《苏州市碳达峰路径优化报告》.pdf

苏州市碳排放达峰路径优化与2050长期愿景 1 WRI.ORG.CN 刘苗苗 邱言言 蒋小谦 毕军 OPTIMIZATION OF SUZHOU’S CARBON EMISSIONS PEAK ROADMAP AND A LONG-TERM VISION FOR 2050 苏州市碳排放达峰路径 优化与2050长期愿景2 WRI.org.cn 校对 谢亮 hippie163.com 设计与排版 张烨 harryzy5204gmail.com苏州市碳排放达峰路径优化与2050长期愿景 I 目录 V 执行摘要 XI Executive Summary 1 第1 章 城市碳排放达峰与长期愿景的外在要求与 内在驱动 1 实现温室气体净零排放是应对气候变化的必然要求 1  苏州市是低碳发展的先行者 1  苏州市碳排放达峰面临挑战 5 第 2 章 苏州市能耗与碳排放特征 5 能效水平持续提升，但高耗能工业行业能源消费 占比较高、煤等化石燃料依然占主导 7 碳排放增速放缓，主要贡献因素的影响呈现波动 11 第 3 章 苏州市碳排放达峰路径与长期排放预测 11 苏州市可于 2020 年实现碳排放达峰，2050 年人均 排放有望降至 2.8 吨 14 工业部门可于 2020 年前达峰，是影响苏州市整体 达峰的最主要因素 16 长期来看，清洁能源替换、低碳技术推广、重大 项目转移关停是苏州实现深度减排的关键因素 19 不同时期研究结果的差异体现了工作成效以及对 低碳工作持续优化回顾的意义 23 第 4 章 结论与建议 23 产业结构和工业体系是最主要的减排领域 25 清洁能源和“负碳”技术是长期深度减排的关键 28 发展绿色节能建筑，构建低碳交通体系 30 苏州的启示 33 附录 苏州市碳排放情景分析方法学 46 参考文献II WRI.org.cn 图 1 已经向UNFCCC秘书处提交长期战略的国家 2 图 2 苏州市地图 2 图 3 苏州市六大高耗能产业产值 . 6 图 4 苏州市六大高耗能产业能耗 . 6 图 5 苏州市20102017年分品种能源消费情况 7 图 6 苏州市20052017年碳排放总量及变化情况 . 7 图 7 苏州市20052017年分部门碳排放情况 8 图 8 苏州市20072017年二氧化碳排放增量的各因素贡献度分析 9 图 9 苏州市二氧化碳排放总量预测结果 11 图 10 苏州市二氧化碳排放强度预测结果 12 图 11 苏州市人均二氧化碳排放量预测结果 12 图 12 苏州市20182050年分部门碳排放预测情况（达峰情景）. 15 图 13 苏州市20182050年分部门碳排放预测情况（2050愿景情景） . 15 图 14 苏州市未来减排潜力分析（达峰情景和2050愿景情景对比） . 16 图 15 苏州市2050愿景情景低碳发展优化线路图（相较于达峰情景） 17 图 16 苏州市二氧化碳排放总量预测结果对比 . 18 图 17 苏州市二氧化碳排放强度预测结果对比 . 19 图 18 苏州市人均二氧化碳排放量预测结果对比 . 19 图 19 情景设计及关键参数 . 34 图目录苏州市碳排放达峰路径优化与2050长期愿景 III 表目录 表 1 苏州市和江苏省、中国、发达国家历史碳排放数据对比 13 表 2 2016年苏州市和其他国家建筑部门人均碳排放对比（吨/人） . 13 表 3 苏州市与各国未来预测人均碳排放数据对比（吨/人） 14 表 4 情景分析中主要参数与特征设定一览表 . 35 表 5 重要节点年GDP与人口发展情况 36 表 6 重要节点年各行业规上工业总产值（亿元） 37 表 7 重要节点年各行业单位产值碳排放（吨/万元） . 39 表 8 重要节点年工业产品产量（万吨） 41 表 9 重要节点年公共建筑面积及单位建筑面积能耗水平 . 41 表 10 重要节点年居民人均住宅面积及单位建筑面积能耗水平 41 表 11 重要节点年水运交通周转量 . 42 表 12 重要节点年轨道交通能源消耗情况 42 表 13 重要节点年铁路周转量及电气化率 43 表 14 重要节点年载货汽车不同车型占所有车型比例（） 43 表 15 重要节点年载客汽车不同车型占所有车型比例（） 44 表 16 重要节点年出租车与公共汽车不同车型占所有车型比例（） 44 表 17 重要节点年垃圾焚烧量（万吨） 45IV WRI.org.cn苏州市碳排放达峰路径优化与2050长期愿景 V 执行摘要 报告重点 ▪ 中国在“十三五”控制温室气体排放工作方案中提出“支持优化开发区域碳 排放率先达到峰值”。苏州作为长三角地区非常重要的工业城市，在低碳工作开 展方面一直走在前列，积累了丰富的经验。2014年发布的苏州市低碳发展规 划中提出“力争2020年二氧化碳排放总量达到峰值，峰值约为1.72亿吨，并 经过较短时期（2020～2025）的波动后稳步下降”，以及苏州市2020 年碳排放 强度比2005年下降超50、人均碳排放于2017年实现拐点等具体目标。2014年 至今，苏州已经开展了三轮峰值研究，目的是梳理碳排放现状和新阶段低碳发展 面临的形势，评估低碳措施及其成效，保证达峰的稳定性，并探索长期深度减排 的路径，其做法值得其他城市借鉴。 ▪ 根据我们的研究，苏州市能够在保证经济、社会稳定发展的前提下于2020年顺 利实现碳排放总量达峰，峰值为1.6亿吨左右，之后进入下降期。确保苏州市稳 定达峰的政策措施领域主要集中在产业结构和工业体系的优化调整。 ▪ 以巴黎协定1.5℃温升目标和全球净零排放愿景为目标，如果在确保达峰的 基础上采取更多措施，如非化石能源在电力行业、交通领域得到大力推广，整体 煤气化联合循环发电系统（IGCC）、二氧化碳捕集和封存（CCS）等先进低碳 技术在电力、钢铁、水泥、化工等高耗能行业得到推广，钢铁、化工等大型项目 搬迁整治，电力行业机组更替，2050年苏州市二氧化碳排放可以降到约3400 万 吨，人均碳排放为2.8 吨，单位GDP碳排放为0.05 吨/万元。 ▪ 在苏州市已经开展的三次峰值研究中，本研究的2030年碳排放总量明显低于苏 州市之前开展的两次峰值研究，这说明随着经济、社会的不断发展和碳排放工作 的不断推进，碳排放状况发生变化的同时也会影响未来发展趋势，对低碳工作回 顾和优化的意义重大。本研究开展于20182019年期间，因此未能反映新型冠 状病毒疫情对达峰的影响，外部形势的不断变化再次印正了低碳工作应根据减排 潜力变化做出调整，保证工作绩效最大化。VI WRI.org.cn 背景 实现温室气体净零排放是应对气候变化的必然要求。 巴黎协定提出全球各国应共同努力确保将温升控制在 2 ℃以内并争取控制在1.5℃以内。为了实现这一目标，各 国需在本世纪下半叶实现温室气体源的人为排放与汇的清 除之间的平衡，即“净零排放”。联合国气候变化框架 公约秘书处要求各缔约方在2020年提交长期战略，截至 目前，已经有17个国家或地区向秘书处提交了2050长期战 略 1 。此外，很多国外城市也制定了“净零”或“碳中和” 目标和行动计划。 苏州是低碳发展的先行者。中国在“十三五”控制 温室气体排放工作方案中提出“支持优化开发区域碳排 放率先达到峰值”。苏州作为长三角地区非常重要的工业 城市，在低碳工作开展方面一直走在前列，积累了丰富的 经验。 苏州能效水平持续提升，但高耗能工业行业能源消费 占比较高，煤等化石燃料依然占主导。2017年，苏州市单 位GDP能耗约为0.4吨标准煤/万元，较2016年的0.42吨/万 元下降4.7，较2015年的0.43 吨/ 万元下降7。电力、钢 铁、纺织、造纸、化工、建材等六大高耗能行业综合能源 消费量约占规上（规模以上）工业能源消费的82，但产 值不到规上工业总产值的四分之一。煤炭仍然是最主要的 能源消费品种，占总能耗的59，此外石油和天然气在能 耗总量中的占比都呈增长趋势。 近年来苏州碳排放增速放缓。“十一五”期间，苏州 碳排放总量年平均增长率约为9，“十二五”期间，碳排 放总量年平均增长率降至2，而“十三五”期间的前两年 碳排放呈现负增长，碳排放总量年平均增长率分阶段明显 降低，如图ES-1所示。 主要结论 本研究以2017年为基准年，一方面对20182020 年 苏州市达峰冲刺期的达峰路径进行了优化，并根据达峰路 径分析各个部门、领域应该采取的减排措施，制定低碳工 作方案，确保达峰任务的顺利实现；另一方面，基于苏州 市重大项目搬迁整改规划、国际提出的“净零”排放愿 景、国内外研究与报告中提出的加大清洁能源替代传统能 源的比例、加快推广CCS等先进低碳技术等发展目标，对 20212050年苏州市中长期碳排放发展趋势进行预测，评 估苏州市实现达峰后的峰值稳定性及长期排放趋势，讨论 实现深度减排的可能性。本研究涵盖工业（含电力）、建 筑（公共建筑和居民建筑）、交通运输、农业、废弃物五 个部门，考虑了能源消费结构、产业结构调整、技术进步 图 ES-1 | 苏州市20052017年碳排放总量及变化情况 碳排放总量 碳排放增速 GDP增速 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 1.0 5 1.2 10 1.4 15 1.8 25 1.6 20 0.8 0 0.2 0.4 0.6 -5 0 -10 亿吨CO 2苏州市碳排放达峰路径优化与2050长期愿景 VII 图 ES-2 | 达峰情景下苏州市碳排放三大指标发展趋势 图 ES-3 | 2050愿景情景下苏州市碳排放三大指标发展趋势 水平等驱动因素，设置“达峰情景”和“2050愿景情景” 两大情景，对苏州市未来可能的碳排放路径进行分析。主 要结论如下 ▪ 苏州市可于2020年实现碳排放达峰，2050年人均排放有 望降至2.8吨 达峰情景下，2020年苏州市二氧化碳排放总量即峰 值为1.63亿吨，2021 2040年苏州市碳排放总量进入下降 期，2040年之后碳排放总量基本保持稳定。人均碳排放于 2019年达到峰值，约为15吨/ 人，之后保持稳定下降。单位 GDP碳排放持续保持稳定下降趋势，2020年碳排放强度约 为0.79吨/ 万元。2050年，苏州市二氧化碳排放总量约为 1.19亿吨，单位GDP碳排放为0.19 吨/ 万元，人均碳排放为 9.91 吨/人，如图ES-2所示。 2050愿景情景下，苏州市仍然于2020年达峰，之后 碳排放迅速下降，2050年总排放为3375万吨，单位GDP 碳排放为0.05吨/ 万元，人均碳排放为2.8吨/ 人，如图 ES-3所示。 达峰情景人均碳排放量 2050愿景情景人均碳排放量 达峰情景碳排放总量 2050愿景情景碳排放总量 达峰情景碳排放强度 2050愿景情景碳排放强度 年 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 5 1.0 10 1.2 15 1.4 20 1.8 1.6 0.8 0.4 0.2 0.6 0 0 人均二氧化碳排放量（吨/人） 二氧化碳排放量（亿吨） / 二氧化碳排放强度（吨/万元） 年 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 5 1.0 10 1.2 15 1.4 20 1.8 1.6 0.8 0.4 0.2 0.6 0 0 人均二氧化碳排放量（吨/人） 二氧化碳排放量（亿吨） / 二氧化碳排放强度（吨/万元）VIII WRI.org.cn ▪ 工业部门可于2020年前达峰，是影响苏州市整体达峰的 最主要因素 在达峰情景下，工业部门为苏州市最主要的二氧化碳 排放源。工业部门2020 年碳排放达峰值，为1.4 亿吨，占苏 州市碳排放总量的85.3，之后排放量及占比持续下降。 