林伯強(廈門大學中國能源政策研究院院長)
中國明確力爭在2030年前碳達峰,努力在2060年前實現碳中和,“十四五”規(guī)劃需要將目標具體傳導和落實。截至2020年,中國常住人口城鎮(zhèn)化率達到63.89 %,并且仍在不斷上升。城市的經濟產出占比較高,同時也是高排放經濟部門高度密集的區(qū)域。城市層面的碳中和毫無疑問對全國層面的碳中和至關重要,國家的碳中和目標需要落實到城市當中去。據聯(lián)合國統(tǒng)計,截至2019年9月,全球共有102個城市承諾將在2050年實現碳中和。目前,中國一些城市和地區(qū)也正在積極研究和探索城市碳中和實施方案以達成城市凈零排放的目標。其中,通過產業(yè)集群的投資、建設和脫碳或將是實現城市層面碳中和目標的重要路徑。
什么是產業(yè)集群?通常來說,產業(yè)集群的所在地及其周邊存在著規(guī)?;哪茉葱枨?,且多個行業(yè)中的多個主要產業(yè)實體在相近的地理位置集聚,以方便實現實體間的跨行業(yè)分工協(xié)作,以及能源解決方案的大規(guī)模部署?,F有兩種主要的產業(yè)集群類型,分別是跨部門產業(yè)集聚和特定部門產業(yè)集聚??绮块T產業(yè)集聚是指多個部門在特定地理位置的集聚,例如中國的蘇州工業(yè)園區(qū),涵蓋了包括電子、醫(yī)療、信息化、新能源等16個行業(yè)的企業(yè)。特定部門產業(yè)集聚是指某個特定部門所屬的不同公司實體在特定地理位置的聚集,例如美國加州中央谷食品加工園區(qū),聚集了多個與食品加工相關的公司。產業(yè)集群的成功源于群內公司實體追求規(guī)模經濟和利益最大化。首先,群內公司的分工協(xié)作提高了公司的全要素生產率。其次,產業(yè)集聚降低了群內公司的經營成本,例如地理位置的相近直接降低了運輸成本。此外,創(chuàng)新需要多個行為主體相互作用,產業(yè)集聚可以通過人們近距離的相互溝通促進知識的快速流通,以達到刺激創(chuàng)新的目的。最后,群內公司相互支撐所帶來的競爭力的提高會對群外公司產生影響。
然而,在產業(yè)集群快速發(fā)展的同時也面臨著資源集約使用和環(huán)境保護等約束,這些約束不僅削弱了產業(yè)集聚效應,也會增加產業(yè)集群的成本。為了未來產業(yè)集群的可持續(xù)發(fā)展,產業(yè)集群脫碳勢在必行。
為什么能夠通過產業(yè)集群加速實現城市碳中和?首先,全國碳排放主要來源于第二、三產業(yè)的能源消費,各種高排放部門在地理位置的產業(yè)集聚可以通過大規(guī)模部署、環(huán)環(huán)相扣的多元解決方案加速這些部門的脫碳。單一的能源解決方案成本較高,但是在產業(yè)集群內部署能源方案可以實現規(guī)模化以降低成本,同時也提高了能源的利用效率。其次,產業(yè)集聚更有利于通過在集群內回收和再利用廢棄的能源和材料,推動集群內的循環(huán)經濟。傳統(tǒng)產業(yè)通常采用一種“利用資源,生產產品,排放污染”的單向模式,特點是高生產,高消耗,高排放。產業(yè)集群則可以用更低的成本將生產的廢棄物實現群內的循環(huán)利用,例如在中國內蒙古和陜西地區(qū)的鋁化工產業(yè)集群,采用煤發(fā)電、用電煉鋁、以鋁帶電、以電促煤的循環(huán)發(fā)展模式。最后,產業(yè)集聚更有利于低碳技術的大規(guī)模布置和創(chuàng)新升級。當前中國低碳技術,例如碳捕捉利用與儲存(CCUS),在技術上可行,但是在經濟可行性上有待提升。產業(yè)集聚則可以通過大規(guī)模布置這些低碳技術,提高其經濟可行性,從而為這些低碳技術提供一個孵化的溫室。同時,產業(yè)集群作為提高區(qū)域創(chuàng)新能力的有效載體,有利于低碳技術未來的創(chuàng)新升級。
如何對產業(yè)集群進行脫碳?二氧化碳排放主要來源于能源的消費。一個可行的思路是針對同地產業(yè)集群,通過創(chuàng)建一個靈活、有彈性和可持續(xù)的綜合能源系統(tǒng),來幫助產業(yè)集群實現脫碳。該綜合能源系統(tǒng)不僅包括清潔電氣化、城市高效建筑和智慧能源基礎設施,也需要包含水、廢物和材料的循環(huán)經濟利用。
首先,需要提升綜合能源系統(tǒng)數字化水平,這是該系統(tǒng)運行的關鍵要素。數字化可以加強能源信息流在群內快速傳導,方便能源供應商實時了解能源供需情況,做好能源解決方案。其次,電力作為一種清潔化的能源,需要加強產業(yè)群內電氣化水平和可再生能源利用能力。具體而言,針對一些中低溫度和壓力的工業(yè)工藝直接電氣化,以提高群內電氣化水平。充分利用周圍生產成本較低的可再生能源電力和熱能,例如光伏屋頂、生物質發(fā)電和風力發(fā)電等,確保電力和熱量來源的綠色化。重視發(fā)展共享智慧基礎設施,例如微電網和儲能,以提高能源利用效率,實現電力的靈活調度。再次,重視發(fā)展氫能,將氫能作為無法實現電氣化的工業(yè)過程、建筑供暖和運輸的替代燃料。同時,氫能也可作為可再生能源的緩沖器,降低可再生能源電力供應的波動性,方便能源供應商跨部門調配和整合能源。需要注意的是,生產氫氣所需能源應盡可能利用最經濟的資源生產近零排放的氫氣(綠氫)。最后,在產業(yè)集聚群內大規(guī)模布局低碳技術(CCUS),將生產電力和氫氣過程中排放的二氧化碳進行捕捉,再將捕捉到的二氧化碳重新利用到工業(yè)生產過程當中去,實現產業(yè)集群內的循環(huán)經濟。