2020年 清华：典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告

典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告 2 目录 第一章 研究背景 ···································································································· 1 第二章 研究方法 ···································································································· 3 2.1 城市排放清单编制方法 ··················································································· 3 2.2 城市空气质量达标与碳排放达峰协同分析框架构建 ··············································· 6 第三章 郑州市实现“双达”路径分析 ······································································ 10 3.1 郑州市城市概况 ······························································································ 10 3.2 经济与能源发展预测 ························································································ 10 3.3 重点减排任务与措施 ························································································ 11 3.4 减排潜力分析 ································································································· 12 3.5 空气质量达标和碳达峰分析 ·············································································· 13 第四章 石家庄市实现“双达”路径分析 ······································································ 16 4.1 石家庄市城市概况 ··························································································· 16 4.2 经济与能源发展预测 ························································································ 16 4.3 重点减排任务与措施 ························································································ 17 4.4 减排潜力分析 ································································································· 18 4.5 空气质量达标和碳达峰分析 ·············································································· 20 第五章 湖州市实现“双达”路径分析 ········································································· 22 5.1 湖州市城市概况 ························································································· 22 5.2 经济与能源发展预测 ·················································································· 22 2017年1月25日 3 目 录 5.3 重点减排任务与措施 ·················································································· 23 5.4 减排潜力分析 ··························································································· 24 5.5 空气质量达标和碳达峰分析 ········································································· 25 第六章 结论 ···································································································· 28 6.1 “双达”路径协同分析方法总结 ·································································· 28 6.2 案例城市分析的结论与启示 ······································································ 29 参考文献 ·········································································································· 35 典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告 摘要 在经济发展和快速城市化背景下，我国面临着来自空气污染和气候变化问题的 双重挑战。城市是政策落地实施的基本单元，也是减排的关键区域。相比于空气质 量政策，低碳政策在城市一级的机制尚不完善，因此目前我国城市尺度协同减排主 要由空气质量目标驱动。我国已有部分城市开展了空气质量达标规划研究或低碳试 点工作，但开展空气质量达标和碳排放达峰协同“双达”研究的城市仍然很少。本 研究建立了基于统一源分类体系与源排放表征技术方法的城市尺度温室气体和大气 污染物排放的清单编制方法，并从清单出发构建了空气质量达标与碳排放达峰协同 分析框架。然后，以郑州、石家庄、湖州为典型案例，探讨了空气质量目标导向下 城市“双达”的路径和策略，为国家和地方机构改革背景下“双达”在城市层面的 实践提供研究参考和决策依据。 研究结果表明，为实现“双达”目标，除末端控制措施外，必须进行能源结构、 产业结构和运输结构的深度调整。空气质量政策下，工业部门（包括电力、热力生 产）是碳减排协同效益最大的部门，电力结构调整、落后产能淘汰和燃料清洁化替 代等政策具有协同效益，是各城市应当优先考虑的措施。城市民用和交通部门的未 来能源需求在较长一段时间内难以达峰，未来工业部门减排潜力将逐渐减小，城市 应当进一步关注产业结构转型，以及民用、交通部门能源需求总量控制和燃料结构 低碳化转型，否则仍然存在碳排放再度回弹的风险。外购电、机动车电动化等政策 是否存在协同减排效益很大程度上取决于电力结构，凸显了在终端电气化进程下电 力清洁生产的重要性。 本研究是探索城市“双达”路径的一次积极尝试，也总结了案例城市的减排经 验、给出了相应的政策建议。受限于案例城市的数量，一些问题的规律尚不明确， 有待于未来在更多的典型城市开展研究、进行深入讨论。 2017年1月25日 1 第一章 研究背景 第一章 研究背景 在经济发展和快速城市化背景下，我国面临着来自空气污染和气候变化问题的 双重挑战。近年来，以PM2.5为特征的大气复合污染给我国人民身体健康和社会经济 发展造成了不利影响。2013年9月，国务院发布实施《大气污染防治行动计划》，推 动我国大气污染防治进入新阶段。