其中，电力和钢铁行业是最主要的排放源，其碳排放均于 2019年达峰，电力行业峰值为6425万吨，占工业部门碳排 放总量的46.3，占苏州市碳排放总量的39.6。钢铁行业 峰值为6280万吨，占工业部门碳排放总量的45.3，占苏 州市碳排放总量的38.7。 2050愿景情景下，工业部门仍为苏州市最大的碳排 放源，但排放量及占比大幅下降。究其主要原因，一是电 力行业由于机组替换、区外清洁电力调入、区内清洁能源 发展、CCS等先进技术推广，碳排放量于2021年起大幅下 降；二是钢铁行业由于沙钢高耗能工艺搬迁、CCS等先进 技术推广，碳排放量也于2021 年起也大幅下降。 ▪ 长期来看，清洁能源替换、低碳技术推广、重大项目转 移关停是苏州实现深度减排的关键因素 2050愿景情景相较于达峰情景，低碳技术推广减排 潜力由2025年的1288万吨降至2050年的677万吨，占比由 2025年的25降至2050年的8。电力行业、交通部门清 洁能源替换减排潜力由2025年的2017万吨升至2050年的 3886万吨，占比由2025年的39增长到2050年的46。 重大项目转移关停减排潜力由2025年的1806万吨升至 2050年的3950万吨，占比由2025年的35增长到2050年 的46，如图ES-4所示。 ▪ 不同时期研究结果的差异体现了工作成效以及对低碳工 作持续优化回顾的意义 苏州市低碳发展规划 、 苏州市“十三五”低碳发 展优化对策研究和本研究均对苏州市到2030年的碳排放 进行了趋势预测。比较三次研究，峰值较为接近，稳定在 1.63亿～1.75亿吨之间，但2030年碳排放总量预测结果存 在较大差别，如图ES-5所示。主要原因是本研究以2017 年 为基准年，苏州市的经济社会发展与前两者研究的基准年 （2010年、2014年）相比已然发生较大变化， “ 两减六治三 提升”专项行动、污染防治攻坚战等工作发挥成效，此外高 新技术产业、新兴产业产值在规上工业总产值占比提高、 高耗能行业产值占比下降，单位产值能耗有所提升。以上情 况说明，随着经济、社会的不断发展和碳排放工作的不断推 进，碳排放状况发生变化的同时，也会影响未来发展趋势， 低碳工作的回顾优化对于确保碳排放稳定达峰意义重大。 政策建议 本研究针对产业结构、能源结构、工业、建筑、交通 和其他领域提出了政策建议，具体如表ES-1所示。 图 ES-4 | 苏州市未来减排潜力分析（达峰情景和2050愿景情景对比） 13 10 8 46 46 46 2048 2018 2022 2020 2026 35 2024 2032 2030 2036 2034 2040 2038 2042 2044 2046 2017 2028 2050 10,000 12,000 14,000 18,000 16,000 8,000 4,000 2,000 6,000 0 二氧化碳排放量（万吨） 达峰情景碳排放（万吨） 2050愿景情景碳排放（万吨） 25 39 22 17 41 44 37 39 42 44 46 低碳技术推广 电力行业、交通部门清洁能源替换 重大项目转移关停苏州市碳排放达峰路径优化与2050长期愿景 IX 图 ES-5 | 苏州市二氧化碳排放总量预测结果对比 表 ES-1 | 苏州市低碳发展建议一览 发展领 域 “十四五” （ 20202025年） 中远期（20262050年） 产业结构 加大对传统产业尤其是高耗能产业的升级改造， 提高技术水平和管理水平 探索能耗准入、碳排放评估制度 加快发展现代服务业 在未来10～15年完成落后产能淘汰，完成传统产业转型升级 完成能源审计和碳排放评估制度的构建，选择性发展新 兴产业和高新技术产业 大力发展生产性服务业，重点发展高端服务业 能源结构 继续控制煤炭消费总量，强化能耗源头控制；继 续实施能耗“双控”，降低煤炭消耗，加强煤炭 清洁利用 继续推进既有电厂机组升级改造 大力发展清洁能源、可再生能源 提高非化石能源的比例 加大科技投入，重视科研成果转化 工业部门 加大节能技术宣贯力度 加大节能技术推广应用力度 提高资源回收再利用率 加快推动实施低碳产品和低碳企业标准、标识和 认证制度，加快绿色低碳工业体系建设 推进重大项目转移关停 一方面，积极推广国家已经发布的先进低碳技术，加大 科研投入、促进科研成果转化落地，积极建设绿色新材 料工业链。另一方面，应关注国际先进低碳技术的发 展，科学引进并开展试点 分析苏州市的地质条件，探索实现二氧化碳地质封存的 可能，发展碳捕集利用与封存产业链 建筑部门 全面推广绿色建筑建设要求 扩大既有建筑节能改造市场 加大可再生能源在建筑部门的使用 加强能耗数据统计与能耗监测 加强建筑使用阶段的能耗监管、监督、绩效管理 推动既有建筑节能改造市场发展，2050年既有建筑节能改 造面积达1亿平方米 全面推进绿色建筑产业发展 探索被动式超低能耗建筑发展模式 加强绿色低碳建筑的宣传推广 交通部门 控制机动车保有量的增长，出台机动车增量控制政策 加大新能源动力车的推广力度 建设完善的城市公交系统，大力发展城市轨道交 通，提高公共交通出行分担率 完善交通运输网络，提高铁路、水运交通的运输占比 控制机动车保有量的增长，同时大力推动清洁动力机动 车普及 加快完善基础设施的建设，加强智能化交通网络体系的设计 关注立体交通的发展 增强绿色低碳出行理念 其他领域 关注城市密度，划分空间层次，构建集约型城市 促进土地混合使用 构建绿楔系统 引进新工艺、新技术，实现智慧城管 继续推进森林碳汇的建设 积极探索土壤碳汇利用的可能性 建立绿色碳基金、完善生态补偿制度 2011 2026 2013 2028 2012 2027 2015 2014 2029 2017 2016 2019 2018 2021 2020 2023 2022 