2035美丽黄河一黄河流域绿色低碳转型目标下的水能源粮食生态系统 (WEFE) 纽带关系协同管理

2035美丽黄河 黄河流域 绿色低碳转型目标下的 水-能源-粮食-生态系统 （WEFE）纽带关系协同管理 目录 摘要01 2 1WEFE纽带关系的重要性02 黄河流域WEFE的时空格局06 2.1严重资源型缺水07 2.2重要的能源基地08 2.3中国重要的粮仓10 指导委员会：高世楫何建坤韩文科 江亿 李善同 3 WEFE与安全保障3.1WEFE与水安全 14 16 王金南王毅薛澜 周大地 张建宇 3.2WEFE与能源安全 18 3.3WEFE与粮食安全 20 执行团队：姜鲁光刘汝亮姚霖秦天玲高霁裘盈 黄少中甘奕维 王永生赵贝 4 3.4WEFE与生态安全绿色低碳发展目标下的WEFE政策协同和权衡4.1WEFE政策目标梳理与交叉影响分析 24 26 27 薛珂洋孙嘉宝彭昀玥 4.2妥善处理与其他部门的协同和权衡作用有利于促进能源系统绿色低碳转型 33 4.3开源节流与统筹调度推动水资源管理向绿色低碳转型 37 合作单位： 4.4提升农业生产效率和农田生态系统固碳能力可以有效助力粮食系统的绿色低碳转型 39 国家能源局西北监管局 4.5生态碳汇在绿色低碳转型中的潜力巨大 41 2.4脆弱的多样生态系统12 中国能源研究会碳中和产业合作中心中国水利水电科学研究院 中国科学院地理科学与资源研究所 宁夏农林科学院农业资源与环境研究所中国能源模型论坛 EDF环保协会北京代表处 如何加强WEFE协同治理44 5 5.1促进政策协同的方法45 5.2加强纽带关系协同管理的重要政策建议49 参考文献52 摘要 黄河流域的资源禀赋和发展状况决定了黄河流域是水-能源-粮食-生态系统矛盾突出且集中的典型区域。保障黄河流域的水安全、能源安全、粮食安全和生态安全，不仅是对黄河流域的高质量发展，甚至对实现中国社会经济发展远景目标都至关重要。在应对气候变化的背景下，为了实现绿色低碳发展的目标，黄河流域的水-能源-粮食-生态系统纽带关系（WEFENexus）面临着新的机遇和挑战。对于加速黄河流域的绿色低碳转型、帮助其持续承担能源基地和粮食基地的重要角色来说，加强纽带关系的系统性管理、各部门政策的一致性、充分发挥政策的协同效应都是十分关键。黄河流域纽带关系的协同管理也将为全球综合应对气候、能源、粮食与自然生态系统等多个议题提供中国智慧。 本报告梳理了黄河流域水-能源-粮食-生态系统纽带关系，以及现行关系下的政策目标，发现了这些政策目标之间的协同关系多于权衡关系。由此可见，这四大系统之间政策目标的实现有着协同增效的坚实基础。因此，水安全、能源安全、粮食安全和生态安全的协同具备巨大的潜力，而如何规避黄河流域绿色低碳转型目标下各系统间的权衡关系是纽带优化的重点和难点。 能源系统的绿色低碳转型是黄河流域绿色低碳发展的重中之重。能源系统的政策目标与其他政策目标之间存在许多协同和权衡作用。其中，煤炭的开采利用不利于水资源的节约集约和清洁利用，还会给生态系统带来一系列的负担。相较于煤炭的开采利用，可再生能源的发展对水系统和生态系统更加友好，但也可能因为选址和运营不当而对水系统和生态系统造成一定的负面影响。此外，能源、生态和粮食系统在用地上的矛盾也较为明显。 水资源不仅是纽带关系中的灵魂，也是黄河流域最突出的矛盾点。黄河流域把水资源作为最大的刚性约束，大力推进水资源的集约节约利用，有利于水系统的碳减排。但是，水资源的开采、运输、处理和再利用过程中的碳减排空间还未受到足够的关注。一方面，在现有水系统的政策目标中，优化水资源配置、提高水资源配置与利用效率有利于减少供水过程中的能源消耗，进而促进水系统的碳减排。另一方面，增加非常规的水源利用可能会导致水系统的用能增加，加大水系统低碳转型的难度。因此，需要额外关注水和能的纽带关系，大力发展低碳水处理技术，降低取水、水处理、水运输和污水废水处理中的碳排放，全面推进水系统的低碳转型。 