2018年，京津冀、长三角和珠三角三个重点区域 的PM2.5平均浓度分别比2013年下降了48%、39%和32%，成效显著。然而， 2018 年全国338个地级及以上城市中仅121个城市环境空气质量达标，总体空气污染形 势不容乐观。气候变化方面，作为负责任的大国，中国向《联合国气候变化框架公 约》提交《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》文件，确定了到2030年 的自主贡献目标，包括2030年左右二氧化碳排放达到峰值并争取尽早达峰、单位国 内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%。研究显示2017-2019年中国碳 排放出现反弹，终止了中国碳排放 2013-2016 年平稳下降的趋势[1]。未来一段时间 我国能源需求总量还会持续增长，能源转型面对着较大压力，实现我国2030年左右 碳排放达峰的目标仍面临着挑战。 我国以化石燃料为主的一次能源结构决定了我国温室气体和大气污染物排放具 有高度同源性。控制策略方面，常见的除末端控制外的大部分减排策略都能够同时 减排大气污染物与二氧化碳，如煤炭总量管控、节能改造和非化石能源替代等，其 本质是减少化石燃料尤其是煤炭的燃烧量。因此，现有的空气质量改善政策实际具 有碳协同减排效益。经过新一轮的机构改革，目前应对大气污染和气候变化职能均 隶属生态环境部管理，如何实现温室气体和大气污染物协同治理是管理部门面临的 新课题。城市是政策落地实施的基本单元，是我国未来实现空气质量目标和碳达峰 目标的关键区域。相比仍然主要停留在宏观层面的应对气候变化目标，城市空气质 量管理的体系更为完善、目标更为明确。《大气污染防治法》明确要求空气质量未达 标城市应当依法编制大气环境质量限期达标规划。目前还有2/3的城市空气质量未达 标，2030年前我国城市减排路径仍将以空气质量目标为主导。目前，广州、大连、 典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告 2 成都等部分城市已经开展空气质量达标规划研究，北京、武汉等城市提出了碳排放 达峰目标，但开展空气质量达标和碳排放达峰协同“双达”研究的城市仍然很少。 我国城市发展水平不一、经济结构差异较大，呈现出多元化的特点。如何根据城市 特点制订协同减排路径，对未来实现协同减排具有关键意义。 本研究的主要目标包括： （1）建立基于统一源分类体系与源排放表征技术方法的城市尺度温室气体和大 气污染物排放的清单编制方法； （2）建立经济-能源-排放耦合动态响应分析方法以及城市空气质量达标与碳排放 达峰协同分析框架； （3）以郑州、石家庄和湖州为典型案例城市，进行能源、经济发展预测，制定 符合其城市发展的城市协同“双达”路径，综合评估产业、能源、交通、用地结构 调整各措施带来的减排效益。 （4）基于典型城市的实践案例，探讨空气质量目标导向下城市“双达”的路径 和策略，为国家和地方机构改革背景下“双达”在城市层面的实践提供研究参考和 决策依据。 2017年1月25日 3 第二章 研究方法 第二章 研究方法 2.1 城市排放清单编制方法 建立统一的城市尺度温室气体和大气污染物排放清单是探索城市协同减排路径 的基础。以往城市尺度温室气体和大气污染物排放清单编制工作分开进行，存在数 据核算边界不同、口径不一、部门分类不同等问题，不利于识别重点减排领域以及 评估协同减排潜力。为此，本研究建立了基于统一源分类体系与源排放表征技术方 法的城市尺度温室气体和大气污染物排放的清单编制方法。 建立城市尺度温室气体和大气污染物排放清单首先应当明确城市排放源的构成， 然后通过调查收集活动水平、排放系数、技术分布和末端控制等相关数据信息，最 终计算得到排放量。本研究中介绍的城市尺度温室气体和大气污染物排放清单涵盖 了城市管辖的地理范围内的所有排放源，包含SO2、NOx、VOC、CO、NH3、PM2.5、 BC、OC 等气态和颗粒态污染物，以及最重要的温室气体 CO2。从空气质量达标的 角度来看，只需考虑城市边界内一次能源消费和工业过程产生的大气污染物排放， 不考虑二次能源如电力、热力消耗以及产品上游产生的排放。