2021年 乌鲁木齐市绿色低碳达标规划研究-决策者摘要

乌鲁木齐市 绿色低碳协同发展规划研究 决策者摘要 二零二一年二月 编写单位生态环境部环境与经济政策研究中心 资助单位美国能源基金会 1 本研究通过系统梳理大气污染防治和低碳发展现状，结合乌鲁木 齐市未来大气环境质量改善目标和碳排放达峰要求，综合运用定量评 估方法，分析常规大气污染物和二氧化碳协同减排潜力，探讨以实现 空气质量改善目标为主要约束的城市双达标优化路径，提出乌鲁木齐 市绿色低碳协同发展的规划方案，以期为地方环境管理部门决策提供 技术支持。 一、研究背景与现状 为全面打赢蓝天保卫战，实现城市绿色低碳发展，乌鲁木齐市相 继发布关于加强乌鲁木齐市区域大气污染防治工作若干意见乌 鲁木齐市大气污染防治建设项目规划乌鲁木齐节能减排目标考核 奖惩办法（试行）等政策文件，成立大气污染治理领导小组、低碳 城市建设工作领导小组等，全力开展大气污染防治与温室气体协同控 制，不断优化能源、产业结构，推广清洁能源使用。2014年乌市超额 完成乌鲁木齐低碳试点城市实施方案目标要求，全市71家重点 用能企业“十二五”前三年已完成节能目标的165.7，2017年乌市圆 满完成“大气十条”目标任务，PM10年均浓度显著降低。 但同时，随着经济社会发展，乌市协同控制现状还面临诸多挑战。 空气质量排名依然处于全国落后水平；煤炭在一次能源中消耗占比仍 然较高，城市周边仍有部分区域燃气管网建设不完善，供热燃煤小锅 炉尚未完全拆除；产业结构调整进程慢，工业重化趋势明显等。2017 年乌市未完成当年自治区下达的能耗总量与能耗强度下降目标。因此， 全面分析乌市常规大气污染物和碳排放协同减排潜力，探讨城市“双 2 达标优化”路径，对于实现绿色低碳协同发展具有重要意义。 二、研究方法与数据 （一）模型概述 低排放分析平台模型（LEAP）在能源需求预测、能源政策评估、 气候变化等方面应用广泛，本文利用LEAP模型模拟预测多情景下乌 市未来能源消费、二氧化碳和污染物排放等的变化，时间区间为2017- 2035年（基年为2017年）[1]。空气质量模型是基于污染源排放信息、 气象资料等，通过建立数学模型再现污染物在大气中的物理化学过程， 实现空气质量模拟的综合模型。本研究基于LEAP模拟得到的乌市情 景下污染物排放量，采用WRF-CHEM模拟预测未来空气质量改善效 果，主要分析污染物种类是PM10和PM2.5。 （二）数据及基本假设 本研究数据主要来源于乌鲁木齐市统计年鉴、“2017年乌鲁木 齐市大气污染物排放清单”，以及当地调研数据等。人口、GDP、产业 结构作为模型输入参数，本研究基于历年历史变化数据，结合当地预 期目标等，做出如下假设1.基年常住人口增加率为0.86，到2035 年增长率下降至0.5；2.“十四五”“十五五”“十六五”时期全市GDP年 均增长率分别为5.5、5和4；3.到2035年全市第二产业和第三 产业增加值占比分别为27和72.2，同时在第二产业中，除六大高 [1] 本研究 主要模拟政策措施包括固定源方面重点考虑化解过剩产能、污染物排放标准升级、万元增加 值能耗强度下降目标约束、能源消费结构改善等；移动源方面主要分析老旧汽车替代、新能源汽车推广、 替代燃料（ LNG和氢燃料）发展、燃油经济性标准和机动车污染物排放标准升级等；生活源主要考虑用能 结构改善和能效提高等措施，电力生产方面则主要考虑风 电、光伏、水电和生物质能（垃圾焚烧发电）等 非化石能源发展政策等 3 耗能行业[2]以外的其他制造业（包含战略新兴产业）增加值占比由 2017年的10.5攀升至2035年的17。 （三）模拟情景构建 构建基准情景（以下简称BAU）、污染减排情景（以下简称APC）、 能源结构优化情景（以下简称ESI）和绿色低碳发展情景（以下简称 GLC），分析乌市在不同情景下能源消费水平、污染物与二氧化碳协 同减排情况。其中，BAU将第一、二、三产业增加值，城乡消费结 构，客货运结构，发电结构等冻结在2017年；APC考虑了末端治理 工艺等工程减排措施、排放标准升级、“公转铁”；ESI考虑了能效改 善水平、能源结构优化措施、新能源车推广；GLC综合考虑了工程减 排、能效改善、能源结构优化、产业结构调整，进一步推广新能源汽 车。在空气质量模拟预测过程中，主要分析低减排情景与高减排情景。 其中低减排情景对应ESI情景，高减排情景对应GLC情景。 三、模拟结果分析 （一）能源消费 BAU下，由于没有新的政策驱动和节能减排约束，乌市能源消 费呈现持续快速增长态势；其他减排情景下全市能源消费均有所减少， 其中GLC情景下降趋势最为明显，如图 1。 [2] 六大高耗能行业指 化学原料及化学制品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、 有色金属冶炼及压延加工业、石油加工 炼焦及核燃料加工业、电力热力的生产和供应业 4 图 1不同情景乌鲁木齐市能源消费趋势 从能源消费结构看（如图 2），煤炭、石油和天然气等化石燃料 在乌市仍将主导能源消费结构。GLC情景下，2035年化石燃料占比 全市用能仍高达60.1。同期，风电、光伏等新能源发电量约占电力 生产的62.5。 图 2乌鲁木齐2035年能源消费结构 从部门结构来看（如图 3），第二产业是乌市能源消费的主要贡 献者，特别是工业部门。2017年，二产部门能源消费占比全市57.5， 其中六大高耗能行业能耗占二产的91.3。在结构优化调整策驱动下， 第二产业内部高耗能部门的能源消费占比显著下降，特别是在GLC 5 情景下，2035年六大高耗能行业和电力热力生产部门的能源消耗占 比将减少至81.6，但仍然是二产的主要能耗行业。 图 3 2035年多情景下第二产业部门能源消费占比 （二）二氧化碳排放 以2035年为例，BAU下，由于乌鲁木齐市能源需求持续快速增 长，能源结构偏重，CO2排放增长迅速，全市CO2排放将在2017年 基础上翻一番；APC下，受益于压减高耗能产能、散乱污整治、工业 炉窑治理、淘汰老旧汽车等政策实施，全市CO2排放相比于BAU减 少1484万吨；ESI和GLC情景下，通过能源、产业和交通运输结构 优化调整，全市CO2排放相比于BAU将分别减少6999万吨和7607 万吨，如图 4。同时，全市CO2排放将在ESI情景下以7289万吨于 2030年达峰，在GLC情景下以6941万吨于2025年达峰（如图 5、 图 6）。 0 20 40 60 80 100 基准情景 污染减排 能源结构优化 绿色低碳 2035 年二产能源消费占比 石油加工炼焦 化学工业 非金属矿物制品业 黑色冶炼 有色冶炼 电力热力供应 其他 6 图 4 2035年不同情景二氧化碳排放趋势 图 5 ESI情景下2030年碳达峰结构分析 图 6 GLC情景下2025年碳排放达峰结构分析 7 从排放的部门分布看（如图 7），第二产业是CO2排放的最大贡 献者。以2030年为例，BAU下，二产CO2排放占比较基年下降了 1.4个百分点，但仍高达52.6；ESI和GLC情景下，虽然CO2排放 总量大幅下降，但二产排放占比分别提高了3个和2.7个百分点，其 中六大高耗能行业分别贡献了第二产业排放的88和86。 