2025 2024 2030 1.0 1.5 2.0 0.5 0 二氧化碳排放总量（亿吨） 本研究碳排放总量 十三五低碳优化碳排放总量 苏州市低碳发展规划碳排放总量X WRI.org.cn苏州市碳排放达峰路径优化与2050长期愿景 XI EXECUTIVE SUMMARY HIGHLIGHT ▪ In the “Work Plan for Controlling Greenhouse Gas Emission during the 13th Five-Year Plan Period” , China proposed “first supporting developed areas in reaching peak carbon emissions“. Suzhou is an important industrial city in the Yangtze River Delta and has always been at the forefront of low-carbon development, accumulating a wealth of experience. In the 2014 Suzhou Low-Carbon Development Plan, it was proposed that Suzhou should peak CO2 emissions by 2020, reaching a peak value of about 172 million tonnes, then steadily decreasing after a short period of fluctuation 2020- 2025. It was also proposed that Suzhous carbon emission intensity in 2020 should fall by more than 50 from 2005 levels, and that per capita carbon emissions should reach a turning point in 2017 . Since 2014, Suzhou has carried out three rounds of emissions peak analysis, aiming to assess the current state of carbon emissions and the circumstances of a new stage of low-carbon development. These analyses also evaluated low-carbon measures and their effectiveness to ensure that Suzhou can reach its peak and explore pathways toward long-term deep decarbonization. Suzhou’s practices provide a valuable point of reference for other cities. ▪ The results of this study show that Suzhou will successfully achieve its carbon emissions peak in 2020 while also ensuring stable economic and social development. The total amount of CO2 emissions will reach approximately 163 million tonnes in 2020, after which it will enter a period of decline. Policy measures to ensure carbon emissions peak have focused on optimizing and adjusting industry structures and industrial systems. ▪ To achieve the goals a 1.5C target for increases in global temperatures as outlined in the Paris Agreement and the long- term vision of global net-zero emissions, after ensuring that peak carbon emissions are achieved, more measures can be adopted. These include the promotion of non-fossil fuel based transportation and power generation technologies, the promotion of advanced low-carbon technologies such as integrated gasification combined cycle power generation systems IGCC and carbon dioxide capture and storage CCS in energy-intensive industries like power, steel, cement and chemicals, the relocation and renovation of large-scale iron, steel and chemical