大气污染物排放量采 用下式计算： =∑ ∑ ∑ ∑ ,, ,,, ,,,, ,,,, （1− ） 其中，i代表城市；j代表排放部门/行业；k代表燃料/产品；m代表燃烧/工艺 技术；n 代表末端控制技术；A 代表活动水平，如燃料消耗量或产品产量；X 代表 某项燃烧/工艺活动水平占总活动水平比例；EFRAW代表未经末端控制技术处理的排 放系数；C 代表某项末端控制技术渗透率；ƞ代表某项末端控制技术对污染物的去 除效率。 二氧化碳排放量的计算公式较为类似，但由于碳捕集技术等末端控制措施还未 普及，一般可不考虑，采用下式计算： =∑ ∑ ∑ ∑ ,, ,,, ,,, 典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告 4 参数意义同上。 从以上计算公式可以看出，建立城市尺度温室气体和大气污染物排放清单首先 应当明确城市排放源的构成，然后通过调查收集活动水平、排放系数、技术分布和 末端控制等相关数据信息，最终计算得到排放量。 准确识别排放源是清单编制的首要环节，也是确定排放量计算方法、收集活 动水平和排放系数的根本依据。本研究中的源分类参照《城市大气污染物排放清 单编制技术手册》[2]，将我国人为大气污染源分为化石燃料固定燃烧源、工艺过 程源、移动源、溶剂使用源、农业源、扬尘源、生物质燃烧源、储存运输、废弃 物处理源和其它排放源十大类。编制城市大气污染物和温室气体排放清单应首先 针对清单编制区域内排放源进行摸底调查，根据当地行业和燃料/产品特点在源分 类分级体系中选取合适的第一、二级排放源类型，确定活动水平数据调查和收集 对象。在数据调查和收集阶段应当涵盖排放源第三、四级分类涉及的所有燃烧/工 艺技术和污染物末端控制技术，在数据整理过程中根据当地排放源特点确定源清 单覆盖的第三、四级分类。根据本地排放源体系和数据调查情况，基于第一级排 放源分类确定合适的清单编制方法和流程，根据第二到四级排放源分类确定计算 参数获取途径和来源。 针对污染物产生机理和排放特征的差异，按照部门/行业、燃料/产品、燃烧/工艺 技术以及末端控制技术可将每类排放源分为四级，自第一级至第四级逐级建立完整 的排放源分类分级体系。第三级排放源重点识别排放量大、受燃烧/工艺技术影响显 著的重点排放源。对于排放量受燃烧/工艺技术影响不大的燃料和产品，第三级层面 不再细分，在第二级下直接建立第四级分类。 以固定燃烧源为例，四级结构示意图如图2-1所示，其中第四级为除尘技术。 2017年1月25日 5 第二章 研究方法 图2-1 固定燃烧源四级结构示意图 针对火电、钢铁、水泥、玻璃等高耗能、高污染的重点工业行业，可基于设备 和工序建立排放表征模型。对于其它工业行业，针对化石燃料固定燃烧源、工艺过 程源和溶剂使用源排放特征差异，分别建立基于设备和技术的排放表征方法。图2-2 以水泥行业为例展示了本研究建立的基于产品-生产工艺-控制技术的动态排放表征 模型。我国现有的水泥生产工艺技术包含立窑、回转窑、新型干法窑，不同的生产 工艺体现了不同的排放水平，水泥行业主要产生的污染物为颗粒物和氮氧化物，因 此污染物控制技术包含除尘措施和脱硝措施两类，除尘措施包含旋风除尘、湿法除 尘、静电除尘及布袋除尘等，脱硝措施包含低氮燃烧器、SNCR及SCR等，不同的 控制技术的去除效率不同。 图2-2 动态排放表征模型（以水泥行业为例） 典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告 6 确定城市本地排放源构成后即可开始收集活动水平、排放系数、技术分布和末 端控制等相关数据信息。收集活动水平数据时，针对第四级排放源逐一制订活动水 平调查方案，建立活动水平调查清单，确定调查流程，明确数据获取途径。数据调 查收集过程可与现有数据统计体系结合，从环境统计、污染源普查和排污申报等数 据库中获取相关信息。活动水平调查时尽可能收集与基准年份对应的数据。基准年 份数据缺失的，可采用相邻年份数据，并根据社会经济发展状况进行调整。如果城 市有完整的能源平衡表和工业产品产量则应作为对应年份城市排放源活动水平的总 约束，对于存在差异的排放源应分析核对并进行适当调整。 污染物的排放系数获取方法一般包括实测法、物料衡算法和文献调研法。应优 先采用实测法，如条件不允许可选用物料衡算法和文献调研法，各城市可根据自身 实际工作基础选用合适的排放系数获取方法。实测法是指对污染源开展测试，获取 实际工况条件下的排放系数，有条件的城市可针对当地重点排放源开展实际测试， 国控重点源可根据在线监测浓度计算排放系数。