速農業機械化技術
1畝2146.43千克二氧化10.60.33千克二氧化碳,是柴油拖拉機碳排放的5%。農業灌溉低碳轉型技術措施九:節水灌溉依據《靈丘年鑒2020》,第一產業用水量3005.8萬立方米,占全年總水量的69%。統計范圍內的農業用水活動包括農田灌溉用水、林果地灌溉用水、草地灌溉用水、魚塘補水和畜禽用水。主要耗水部門為農業和牧業,即農田灌溉用水和畜禽用水。農業水利系統運行依靠電力支撐,農業用水活動影響農業灌溉耗電量,節約農業用水、減少管網運輸距離有利于減少農業耗電量。農業用水 工業用水 生活用水 生態用水圖4-8:縣域用水比例①節水灌溉靈丘縣耕地以旱地為主,約占耕地總面積的85%,大部分為中低產田。耕地塊小、分散、坡度大、灌溉不便。縣內水資源匱乏,春季降雨少,易出現春旱,夏季降雨集中,但分布不均勻,不確定性強,易出
現伏旱和冰雹。過去二十年靈丘縣開展了抗旱工程,配20204個中型灌區、64處小型自流灌區、368個灌溉機井,1處公路集雨灌溉工程,有效灌溉面積18.375萬畝,約占耕35%。其余地區應仍保持傳統灌溉方式。自然資源保護協會靈丘縣北部、東部、西部地區地表水普遍低于耕地,高度差距均在5-20m。依托水庫開展引水工程成本較高,宜根據地勢建設集雨蓄水灌溉系統,在6-9月集中降雨期間集雨蓄水,春季旱季取水灌溉,應用噴管、滴灌、微灌等節水灌溉技術進行農田灌溉。采用節水灌溉,推動農戶滴灌、噴灌、微灌等設施改造,可節省30%-50%的灌溉用水,可同步減少30%~50%的灌溉用電量。②水肥一體化水肥一體化是節省機械用能、灌溉用水、以農業用肥的有效方式,采用滴灌水肥一體化在減少化肥施用量的同時,可以減少化肥溫室氣體的排放。水肥一體化智能灌溉技術已趨于成熟,研究發現水肥一體化控制系統可節約60%以上的肥料。靈丘縣化肥用量39362.1噸,2019年化肥碳排放量約為30640噸,全面實現水肥一體化可節省23617.26噸化肥,減排60%。生物質資源化利用低碳轉型技術措施十:生物質資源化利用①秸稈利用靈丘縣為產業模式縣,在縣域范圍內,以飼料化為主導方向,構建形成可持續運行的產業發展模式,50%以上的秸稈實現離田利用。2021年全縣秸稈產生量為146607.82噸,可收集量為133647.84噸,秸稈利用量為121993.31噸,秸稈綜合利用率為91.28%。目前全縣秸桿綜合利用初具規模,基本形成了以秸稈離田后飼草加工及養殖“飼料化”利用為主,“肥料化”、“基料化”利用為輔的農用為主、多元化綜合利用格局。據估算,靈丘縣秸稈資源化利用減排量可達22萬噸二氧化碳。
②畜禽糞便利用畜禽糞便營養成分多、肥力足,含有半纖維素、粗蛋白和微量元素等,可以改善農地土壤。作為純天然肥料,其生物降解性好,并且比起工業化肥更為環保和便宜。廢水污泥有機物質含量高,包括糞便、飼料殘渣、微生物等,含有碳和氮、磷、鉀等植物生長所需的營養素,可與畜禽糞便混合利用,搭配秸稈、木屑、廚余菜渣等碳和氮富集材料,制作有機肥料。《靈丘縣2022年農作物秸稈綜合利用重點縣項目實施方案》提到以秸稈肥料化為輔的利用模式。在此基礎上,秸稈可與畜禽糞便、廢水污泥、廚余菜渣、被淘汰的農產品混合調配成合適的C/N比例,采用層疊堆放、平堆的方式進行堆肥。2021年全縣有養殖戶1528家,大牲畜飼養量達77850456005765036500頭,羊飼養量達到953670只,存欄量達到541860只,驢存欄量達到15000頭。2022年,繼續通過政府引導、技術扶持,推廣秸稈過腹還田,加大圈養產業的發展,在促進草食畜牧業發展的同時,為農業提供大量優質有機肥料,降低農業生產成本,通過增施有機肥達到培肥改土、提高土壤肥力,促進種植業增產增效的目的,形成農業生態良性循環的大格局。靈丘縣大力發展生物質垃圾資源化利用。然而,靈丘縣秸稈就地焚燒現象較多,山火不斷,村民對廢棄物資源化利用不積極。為解決這一問題,靈丘縣可借鑒合作的方式,鼓勵村民收集農林廢棄物,賣給需要生物化利用廢棄物的積極性。農光互補11)+農業大棚現代化農業發展趨勢下,靈丘縣規劃發展智慧農業、建設智能溫室大棚、補齊農業基礎設施短板,農村用能電氣化水平大幅提升。2020年農業用電量對比201858%。農業用電量的高速增長給農村地區電力供應帶來了巨大挑戰。靈丘縣太陽能、風能資源光熱、風電,以及儲能技術等新能源技術用于農業照明、智慧農業系統、智能溫室大棚運行、農房供暖等方面,保障農業農村電力供應。靈丘縣太陽能資源豐富,可利用農業食用菌、溫室大棚、養殖場畜禽屋舍頂棚、菌棒加工廠、農產品加工廠房屋頂建設光伏板,配套儲能設備,提高農村地區電力供應保障能力。一個500平方米的大棚,約可安裝106kW光伏板,年發電量約達24kwh。食用菌大3kWh4噸煤供暖,應用光伏發電、太陽能熱水器和智能恒溫空調,以電力替代3690噸標煤。