facilities as well as replacement of power generation units. These more radical measures could reduce Suzhou’s CO2 emissions to around 34 million tonnes by 2050, with per capita carbon emission of 2.8 tonnes and per unit GDP carbon emission of 0.05 tonnes/10,000 RMB. ▪ Suzhou has carried out three carbon emissions peak studies. In this study, total carbon emissions for 2030 were significantly lower than the two previous studies, indicating that continued economic and social development along with continued efforts in promoting low-carbon development can effect a change in future carbon emissions. This shows just how important continued review and improvement of low carbon work can be. This study was conducted between 2018 and 2019 and does not reflect the impact that the Covid-19 pandemic has had on achieving peak levels. Constant changes in external factors once again proves that low-carbon efforts should continually be adjusted according to the changes in the potential for emissions reduction in order to ensure that maximum effectiveness of the work being done. XII WRI.org.cn Background Net-zero greenhouse gas emissions is essential in combating climate change. The Paris Agreement’s central goal is to strengthen the global response to the threat of climate change by keeping the increase in global temperatures this century well below 2C above pre-industrial levels and to pursue efforts to limit a further temperature increase to 1.5C. To achieve this goal, all countries must achieve a balance between anthropogenic emissions by sources and removals by sinks in the second half of this century --”net-zero emissions”. The Secretariat of the United Nations Framework Convention on Climate Change requires parties to submit their long-term strategies LTS by 2020. Currently, 17 countries or regions have submitted 2050 long-term strategies to the Secretariat. In addition, many foreign cities have developed “net- zero” or “carbon neutral” goals and action plans. Suzhou is a pioneer in low carbon development. In the “Work Plan for Controlling Greenhouse Gas Emission during the 13th Five-Year Plan Period”, China proposed “first supporting developed areas in reaching peak carbon emissions”. Suzhou is an important industrial city in the Yangtze River Delta and has always been at the forefront of low-carbon development, accumulating a wealth of experience. Energy efficiency in Suzhou has continually improved, but energy-intensive industries