物料衡算法是指通过对输入和输出 物质详细分析确定产生系数，再结合污染控制设备或措施的去除效率获取排放系数， 大型和中型燃煤设备的二氧化硫和颗粒物排放系数可采取物料衡算法估算。文献调 研法是指通过从科技文献、排放系数数据库等资料中收集整理相近燃料/产品、工艺 技术、污染控制技术的排放测试结果，获取对应排放系数的方法。 CO2 的排放系数获取主要来自研究测试、企业生产检测以及国际或国家推荐 数据。一般可采用国家推荐数据（如《中国温室气体清单研究》、《2005年中国温 室气体清单研究》、《省级温室气体编制指南》、《中国城市温室气体清单编制指南》 等），如果城市的生产工艺、生产技术水平或者燃料类别和国家平均水平显著不同， 则应自行开展排放系数研究，根据实测的燃料含碳量、低位发热值和氧化率计算 排放系数。 2.2 城市空气质量达标与碳排放达峰协同分析框架构建 本研究基于城市大气污染物和温室气体排放清单搭建了城市空气质量达标与碳 排放达峰协同分析框架，见图2-3。该分析框架分为城市空气质量达标路径分析和城 2017年1月25日 7 第二章 研究方法 市碳排放达峰路径分析两个部分。首先，以城市空气质量为目标导向，基于未来社 会经济参数和空气质量目标下的相关政策获取未来的能源需求情景；然后，分别计 算城市各部门二氧化碳和大气污染物的排放量，进一步进行空气质量达标和碳达峰 路径分析。通过对比基准情景和政策情景，可分析不同能源政策、产业结构以及技 术应用对温室气体和大气污染排放的影响。 图2-3 城市空气质量达标与碳排放达峰协同分析框架 城市空气质量达标路径分析技术方法见图2-4。首先通过收集和分析城市空气质 量和污染源情况，进行问题及成因分析，并根据社会经济与能源发展预测及空气质 量改善达标要求确定城市空气达标期限与阶段目标；其次进行空气质量达标关键问 题识别，主要进行区域传输规律、关键污染因子、重点行业企业及空间敏感性识别。 再次，从产业、能源、交通、用地结构制定可行的污染控制方案，并评估各项措施 可能带来的污染物减排量。最后利用 WRF-CMAQ 空气质量模型，模拟可实现的空 气质量改善效果。若可达到城市空气质量目标，则此方案为城市最优空气质量改善 行动方案；若未达标，则继续调整管控情景，最终得到最优的达标情景。 典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告 8 图2-4 城市空气质量达标技术路线 城市碳达峰路径分析方法基于LEAP（Long range Energy Alternatives Planning， 长期能源替代规划系统）搭建，技术路线见图2-5。LEAP是一个自下而上的能源模 型，有较为灵活的数据结构，内置了多种技术和末端使用细节，为参数设置提供了 大量的选择，被广泛用于城市中长期能源供需和碳排放预测。碳达峰路径分析的基 准年和城市空气质量规划保持一致，为 2017 年。三个案例城市的预测年份为 2017-2035年。模型使用的主要数据来源包括三个城市的官方统计年鉴、环境统计数 据以及调研数据。输入基准年数据后，首先需要运行模型并进行参数校准，直到模 2017年1月25日 9 第二章 研究方法 型能较为准确地反映城市能源消耗和碳排放情况。在讨论城市碳达峰的时候，为鼓 励城市节能节电、减少间接碳排放，可在2.1节中介绍的城市直接碳排放基础上进一 步考虑外购电力产生的间接碳排放，使用购电量乘以区域排放因子进行计算。 LEAP计算获得的碳排放是从终端角度出发的，例如民用部门使用的电力产生的 碳排放会被归于电力生产部门。为更直观地反映各部门的贡献，本研究在对案例城 市进行碳排放分析时进行了再分配，计算公式如下： =( , + , ) , , = , × 其中，i代表部门，j代表一次能源，如煤炭、天然气等；k代表二次能源，主要 是电力和热力。 , 代表终端直接排放。 , 代表间接排放， Demand指能源需求，ProEmis指生产该燃料的加工转换模块产生的总排放。 本研究设置了基准情景（BAU）和空气质量达标情景（AQP）。两个情景的未来 宏观社会经济参数（人口、GDP等）设置和空气质量达标路径分析中一致，区别在 于BAU不再考虑新的空气质量政策，而AQP则参数化了空气质量达标规划中能够 产生碳减排协同效益的相关政策和措施，用于预测未来空气质量目标下的碳达峰情 况。通过对比两个情景，可进一步分析空气质量政策下各个部门的碳减排贡献。 