图 7 不同情景2030年二氧化碳排放结构 （三）污染物排放 以2035年为例，BAU下，全市污染物排放增长迅速，全市PM2.5 和NOx排放约相当于2017年排放的1.7倍和2.1倍；APC下，2035 年全市PM2.5和NOx排放较BAU分别减少2.17万吨和5.79万吨； ESI和GLC情景下，全市的污染排放水平将进一步下降，PM2.5排放 量分别下降至5930吨和5020吨，NOx排放量则分别下降至1.32万 吨和1.2万吨。如图 8。 8 图 8 不同情景PM2.5排放趋势 从PM2.5的分部门排放水平看，以工业为主导的第二产业是 PM2.5排放的最大来源。以2035年为例，BAU情景下，二产PM2.5 排放占比达89，GLC情景下占比值增至97.7。不同情景下，黑色 金属冶炼及压延加工业、电力热力生产和供应业、非金属矿物制品业 在二产排放中的占比较高，其中黑色金属冶炼及压延加工业占比超过 75。 从NOx的分部门排放水平看，第二产业的电力热力生产和供应 业、非金属矿物制品业以及第三产业的交通运输业是主要排放来源。 同样以2035年为例，BAU下，电力热力生产和供应业、非金属矿物 制品业和交通运输业在全市排放占比分别为61.1、6和21.9， APC下分别为48.5、9.5和25.4，GLC下分别为57.4、6.8和 14.7，电力热力生产和供应业减排贡献较大，交通部门极具减排潜 力。 （四）协同减排潜力分析 从能源节约看，不同减排情景均取得较明显的节能效果（如图 9）。 9 GLC情景下，由于综合运用能源结构、产业结构和交通运输结构等调 整优化措施，2035年实现2383.3万吨的节能量，相当于2017年全市 能源消费总量的72。 图 9 不同减排情景下节能潜力 从CO2减排看，不同情景CO2减排效果明显（如图 10）。GLC 情景下，由于能源结构、产业结构和交通运输结构等优化调整措施， 2035年减少CO2排放7590万吨，相当于2017年全市CO2排放总量 的1.16倍。在作为CO2排放大户的第二产业中，化学原料及化学制 品制造业、黑色金属冶炼及压延加工业、石油加工炼焦及核燃料加工 业、电力热力生产和供应业、有色金属冶炼及压延加工业减排潜力最 大，可分别贡献第二产业CO2减排量的42.8、19.1、11.2、8.9 和2.9。（如图 11） 10 图 10 不同减排情景下CO 2 减排潜力 图 11 GLC情景下第二产业CO 2 减排潜力 从污染减排看，不同情景PM2.5、NOx等主要污染物减排效果明 显（如图 12）。以2035年PM2.5排放为例，GLC情景可实现PM2.5 减排2.68万吨，同样在作为PM2.5排放大户的第二产业中，黑色金 属冶炼及压延加工业、电力热力生产和供应业、非金属矿物制品业减 排潜力最大，可分别贡献第二产业PM2.5减排量的75.7、10和4.4 11 （如图 13）。 图 12 不同减排情景下PM 2.5 减排潜力 图 13 GLC情景下第二产业PM 2.5 减排潜力 从空气质量改善水平看，低减排情景与高减排情景下，全市各项 污染物减排效果明显（如表 1）。高减排情景下，2035年全市PM2.5、 PM10浓度分别为33.24ug/m3、39.93ug/m3，较BAU（分别为 70.12ug/m3、85.62ug/m3）明显改善，且均低于国家二级标准（如图 14）。 