accounted for a relatively high proportion of energy consumption and fossil fuels such as coal still dominate. In 2017, energy consumption per unit of GDP was about 0.4tce/10,000 RMB, 4.7 lower than 2016, and 7 lower than 2015. Energy consumption of six energy intensive industries including power generation, steel, textiles, paper making, chemicals and construction materials, account for about 82 of total energy consumption, while output values account for less than a quarter. Coal remains the main energy source, accounting for 59 of total energy consumption, and the proportion of oil and gas in total energy consumption is increasing. Growth of carbon emissions has slowed in recent years. The annual average growth rate for total carbon emissions in Suzhou was about 9 during the 11 th Five-Year Plan . This was brought down to 2 during the 12 th Five-Year Plan and became negative during the first two years of the 13 th Five Year Plan as shown in Figure ES-1. Figure ES-1 | Suzhou’s Carbon Emissions and Change 2005-2017 Total emissions Emission change GDP change 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 100 5 120 10 140 15 180 25 160 20 80 0 20 40 60 -5 0 -10 Million tonnes of CO 2苏州市碳排放达峰路径优化与2050长期愿景 XIII Figure ES-2 | Trends for Three Major Indicators in Suzhou under the Peaking Scenario Per capita emissions Total emissions Carbon intensity 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 5 1.0 10 1.2 15 1.4 20 1.8 1.6 0.8 0.4 0.2 0.6 0 0 CO 2 emissions per capita tonne CO 2 emissions 100 million tonnes / CO 2 intensity tonne/10,000 RMB Key findings This study uses 2017 as the base year, first focusing on a sprint period between 2018 and 2020 during which the carbon emissions peak should occur. Here, we analyze emissions reduction measures advised for departments and sectors and formulate low-carbon plans to ensure a smooth process for achieving the emission peak. We also look at Suzhou’s development goals including the relocation and reform of major projects, the vision for “net-zero” emissions as proposed by the international community, the replacement of traditional energy sources with clean energy as proposed by domestic and foreign research and the promotion of advanced low-carbon technologies like CSS in order to provide forecasts for Suzhou’s mid- and long-term carbon emissions pathway from 2021 to 2050, assess the stability of maintaining peak emissions and long-term emissions trends as well as the possibi