图2-5 城市碳达峰分析技术路线图 典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告 10 第三章 郑州市实现“双达”路径分析 3.1 郑州市城市概况 郑州市为快速发展的工业城市代表，为河南省省会，居河南省中部偏北，市辖6 区5市1县，全市总面积7446平方公里，2017年全市年末总人口988.1万人，城镇 化率72.2%。2017年郑州市一、二、三产比例为1.5:43.9:54.7，煤炭消费量占能源消 费总量63.2%，机动车保有量已突破400万辆，在全国排名第七。郑州2017年共排 放2.5万吨SO2、12.7万吨NOX、17.4万吨VOCs、3.0万吨NH3、19.1万吨PM10、 6.3万吨PM2.5和7256万吨CO2。 郑州市2017年PM2.5年均浓度为66μg/m 3 ，超过国家二级标准限值88.6%；PM10 年均浓度为118μg/m 3 ，超过国家二级标准限值68.6%；NO2年均浓度为54μg/m 3 ，超 过国家二级标准限值35.0%。O3日最大8小时值第90百分位浓度为199μg/m 3 ，超过 国家二级标准限值24.3%。考虑郑州市的空气质量现状，可采取的行动措施及郑州市 相关城市规划，制定郑州市空气质量达标目标：到 2028 年，PM2.5达到国家环境空 气质量二级标准35μg/m 3 。 3.2 经济与能源发展预测 依据《郑州建设国家中心城市行动纲要（2017-2035年）》，郑州市已开启全面建 设国家中心城市新征程，在2020-2035年期间，目标建设成为国家中心城市，基于国 家全面开放二胎政策等人口政策，结合实际人口增长数据，预测到2028年，郑州市 城镇人口为1043.2万，城镇化率达到82.7%。按2016-2020，2021-2025，2026-2028 年中国国内生产总值年均增速分别为6.8%，5.5%和4.5%，结合郑州市历年生产总值 年增长率，预测到2028年郑州市生产总值为2.2万亿元。根据弹性系数法，郑州市 “十二五”、“十三五”以及2021-2028年的弹性系数分别分0.33、0.31和0.21，预测 郑州市2028年能源消费量为4053.6万吨标准煤。 2017年1月25日 11 第三章 郑州市实现“双达”路径分析 3.3 重点减排任务与措施 加快调整能源结构，建设清洁低碳能源体系。郑州市煤炭消费总量目标为到2028 年煤炭消费占一次能源消费比重降到 40%以下。煤炭消费量主要通过有序控制电厂 用煤、削减非电用煤及提高清洁能源利用水平实现。削减电厂用煤量主要措施为主 城区煤电机组清零、全部关停30万千瓦等级及以下燃煤机组及提高供电煤耗。削减 的煤电及新增用电主要依靠加大可再生能源比重及外购绿电替代。削减非电用煤量 包括民用煤和工业企业用煤，民用采暖用煤主要通过大力发展热电联产集中供热工 程、推进可再生能源供暖工程及加强农村清洁能源取暖实现，农村清洁取暖率达到 100%。工业企业用煤主要通过煤改清洁能源和提高工业企业能源效率实现，到2028 年全市单位生产总值能源消耗较2017年下降35%。同时，需扩大绿色建筑规模，发 展超低能耗或近零能耗建筑建设。 调整优化产业结构，构建绿色低碳产业体系。源头上严格环境准入标准，严控 “两高”行业产能、严格控制燃煤项目、加严涉VOCs项目建设等措施严禁高污染高 耗能企业进入。同时，控制落后、低效、过剩产能，加大全市水泥、棕刚玉、石灰、 石材、氯化石蜡、铸造、磨料磨具、电解铝、耐火材料、砖瓦等行业产能淘汰力度， 进行行业整体提升，同时防止“散乱污”企业死灰复燃，并发展节能环保绿色低碳 产业。同时，对保留的钢铁、水泥、有色金属、耐材、陶瓷等非电行业进行提标改 造，同时进行工业炉窑专项整治、挥发性有机物专项整治。到2028年，全市重点行 业企业可以实现有组织、无组织及物料运输体系全流程超低排放。 积极调整运输结构，完善绿色低碳交通体系。大幅提高铁路货运比例、大力发 展多式联运和建设城市绿色物流体系等，到2028年铁路货运量占比达到35%。同时， 开展城市生产生活物资公铁接驳配送试点，构建“外集内配、绿色联运”的公铁联 运城市配送新体系。完善绿色交通体系，到2028年公共交通机动化分担率达到73% 以上，并在集中办公或商贸区域研究规划“零排放行驶区域”，同时制定完成郑州市 燃油机动车保有量控制计划及实施方案，逐年提高新能源小客车购置比例，到2020 年，郑州市城市建成区公交车、出租车、市政环卫、轻型物流配送车等领域全部实 典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告 12 现电动化；到2028年，新能源小客车购置比例达到80%以上。