张昊
摘要：作为世界上最大的碳排放国家，实现“双碳”目标刻不容缓。近些年我国能源结构有所调整，但化石能源占比仍居高不下。天津市作为首批低碳试点，加速能源转型，明确“双碳”目标下的实现路径，对推动我国能源革命具有重要意义。因此剖析天津市能源转型所面临的机遇与挑战，提出天津市能源转型的着力点和突破点，形成能源转型路径。
关键词：碳中和；能源转型；实现路径
当今全球正在经历百年未有之大变局，其中气候变化已成为全人类需要面对的重中之重的挑战，应对气候变化挑战以及建设美好家园已经成为全人类的共识。《巴黎协定》呼吁全球各国力争将全球平均气温上升幅度限制在工业化前2℃。习近平总书记也在2020年的联合国大会上做出了庄严的承诺：中国将努力提升自主贡献力度，力争达成“3060”目标，彰显了我国的大国担当和应对气候变化挑战的雄心和决心。实现“双碳”目标将成为我国实现社会主义现代化最重要的一环，也是我国贯彻新发展理念，推动全国高质量、可持续发展的最大机遇。鉴于我国是用煤大国，且超过85%的碳排放来自能源活动，因此要实现碳中和能源低碳转型及产业结构调整是目前加速绿色发展的有效举措。天津市作为环渤海经济中心，北方经济中心，国际港口城市，中国生态城市，并力争成为全国能源革命先锋城市。作为以制造业为主的重工业城市要想提前完成双碳目标，必须明确能源消耗增速幅度以及清洁能源占比等等形成多目标协同减排，带动多城市协同减排，且地理位置优越，因此分析天津市能源转型及产业升级的未来变化趋势十分重要，也可为其他城市提供决策支持，推动中国整体高质量绿色发展。
一、天津市整体现状
天津市作为全国首批低碳试点，对京津冀以及环渤海经济区协同发展具有重要推动力。因此，对天津市开展碳减排的分析具有重要的实践意义。近些年针对碳排放的研究中，合理的能源结构、产业结构和科技、人口等要素是当前中国需要解决的迫切任务，且既要实现经济增长的同时又要减少碳排放实现环境效益。作为重工业城市，能源低碳转型将成为天津市减碳的重要措施。
天津市的一次能源消费量总体呈缓慢上升趋势，近些年有所下降。近30年来天津市的一次能源消费还是以煤炭和石油为主，尤其是煤炭占比居高不下，大多数年份在65%以上。而在近些年天然气和风光电等在政府积极引导下开始呈现稳中有升的增长趋势，尤其是2013年碳排放试点城市政策的推出，加快了清洁能源的发展并开始向能源消费结构多元化水平发展。通过与全国能源消费进行对比分析，天津市在2015年后的煤炭消费开始出现快速下降趋势，显着低于全国平均水平，天然气使用占比也远超全国平均水平。经济快速发展少不了能源的消耗，而能源消费又与碳排放紧密相连，从天津市的能源消费占比来看，煤炭仍是现阶段提供发展动力的基石，尽管有所下降也仍将近50%的占比。因此，天津市碳排放量达峰的前提是煤炭消费达峰，也是天津市争做能源革命先锋城市，提前完成双碳目标的关键点。
通过图2可知，天津市1995～2018年期间碳排放总体水平呈稳步上升趋势，在近两年受政策影响有所下降但并未达到峰值。其中二产排放量远远超过其他之和，因此天津市能源转型受限的最大原因为制造业转型以及产业升级较为困难。在1995～2019年间，天津市出台多项气候政策，加速产业和能源转型的进程，例如《关于印发天津市能源生产和消费革命实施方案（2016～2030）的通知》，《关于组织制定我市钢铁行业结构调整和布局优化规划方案的工作方案》，《工业和信息化部办公厅关于开展绿色制造体系建设的通知》以及京津冀协同发展的《工业和信息化部办公厅关于组织申报京津冀及周边地区工业资源综合利用产业协同发展示范工程项目的通知》等等。
煤炭和石油消费是天津市一次能源消费的主要来源，其中煤炭消费在第二产业中占比将近50%，属于支柱性能源，石油和电力则在第一产业和第三产业中消费占比较高。从分产业碳排放中可看出第二产业排放量远超其余总和，因此能源转型需以煤炭入手，开发低碳利用煤炭技术，从能源命运共同体的系统角度明确与下游产业之间的连接关系，形成新的产业链标准，新的交互融合的产业体系，推广热电联产应用，提高低碳化原料占比，进而减少碳足迹，促进上下游产业协同减排。
二、天津市能源转型的挑战与机遇