由于粮食系统极易受到气候变化的影响，COP27发起了促进粮食与农业可持续发展转型的倡议（FoodandAgricultureforSustainableTransformationInitiative–FAST）。全球粮食系统产生的温室气体排放量约占全部温室气体排放量的30%，其低碳化发展目标的实现迫在眉睫。现有的粮食系统政策目标的重心是保障粮食安全，与粮食系统的低碳化发展最为相关的仅有提升农业生产效率和增强农业的固碳能力，而这两个政策目标与其他系统之间均为协同关系。由此可见，充分发挥水系统和生态系统政策目标的协同作用，建立韧性的粮食系统，推进粮食系统的低碳转型，将为黄河流域的绿色低碳发展开拓新的空间。 01 生态碳汇对“中和”碳排放的贡献巨大1，能为黄河流域的低碳发展提供有力支撑。生态碳汇与水系统的政策目标之间互相加强的正向影响出现较多，这体现了水资源和生态系统政策目标的和谐与协同的特点。生态碳汇与粮食系统中的政策目标可以同时服务于彼此，而两大系统间唯一需要权衡的地方在于用地空间可能会相互挤占。 为了更好地发挥政策的协同效应，本报告提供了促进黄河流域协同治理的四大方向： ●提升部门意识和行动能力：鼓励各部门系统学习水-能-粮-生态系统之间的纽带关系，全面认识黄河水-能-粮-生态系统之间的协同和约束关系，提升问题同质化的能力，增强专业性和主观能动性，进一步发展格局观和跨议题协调性； ●完善体制机制和管理制度：抓紧开展顶层设计。要完善流域管理体系、跨区域管理协调机制、河长制组织体系，加强流域内水生态环境保护修复的联合防治、联合执法，并加强黄河环境保护的统一督察和监督执法机制； ●提供经济/金融支持：加强投资者与政府间的信息共享，撬动社会资本，探索如水基金、生态补偿等创新项目筹资机制，大力发展绿色金融，为黄河流域WEFE协同发展提供多层次多渠道的资金支持，提高环保项目融资能力； ●加强管理方法和工具应用：建立健全黄河流域生态环境标准体系，实现生态环境监测网络全覆盖，搭建黄河生态环境监测信息的统一集中展示、调度指挥与决策支持的平台，对数据进行综合分析和深度挖掘与应用。 同时，在研究WEFE纽带关系、识别各系统政策目标之间的协同和权衡作用的基础上，本报告提出了在黄河流域绿色低碳发展的目标下，优化纽带关系管理需要重点关注的地方： ●协同水资源节约集约利用和污染防治，加快低碳转型。通过“以水定产”和“水污染防治”，倒逼能源系统向节水和清洁转型；推进循环经济和清洁生产，促进农业和工业园区资源的高效利用和低碳转型的协同发展；抓紧开展水资源利用和水污染治理过程中的节能减排行动； ●协同生态保护和修复，推进低碳转型和能源行业的高质量发展。在生态系统保护和修复方面，加强对生态安全、气候减缓和适应等多目标的协同。比如，提升尾矿的综合利用率以及推进废弃矿井的生态修复；鼓励社会化市场化参与生态修复。同时，合理规划可再生能源的开发，有效发挥其与生态保护和修复的协同作用； ●通过黄河流域国土空间规划，加强水-能-粮-生态纽带关系的统筹管理。黄河流域国土空间规划的重点在于统筹安排各类空间与产业，严格落实“三线一单”，加强生态环境保护和空间管制，提升国土空间的利用效率，从而促进全流域实现高质量发展。因此，要注重黄河流域国土空间规划的系统性、整体性、协同性、一致性，保证上下层规划的协调，加强各部门之间的衔接与地方规划方案的落实。 02 03 WEFE纽带关系的重要性 2022年11月20日上午，联合国气候大会第二十七次缔约方会议（COP27）在埃及沙姆沙伊赫落幕。从上一届 《联合国气候变化框架公约》缔约方会议（COP26）到本次会议（COP27）之间的一年中，世界发生了巨大的变化——俄乌冲突导致通货膨胀急剧上升，能源、食品以及供应链安全成为政治议程中的头等大事。在这样的大背景下，“沙姆沙伊赫实施计划”（Sharmel-SheikhImplementationPlan）的决议在经过40个小时的“加时赛”后终于面世。