到2025年，淘汰全 部国三及以下营运柴油车。 优化调整用地结构，推进面源污染治理。加强施工扬尘管理、强化道路扬尘管 理及实施堆场扬尘治理等方面来进行，主要为全面落实“八个百分百”、可机械化清 扫路面基本全部实现机械化清扫，机扫路面每平米浮土达到 3 克以下，重点区域的 煤场、料场、渣场实现在线监控和视频监控100%覆盖。对于农业面源污染，建立和 完善秸秆收储体系，促进秸秆资源化利用；加大畜禽粪污资源化利用，到 2028 年， 畜禽粪污基本全部实现生态消纳或达标排放；大力推进种植业肥药减量增效，实现 化肥、农药使用量负增长，到2028年，化肥利用率达到50%以上。同时，调整用地 结构还需实施绿色碳汇工程，通过规划建绿、拆违建绿、见缝插绿、留白增绿，大 幅增加城市绿地面积。到2028年，城市建成区绿地（含立体绿化、屋顶绿化）率达 到40.0%。 3.4 减排潜力分析 以郑州市2017年大气污染源排放清单为基础，根据郑州市在能源、产业、交通 及用地结构的调整规划，本研究预测了到2028年郑州市新增机动车和天然气的排放 增量，并进行了减排措施评估。到2028年，郑州市SO2、NOX、VOCS、NH3和一次 PM2.5排放总量将分别较2017年下降74.5%、70.4%、56.4%、43.2%和65.7%。通过 对比各类措施发现，对 SO2减排贡献最高的措施是工业提标改造，约占减排总量的 38.5%，对NOX减排贡献最高的措施是移动源污染防治，约占减排总量的52.9%，对 VOCs，减排贡献最高的措施是挥发性有机物治理，约占减排总量的33.5%，对NH3 减排贡献最高的是农业面源治理，约占减排总量的86.5%，对PM2.5减排贡献最高的 措施是扬尘综合整治，约占减排总量的41.1%，对CO2减排贡献最高的措施是电力 结构调整及深度治理，约占减排总量的55.4%。 2017年1月25日 13 第三章 郑州市实现“双达”路径分析 图3-1 主要措施对污染物和CO 2 减排的贡献评估 3.5 空气质量达标和碳达峰分析 基于污染物削减比例，本研究建立了 2028年郑州市排放清单，并利用空气质 量模型开展模拟，通过综合考虑郑州市本地减排和周边区域减排的影响，对 2028 年郑州市主要大气污染物模拟年均浓度开展分析。通过模拟结果可知，污染控制措 施实施后，到2028年，郑州市PM2.5浓度相比2017年下降49.5%（32.7μg/m 3 ），达 到33.3μg/m 3 左右。 基于LEAP模型模拟得到的郑州市碳排放量见图3-2。BAU情景下，由于各部 典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告 14 门的能源结构和能源强度未来没有大的改善，此后随着经济发展、能源需求量的提 升，碳排放量将持续快速增长。AQP情景，即郑州市空气质量在2028年达标的情景 下，郑州市碳排放峰值可在2025年达到峰值（7970万吨）后平缓下降。相较BAU， AQP情景下2020年、2025年和2030年的碳排放分别减少了332万吨、978万吨和 1701万吨。 图3-2 郑州市长期碳排放量预测情景 AQP情景下分部门的碳排放情况见图3-3。工业部门碳排放自2017年起大幅下 降，工业部门碳减排的驱动力分为两个方面：一是终端工业用能需求的整体下降， 主要由水泥、有色金属行业等高耗能行业的淘汰低效、过剩、落后产能和单位产品/ 增加值能耗下降主导；二是发电结构清洁化，到2035年郑州市煤电发电占比将下降 至 50%，带来显著的碳减排效益。对于民用部门和公共建筑部门，主要通过推进电 气化来减少建筑部门的污染物排放，同时考虑建筑节能改造和家电节能技术进步， 然而，随着人民生活水平的提高、第三产业的快速发展，总体来看建筑部门能耗需 求仍将增长，2035年碳排放无法达峰。对于交通部门，郑州市未来将调整运输结构， 在货运、公共车辆中大力推行新能源汽车，但随着机动车保有量的增长，郑州市交 通部门的总体能源需求量和碳排放量仍将上升。 