目前全球已有127个国家发表了自己的碳中和目标与规划，而我国作为全球最大的碳排放国已率先提出“3060”目标，这意味着我们只有30～40年的时间去完成发达国家60～70年的减排规划。在欧盟已发表实现碳中和的战略路线图中，可为中国提供全方位的经验借鉴，但两地资源与结构差异较大，还需自己探索有中国特色的碳中和实现路径。力争成为全国能源革命先锋城市的天津市应首当其冲，探索出自己的能源与产业转型方案，为全国碳中和愿景贡献自己的力量。
（一）天津市能源转型的挑战
1. 化石能源占比过高
去煤是能源发展和工业革命的大势所趋，天津市作为大量消耗煤炭的制造业城市，必将受到能源发展政策的限制。根据《巴黎协定》中约定的碳排放总量限制，预计全球可能减少80%的煤炭产能，因此煤炭行业相关的政策必将导致天津市能源使用情况受到限制。其次算上石油和天然气的占比高达85%，短时间内无法依靠清洁能源替代。
2. 能源需求仍在上升期
2020年天津市基本实现工业化，但并未进入后工业化时代，因此距离全面工业化还需要一定的时间，所需要的能源也是在增长的。目前天津市的能源消费与碳排放量仍处于双上升阶段，且对化石能源需求大，比重高。天津市碳排放存量过高，总量基数大，技术难度高。因此天津市需要尽快转变为以可再生能源为主的能源结构。
（二）天津市能源转型的机遇
1. 倒逼能源多元化高质量发展
在实现碳中和目标的过程中，新能源及可再生能源将会产生巨大缺口，在未来发展中形成天津特色新能源多元化产业链。同时推动能源高质量发展也会成为天津市经济高质量发展的有效助力。因此，天津市能源转型计划并非要完全放弃化石能源，而是循序渐进，推动可持续发展，进而实现经济—能源—环境—气候—社会责任的多方共赢。
2. 终端部门电气化
根据目前天津市的能源消费结构以及设施，电能将成为未来短期内的供应和消费主体，也是天津市能源结构从高碳化向低碳化转型的重要标志。天津国网公司大力推动以电代煤，以电代油的措施方案，未来天津市不仅要靠电力甚至绿电来替代化石能源的直接使用，而且还要依靠可再生能源电力来减少终端能源的使用。
3. 低碳新工业体系
提升高端化石能源产品的供给水平，开发优质可循环的绿能产品，减少产品全生命周期碳足迹，带动上下游产业链协同减排，促进工业绿色共生。天津市要构建低碳新工业体系，需要通过科技进步来实现，例如天津市重点排放行业钢铁、化工、石化建材等行业的碳减排需要突破关键性技术，用氢能技术替代或作为原料，信息技术以及智能制造工程都是促进绿色低碳工业体系的新型转折点。
4. 绿色低碳建筑
目前天津市大部分建筑并非绿色低碳建筑。因此，要建设“碳中和”建筑环境，需要处理好新建建筑和已有建筑的节能改造问题。大力推行绿色低碳建筑，减少运营碳排放以及内含碳排放。同时积极开发可再生能源建筑，让建筑也能产生能源，例如光伏屋顶、地热以及空气热能等可再生能源。不仅让建筑自身达到了碳中和，且还可以通过分布式能源技术与外界能源网络开放共享。天津市可依托生态城及零碳小屋作为试点，在政府规划、定价和税收等环节积极引导，在全市建筑行业进行鼓励和推广。
三、天津市能源转型实现路径
立足于天津市发展实际情况，从经济—环境—社会多维度提出转型路径，推动传统能源结构的重组和低碳技术的融合，建立绿色低碳能源体系，实现天津市“双碳”目标。
（一）可再生能源的推广
在碳中和目标的战略框架下，可再生能源的推广成为未来发展的主要方向，可再生能源将成为未来能源电力消费的主体，在能源转型中发挥重要作用。在构建以可再生能源为主体的电力系统同时开发零碳电力，大力推动可再生能源开发潜力，让可再生能源与技术、基建等有效融合。
（二）能源的清洁高效利用
煤炭是天津市的基础能源，短时间内难以替代，因此让煤炭走清洁高效的绿色道路是天津市能源转型的必然选择。天津市政府在基于多方面考虑能源安全、环境容量以及资源禀赋的基础上充分发挥政府作用，避免煤炭资源大规模扩张。同时做到鼓励和支持科技创新开发，稳步推动煤炭转化，建立煤炭清洁开发体制机制，激励煤炭利用效率的提升。
（三）低碳技术的创新融合