建筑領域1199萬355569萬平方米,公建建筑面積萬平方米。建筑總能源消耗6.52萬噸標煤(含可再生能源集中供暖1.89萬噸);公共建筑總能耗2.86萬噸標煤,城鎮住宅總能耗(非供暖部分)為2.076.21萬噸標煤(含生物質)。縣城住宅 縣城公建 農村住宅 農村公建圖4-9:縣域建筑面積比例分布萬㎡萬㎡萬㎡萬㎡萬㎡萬㎡㎡㎡㎡㎡萬㎡供暖能耗萬農村住宅萬城市住宅(非暖) 萬公共建筑(非供暖)萬建筑面積萬㎡萬㎡萬㎡萬㎡萬㎡㎡㎡㎡㎡萬㎡供暖能耗萬農村住宅萬城鎮住宅(非暖) 萬公共建筑(非供暖)萬建筑面積圖4-10:縣域建筑減排整體路徑靈丘縣城鎮建筑供暖能耗約占建筑總能耗的58%,根據縣域可再生能源潛力評估,縣域可再生能源可全面實現縣域建筑清潔供暖,實現農村用能零碳排放。根據計算,建筑現狀碳排放為41.94萬噸CO2,2030年建筑目標碳排放將為6.5萬噸,減排39.64萬噸CO2排放。既有建筑改造
12)低碳轉型技術措施十二:建筑節能改造靈丘縣建筑建筑氣密性和熱工性能差,導致冬季采暖能耗高,全面推進既有建筑節能改造,提高建筑熱工性能,是減排的重要舉措。2020年底縣城已實施既有建筑節能改造,實施總萬平方米,按照節能50計算,既有建筑節能改造可較少冬季供暖用能0.66萬噸標煤。自然采光
裝配式建筑
屋頂光伏遮陽設計
圍護結構傳熱系數≤預拌混凝土節能門窗
地源熱泵住宅圖4-11:既有建筑改造示意圖低碳供暖13)低碳轉型技術措施十三:可再生能源+儲能供暖過去幾年開展了燃煤供熱鍋爐超低排放改造及老舊一、二級供熱管網、換熱站、室內取暖系統節能改造,進一步提升了供熱能力,降低了城鎮供熱的總體能耗水平。根據靈丘縣2021年國民經濟和社會發展統計公報顯示,靈丘縣總戶數102421戶,10年來完成清
潔供暖改造37171戶,累計減少使用標準煤11萬噸,未來仍有約64%需清潔供暖改造,縣城低碳供暖減排潛力巨大。煤改電戶 煤改氣戶 煤改生物質戶 風電取暖戶 煤取暖戶圖4-12:建筑供暖能源種類示意圖縣內風電資源主要分布在趙北鄉、史莊鄉、石家田鄉、柳科鄉、紅石塄鄉等北部地區,縣域可再生能源供暖布局方面,北部地區以發展風、光為主,南部地區以發展光電、地熱為主。靈丘縣風能豐富,國電投400MW風電供暖項目作為重點工程,規劃總裝機容量400MW,規劃集中供熱面積80萬m2,可有效解決靈丘縣易地扶貧搬遷貧困群眾及配套設施的冬季供暖問題。若加以推廣應用,遠期可以實現全縣零碳供暖,以風電發電估算,需增加約2000MW裝機容量,減少供暖用能4.63萬噸標煤。城鎮生活用能14)用能電氣化城鎮住宅非采暖電耗占建筑總能耗的12%,主要為電力用能。應用可再生能源與儲能技術為建筑供電,減少對傳統燃煤發電的依賴。城鎮住宅屋頂光伏及小區綠道光伏頂棚可發電達到1億千瓦時,利用源網荷儲技術,可以實現城鎮居民生活用能減少50%-60%。
交通領域15)工具①公共交通工具2.1萬噸標煤。靈丘縣應增加電動公交車,交通的經濟優勢引導居民低碳出行,減少交通碳排放。輛公交車,2128168輛,可每天減少6960輛轎車出行,約減20%5%,增加電車租賃、電車大巴有利于減少旅游碳排,約可降50%。②停車場地交通電氣化是未來發展趨勢,建設光伏儲能充電一體化設施,為新能源車、運輸重卡等供電可以助力交通近零碳發展。目前靈丘縣充電站較少,僅武靈鎮、落水河鄉有充電站。隨著國家電動汽車下鄉行動的開展,2015-2020年汽車保有量年均增幅53%,預測靈15年內將實現電車轉型發展,電車轉型還應結合露天停車設施建設,配套電動充電樁和光伏發電車棚,一個車位大小的光伏停車棚可
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