2017年1月25日 15 第三章 郑州市实现“双达”路径分析 图3-3 郑州市空气质量达标情景下的分部门碳排放 典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告 16 第四章 石家庄市实现“双达”路径分析 4.1 石家庄市城市概况 石家庄市为煤炭消费型城市代表，为河北省省会，地处河北省中南部，东与衡 水接壤，南与邢台毗连，西与山西为邻，北与保定为界，市辖区总面积 15848 平方 公里，2017年全市年末常住人口1088.0万人，常住人口城镇化率为61.6%。2017年 石家庄市一、二、三产比例为：7.4:45.1:47.5，煤炭消费量占能源消费总量69%，，汽 车保有量达到256万辆，在全国城市中位列第13。石家庄2017年共排放大气污染物 SO2、NOx、VOCs、NH3、PM10、PM2.5和CO2的排放量分别为6.7万吨、13.4万吨、 12.3万吨、13.1万吨、17.7万吨、8.4万吨和9745万吨。 石家庄市2017年PM2.5年均浓度为86μg/m 3 ，超过国家二级标准限值145.7%； PM10年均浓度为158μg/m 3 ，超过国家二级标准限值125.7%；NO2年均浓度为54μg/m 3 ， 超过国家二级标准限值35.0%；O3日最大8小时值第90百分位浓度为201μg/m 3 ，超 过国家二级标准限值24.3%。考虑石家庄市的空气质量现状，可采取的行动措施及石 家庄市相关城市规划，制定石家庄市空气质量达标目标：到 2033 年，PM2.5达到国 家环境空气质量二级标准35μg/m 3 。 4.2 经济与能源发展预测 依据《石家庄市城市总体规划》（2018-2035），基于CPPS模型，石家庄2033年 为1201万人，城镇化率达到77%。结合石家庄市统计年鉴中2008-2017年生产总值 年增长率，采用弹性系数法，预测到2033年石家庄市生产总值为1.2万亿元。在河 北省统计局官方网站获取到石家庄市2005-2017年的历年单位GDP能耗数据，根据 单位GDP能耗法，预测2033年石家庄市万元GDP能耗为0.42吨标准煤，能源消费 总量在5095.3万吨标准煤左右。 2017年1月25日 17 第四章 石家庄市实现“双达”路径分析 4.3 重点减排任务与措施 加快调整能源结构，建设清洁低碳能源体系。煤炭消费总量控制措施主要为有 序控制电厂用煤、削减非电用煤、严格进行高污染燃料禁燃区管理，通过综合减煤 措施，到2033年，煤炭消费占一次能源消费比重降到45%以下。构建清洁低碳取暖 体系主要措施为扩大集中供热覆盖范围、加快清洁能源供热热源建设及加强农村清 洁能源供暖，2020年，全市平原农村地区分散燃煤基本“清零”，到2033年全市县 级以上建成区全部实现集中供热和清洁能源供热。推进可再生能源利用主要措施是 积极开展地热、风电、光伏和生物质能源利用项目建设，鼓励发展县域生物质热电 联产、生物质成型燃料锅炉及规模化生物质天然气。到2033年，非化石能源占能源 消费总量比重达到 18%以上。提高能源利用效率主要措施为实施能源消耗总量和强 度双控行动、加强重点能耗行业节能。 调整优化产业结构，构建绿色低碳产业体系。石家庄市工业门类较为齐全，但 产业结构较粗放，行业过剩产能严重，传统产业与高新技术产业发展不相称。对比 周边省会城市或直辖市，石家庄的单位国民生产总值排放强度最高，因此一方面， 需要通过严控“两高”行业产能、搬迁升级项目严格管理、严格控制新增燃煤项目 建设、加严涉 VOCs 项目建设等措施严格环境准入，另一方面需要重点推进钢铁、 水泥、焦化、火电、铸造（精密铸造除外）、有色、炭素、钙镁、煤化工、陶瓷、砖 瓦等行业压减低效过剩产能，优化产业结构。同时，对钢铁、焦化、水泥、玻璃、 耐材、陶瓷等非电行业进行提标改造，对工业炉窑、挥发性有机物进行专项整治， 并同时推进园区综合治理，到2033年，全市重点行业企业可以实现有组织、无组织 及物料体系全流程超低排放。 积极调整运输结构，完善绿色低碳交通体系。通过鼓励钢铁、电力等重点企业 和大型专业化物流园区、交易集散地新建或改扩建铁路专线，到 2033年，钢铁、 电力等重点企业铁路专用线运输比例达到80%以上。优化调整地铁进出站口及公交 站点布置，实现公共交通“无缝衔接”，到2033年公共交通机动化分担率达到70% 以上，并在集中办公或商贸区域研究规划“零排放行驶区域”。积极推广新能源车， 到 2033年，全市公交、环卫、邮政、出租、通勤、轻型物流配送全部更换为新能 典型城市空气质量达标及碳排放达峰路径研究报告 18 源车。由