创新不仅在关键核心技术，还有能源系统的运行模式。天津市具有较大的节能优化潜力，因此能效技术以及智慧电网的灵活性改造可以成为天津市近期能源转型的主要方向。长期上氢能和光伏以及CCUS更适合天津市低碳技术的开发以实现深度脱碳。在未来推动钢铁、水泥以及化工等高污染高排放产业发展零碳技术，以绿色化发展引领产业低碳转型，促进产业与技术的深度融合，促进天津市“双碳”目标的实现。
（四）体制机制的低碳改革
在政府和市场两只手共同作用中，充分发挥市场在资源配置中的重要作用，让市场化手段为天津市能源低碳转型提供安全保障。同时加大能源改革力度，完善能源多元化投资机制，建立健全能源定价及税收机制，加快推动多行业碳市场的建设，用市场降低企业生产成本，用政策支持清洁能源调度机制，为天津市能源转型提供制度保障。
四、政策与建议
（一）加强顶层设计，制定合理脱碳去油政策
严格控制化石能源使用总量，对高耗能高排放产业和项目加强监管和控制，彻底落实供给侧和需求侧双向改革，制定严格的环境评判以及号召群众监督参与。在政策出台方面，并非完全脱煤去油，而是将落后产能根除，让化石能源按照清洁低碳的方式进行开采和利用，循序渐进地寻求可再生替代能源。
（二）调动碳市场活力，在全国碳市场中立稳脚步
强化天津市碳排放权交易所作用，利用市场机制寻求最经济的减碳路径。开展负碳技术，扩大碳排放额度和CCER交易量，使之成为天津市碳交易特色。根据以往碳试点经验在全国碳市场中率先发力，积极调动天津市纳入企业的积极性（强制或自愿），引导企业进行碳资产管理，核算产品和供应链产品的碳足迹，科学使用碳配额，降低减排成本。成立引导和监督小组专门负责对企业深入调研并有针对性提出与讨论碳中和目标下企业未来的发展规划。
（三）加快电力行业体制机制改革
在探索绿电及绿能的基础上促进可再生能源发电的改革方案，设计合理的电力市场、现货市场及辅助市场方案，利用市场手段发挥资源配置作用。促进天津市电力市场与全国碳排放市场耦合协同发展，充分发挥新能源、储能、电网互联在不同时间空间上的调节作用，合理规划好电力系统的源—网—储资源优化的灵活性。
（四）促进京津冀协同减排，科技协同发展
发挥我国举国合力的社会主义体制优势，利用政府和市场两只大手抓稳基础研究，加强京津冀区域间合作，推动“2+26”城市群间“产学研”协同创新，在时间和空间上守望相助，进而打好区域间产业和能源关键领域转型的攻坚战。制定天津市以及京津冀协同碳中和路线图，以碳指标为引领，减污降碳同时进行。在科技手段上，先合力重点突破新能源相关的材料等领域的技术和应用层面。对低碳能源的开发和利用进行技术性探索，进而解决化石能源脱碳等相关难题。
（五）多领域交叉融合，协力减排
引入绿色金融服务体系，降低企业绿色低碳转型成本，积极引导企业开展零碳技术的研发和使用。鼓励多元化绿色金融机构发展，积极推出绿色金融支持政策，完善绿色金融激励体制机制。同时推出碳金融产品，在碳交易中促进金融和减排协同发展。积极培育高端技术服务机构。数字化转型也将成为未来减碳的重要推手，通过合理布局与实体经济的交叉融合提高能源利用效率，为低碳产业建设提供支撑。依托天津市科研机构和院校等力量，以节能、监测、核查、碳资产管理等为基础拓展服务内容，提升服务水平，为企业绿色低碳化和零碳技术方案提供数字化、智慧型服务。
五、结语
天津市作为中国北方重工业城市，能源消费和碳排放一直居高不下，在本轮能源转型大趋势下，应把握机遇，率先转型，争做能源革命先锋城市，抢占技术制高点，告别资源依赖，推动生态文明建设。但目前天津市还未达后工业化，能源需求压力还在继续，体制机制还需进一步完善，能源转型具有一定难度。因此，在天津市实现双碳目标的过程中，政府的引导和管理是关键点，在能源转型的路径选择中将涉及到经济、社会以及人民福祉等一系列问题。天津市必须做好顶层设计和系统规划，在借鉴国内外先进经验的同时，建立以市场化为核心的多维度能源转型方案，以创新为引领，以政策为驱动，以引导为补充的新一代绿色低碳能源体系，实现经济发展与环境保护的双赢机制。
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（作者单位：天津科技大学经济与管理学院）
