第3章

工業低碳化轉型與發展《碳中和概論》3.1概述3.3.1我國工業低碳發展形勢預計到2025年，重點行業主要污染物排放強度比2019年降低10%。（1）新能源汽車累計推廣量連續多年位居全球第一。太陽能電池組件在全球市場份額占比超80%。（2）制定468項節能與綠色發展行業標準，建設2121家綠色工廠、171家綠色工業園區、189家綠色供應鏈企業，推廣近2萬種綠色產品。（3）能源資源利用效率提升綠色低碳產業初具規模綠色制造體系基本構建“十四五”時期是我國應對氣候變化、實現碳達峰目標的關鍵期和窗口期，也是工業實現綠色低碳轉型的關鍵五年。工業部門是中國CO2排放的主要部門，也是CO2減排潛力的重要貢獻者，實現低碳發展成為全社會低碳轉型提供基礎保障和支撐。環境庫茲涅茲曲線（EnvironmentalKuznetscurve，EKC）在工業化初期或者中期，隨著工業化水平不斷提高，碳排放不斷增加。目前，印度等發展中國家處于這個階段。高碳階段在工業化后期，碳排放達到臨界值后隨著工業化水平不斷提高，碳排放開始下降，工業增長與碳排放脫鉤。目前，英國、美國等發達國家處于這一階段。低碳階段碳排放穩定在峰值階段，不受工業化發展的影響。目前，丹麥等國家正處于這一階段。穩定階段從工業化中后期向工業化后期轉化階段，在此階段，碳排放不斷接近峰值。目前，我國正處于這個階段。轉型階段環境庫茲涅茲曲線描述了經濟增長與環境質量間倒U形關系，碳排放隨工業發展先升后降。根據工業低碳化發展的階段性特征，工業低碳化發展可以劃分為四個階段：3.1.3工業部門低碳發展目標工業部門低碳發展目標具體包括：1）碳排放強度持續下降單位工業增加值CO2排放降低18%，鋼鐵、有色金屬、建材等重點行業碳排放總量控制取得階段性成果。2）污染排放強度下降有害物質源頭管控能力持續加強，清潔生產水平顯著提高，重點行業主要污染物排放強度降低10%。3）能源效率穩步提升規模以上工業單位增加值能耗降低13.5%，粗鋼、水泥、乙烯等重點工業產品單耗達到世界先進水平。4）資源利用水平明顯提高重點行業資源產出率提升，大宗工業固廢利用率57%，再生資源回收4.8億噸，單位工業增加值用水量減少16%。3.1.4工業低碳發展“三步走”戰略（第1步：2020-2025年）工業GDP比重下降，服務型制造和生產性服務業迅速發展，助力工業提升質量和效率。工業結構優化與服務型制造（1）規模效應、技術進步和管理水平的提升顯著增強工業全要素生產率，形成循環型工業體系。全要素生產率提升路徑（2）實施智能制造試點，推廣自動化技術，控制高能耗行業產量，促進企業合并和產業集中。智能制造與能效升級實踐（3）主要高能耗產品產量進入平臺期，企業規模化、裝備高端化、產品多元化成共性趨勢，綜合能效水平持續優化。高能耗行業綠色轉型趨勢（4）3.1.4工業低碳發展“三步走”戰略（第2步：2025-2035年）(1)優勢重構深度調整產業結構，發展高附加值產業，打造國際競爭力強的跨國公司和產業集群，提升出口產品價值，實現零能源負債進出口。(2)系統優化工業企業通過優化工藝和能源利用，實現單位能耗、物耗及污染物排放的國際先進水平。(3)產城融合工業與城鎮生態鏈接全面建立，循環性社會體系基本形成，實現工業化與城鎮化協同發展的產城融合格局。3.1.4工業低碳發展“三步走”戰略（第3步：2035-2050年）全國主要城市實現廢棄物無害化處理，推動能源消費向電力、天然氣和氫能轉型。(3)廢棄物與能源低碳化四大高附加值產業如醫藥、機械制造等，占工業增加值的三分之二，工業勞動生產率提升6倍以上，工業增長率超40%。(2)高附加值產業升級新一代工業技術以互聯網、大數據和智能控制為核心，實現高數控化率和機器人普及，推動信息物理系統和柔性生產。(1)新一代工業技術應用3.2傳統工業的低碳轉型3.2.1電力系統低碳轉型低碳化發展路徑實現碳中和關鍵在于推動電力系統低碳化，主要依賴風光電等可再生能源。面臨挑戰與應對新型電力系統面臨波動性供電、調節機制重構及安全穩定挑戰，需適應極端天氣下的轉型。新型電力系統構建系統變革核心動力新型電力系統以新能源為主，火電為輔，實現能源安全、經濟與綠色的平衡。新型電力系統建設以可持續發展為動力，推動供給側向風光電轉型，需求側電氣化，減少對化石能源的依賴。3.2.2交通系統低碳轉型定義交通運輸指所有通過運輸設備（火車、汽車、輪船、飛機等）或僅靠人力進行的人流、客流和貨流運輸。碳排放現狀交通行業是全球溫室氣體主要排放源之一，占全球排放量的25.0%。關鍵科技問題純電動汽車技術氫燃料電池汽車技術氫燃料電池列車技術磁懸浮列車技術電動船舶技術液化天然氣動力船舶技術生物航空煤油技術氫動力飛機技術(1)全產業鏈碳減排技術重點發展解決能源和化工生產中問題的清潔、可持續的綠色催化劑；發展高效耐用的化工新材料，結合新型增材技術可進一步節省原材料；回收使用廢棄聚合物，降低從頭合成所需的能源，減少初級原料用量；利用大數據、物聯網等信息工具分析化工生產流程，精簡或延伸現有生產系統和流程；不同部門或企業之間可進行材料、能源、水和副產品/廢物交換的合作。(2)材料與技術革新采用可再生原料即生物質制備化學品可以避免使用化石原料作為碳原料；在化工生產過程中，以電代煤、以電代油、以電代氣、以電代柴，采用清潔發電即零碳電力，讓能源使用更綠色。(3)CO2制備化學品碳負排技術CO2耦合綠氫轉化技術以太陽能、風能、核能為能源電解水，以電解水制備的綠氫作為原料，將CO2轉化為甲醇、甲酸等碳氫化合物、合成氣等高價值化學品；CO2直接轉化碳負排技術以CO2作為共聚單體生產具有高附加值的產品，如尿素、甲醇、有機酸酯、可降解案合物、聚合物多元形、碳酸鹽礦等。3.2.3化工行業低碳轉型3.2.4建材行業低碳轉型建材行業碳排放顯著，水泥生產貢獻8%，應降低噸水泥的熟料使用量。(1)通過節煤、燃料替代和CCUS技術，水泥行業的煤炭消耗量將顯著下降。(2)通過調整產品結構、發展低碳技術、提升能源利用率和建材行業進入碳市場，推動行業低碳轉型。(3)建材行業碳排放現狀水泥行業減碳技術路徑行業低碳轉型策略3.3工業轉型目標與任務3.3.1主要目標(5)綠色制造體系日趨完善(3)能源效率穩步提升(1)碳排放強度持續下降(2)污染物排放強度顯著下降(4)資源利用水平明顯提高3.3.2主要任務(2)(4)(6)(8)(