此决议的主要条款包括：设立专门的基金，主要帮助脆弱国家应对气候灾难的损失和损害；重申将全球变暖幅度控制在比工业化前水平高1.5摄氏度的目标，以及全球需要在20年内减少温室气体排放，到2030年排放减半等。“沙姆沙伊赫实施计划”在序言中还强调：在实现可持续发展目标的大背景下，迫切需要以全面和协同的方式应对相互关联的气候变化和生物多样性丧失的全球危机；承认气候变化的影响加剧了全球能源和粮食危机；认识到保护、养护和恢复水系统和与水有关的生态系统，能在提供气候适应效益和共同效益方面起到关键作用。 在这次大会上，中国向《联合国气候变化框架公约》秘书处正式提交《中国落实国家自主贡献目标进展报告（2022）》，该报告反映了从2020年提出新的国家自主贡献目标以来，中国落实国家自主贡献目标的进展，体现了中国推动绿色低碳发展，并积极应对全球气候变化的决心和努力。 黄河流域作为中国重要的能源基地，推动其绿色低碳发展，对于中国碳达峰碳中和目标的达成是至关重要的，同时也是黄河流域生态保护和高质量发展的重要内容。黄河九省区2019年的二氧化碳排放总量占全国二氧化碳排放总量的34.6%，其中，山东、内蒙古、山西、河南都是二氧化碳排放大省，宁夏、内蒙古、山西、甘肃和青海万元GDP二氧化碳排放量在全国名列前十，都是碳排放强度较高的地区。此外，黄河流域整体低碳发展水平不高，面临的绿色低碳发展的压力较大。 图1：2019年全国分省二氧化碳排放总量及碳强度 （数据来源：中国碳核算数据库（CEADs）） 2019年全国分省二氧化碳排放总量（MtCO2）2019年全国分省万元GDP二氧化碳排放（t/万元） 宁夏内蒙古新疆山西河北辽宁黑龙江甘肃青海吉林贵州山东广西陕西天津安徽江西河南海南江苏云南湖南河北上海四川重庆福建浙江广东北京 0405 黄河流域不仅是中国的“能源流域”，同时也是中国重要的粮食基地。一直以来，生态脆弱、水资源短缺、水土流失严重和资源环境承载能力弱等问题严重制约了黄河流域的高质量发展。人口变化、经济增长、农业发展、城镇化等社会经济活动推动着人类对水、能源、粮食的需求增长，然而流域不合理的资源利用方式将进一步导致冲突，威胁着高质量发展目标的实现。黄河流域的资源禀赋和发展状况，决定了黄河流域是水-能源-粮食-生态系统纽带关系（Water-Energy-Food-EcosystemNexus，WEFENexus）矛盾突出且集中的典型区域。推动纽带关系的协同管理，保障黄河流域水安全、能源安全、粮食安全、生态安全，不仅对实施黄河流域的生态保护和高质量发展有重大战略意义，甚至对实现中国社会经济发展的远景目标都具有重要作用和深远影响。 应对气候变化和推动绿色低碳发展，给黄河流域水-能源-粮食-生态系统纽带关系的管理带来了新的契机和要求，而加强纽带关系的协同管理也能有效助力黄河流域的绿色低碳转型。一方面，在气候变化的影响下，黄河流域水安全、能源安全、粮食安全、和生态安全都将面临更多的危机。另一方面，传统化石能源向可再生能源的转变过程，为减轻水资源的压力带来了机遇。而新能源发展的用地需求与农业用地的保障、保护生态环境的协调发展，是新能源大规模发展需要解决的新课题。社会全面绿色转型过程中的技术进步，可能带来新的资源利用方式，从而带来更高的资源利用效率。水资源开采利用、污水处理、粮食生产和化肥生产过程的低碳化，将成为绿色低碳发展的重要组成部分。农田生态系统的碳汇和自然生态系统的碳汇可以为黄河流域的碳减排提供巨大的潜力。水-能源-粮食-生态系统纽带关系的协同管理，将有利于构建更具韧性的水资源系统、能源体系、农业生产系统和自然生态系统，为黄河流域的长治久安和高质量发展夯实基础。 2021年10月，《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》发布之后，国家和黄河流域各省已经出台了一系列政策文件，为黄河流域的生态保护、协同推进流域治理、坚定走高质量发展之路提供了保障。因此，黄河流域的协同治理需要各部门之间更高效的统筹协调和管理。本报告基于WEFE系统框架（图2）