12 表 1 乌鲁木齐市不同情景下各项污染物削减量（与2017年相比） SO 2 NO X PM 10 PM 2.5 低减排情景 -2025 11 10 12 14 高减排情景 -2025 29 23 28 31 低减排情景 -2030 23 25 21 26 高减排情景 -2030 53 43 49 52 低减排情景 -2035 50 50 42 47 高减排情景 -2035 77 67 71 73 注注低减排情景对应 LEAP模型中的 APC情景，高减排情景对应 GLC情景 13 图 14 颗粒物浓度在基准情景和高减排情景下的浓度及改善效果 （上空气质量浓度；下改善效果） 注 图中红色方框代表乌鲁木齐市 14 四、结论与建议 （一）结论 从能源消费和二氧化碳排放总量看，基准情景下全市能源消费呈 持续快速增长态势，污染减排情景、能源结构优化情景和绿色低碳发 展情景下能源消费将有所减少；同时，基准情景和污染减排情景下 CO 2 排放无法达峰，能源结构优化情景下，CO2排放将以7289万吨 于2030年达峰，绿色低碳发展情景下将以6941万吨于2025年达峰。 从能源消费和二氧化碳排放结构看，煤炭、石油和天然气等化石 燃料在乌市仍将主导能源消费结构，从发电结构看，2035年能源结构 优化情景下新能源发电量约占电力生产的62.5；第二产业，尤其是 六大高耗能行业仍将作为主要能源消费部门，同时CO 2 排放占比较 高。 从NOx和PM2.5减排程度看，各情景下污染物减排效果明显。 就PM2.5排放而言，以工业为主导的第二产业是最大排放来源，其中 黑色金属冶炼及压延加工业、电力热力生产和供应业、非金属矿物制 品业在二产中排放占比较高；就NOx排放而言，第二产业中电力热 力生产和供应业、非金属矿物制品业以及第三产业的交通运输业是主 要排放来源，电力热力生产和供应业减排贡献较大，交通部门极具减 排潜力。 从协同减排潜力看，各情景均实现了较好的节能、降碳、减排效 果。其中化学原料及化学制品制造业、黑色金属冶炼及压延加工业、 石油加工炼焦及核燃料加工业、电力热力生产和供应业、有色金属冶 炼及压延加工业降碳潜力最大，黑色金属冶炼及压延加工业、电力热 15 力生产和供应业、非金属矿物制品业减排潜力最大。绿色低碳发展情 景下，全市颗粒物浓度将得到显著改善，PM2.5、PM10均可低于国 家二级标准。 （二）建议 在碳达峰目标约束强化的宏观形势下，乌市要以降碳为源头治理 的“牛鼻子”，以碳达峰目标倒逼能源、产业、交通结构绿色低碳转型 和生态环境质量协同改善，牵引经济社会发展全面绿色转型。一是建 立健全协同控制机制。加快建立市级层面的综合决策、协调落实、督 查考核和责任追究机制，建立跨部门协作配合、信息共享和协同联动 机制，明确部门职责，优化责任分工，制定专项方案，将碳排放强度 下降指标纳入部门考核指标。二是积极推进产业结构优化升级。新建 大气污染物排放项目实行区域内现役源两倍削减量替代；以火电、化 工、钢铁、煤炭、水泥、有色冶炼等高耗能行业为重点，推动落后和 过剩产能主动退出市场；对化工、建材、印染、有色等传统制造业实 施专项技术改造。三是着力改善能源结构。充分利用达坂城区清洁能 源，增加上网额度，到2025年打造成为全疆重要的清洁能源规模化 循环利用示范基地；推进天然气高压环线建设工程、城市新区（西片 区）燃气配套工程、南部集中供热配套管网工程，提升天然气供应保 障能力；2025年全市建成5座750千伏变电站构成的双环型超高压 主电网，30座220千伏变电站构成的双环型高压输电网，100座110 千伏变电站构成的链式高压配电网和1000条10千伏线路构成的网 格式中压智能配电网，加快电网丝路工程建设。四是加快推进交通运 输结构优化。鼓励清洁能源车辆的推广使用，实行公务用车率先垂范 作用，开展以公路运输为主的货运交通结构调整，优化城市货运和快 16 递配送体系。