县域低碳转型与绿色发展——灵丘县试点研究

报告 县域低碳转型与绿色发展 ——灵丘县试点研究 — 2023年9月 中国建筑科学研究院有限公司自然资源保护协会 nrdc.cn2023.09 中国建筑科学研究院有限公司 中国建筑科学研究院有限公司（原中国建筑科学研究院，简称“中国建研院”）成立于1953年，隶属于国务院国有资产监督管理委员会，拥有包括院士、设计大师、数百名各领域知名专家和一大批中青年科技骨干在内的优秀人才队伍。 中国建研院负责编制与管理我国主要的工程建设技术标准和规范，开展行业所需的共性、基础性、公益性技术研究。科研及业务工作涵盖建筑结构、地基基础、工程抗震、建筑环境与节能、建筑软件、建筑机械化、建筑防火、施工技术、建筑材料等专业中的70个研究领域，近年来又加强了绿色建筑成套技术、新能源应用技术、防灾减灾技术以及智能化集成技术等的研究与开发。目前拥有北京和廊坊两个研发基地，北京通州基地是建筑安全与环境国家重点实验室所在地，已建成并投入使用的有国内最大的建筑抗震实验室、风洞实验室、防火实验室、建筑幕墙实验室、建筑材料实验室、建筑环境与节能实验室、未来建筑实验室。 在新的历史时期，中国建研院加强了绿色建筑成套技术、新能源应用技术、防灾减灾技术以及智能化集成技术等的研究与开发，将继续坚持“奉献社会、追求领先、提升品质、和谐发展”的核心价值观，为城乡建设提供成套技术解决方案，为行业发展提供创新驱动力。请访问网站了解更多详情http://www.cabr.com.cn/ 自然资源保护协会（NRDC） 自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保组织，成立于1970年。NRDC拥有700多名员工，以科学、法律、政策方面的专家为主力。NRDC自上个世纪九十年代中起在中国开展环保工作，中国项目现有成员40多名。NRDC主要通过开展政策研究，介绍和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC在北京市公安局注册并设立北京代表处，业务主管部门为国家林业和草原局。请访问网站了解更多详情http://www.nrdc.cn/ 课题编写人员: 王军亮 中国建筑科学研究院有限公司 副研究员 任玮桢 中国建筑科学研究院有限公司 助理工程师 张鹤馨 中国建筑科学研究院有限公司 助理工程师 朱立新 中国建筑科学研究院有限公司 总工/研究员 于文 中国建筑科学研究院有限公司 所长/教授级高工 潘支明 自然资源保护协会 城市项目主任 周雅婧 自然资源保护协会 城市项目官员 CoverImagebyCajeoZhangonUnsplash. ©NaturalResourcesDefenseCouncil2023 所使用的方正字体由方正电子免费公益授权 目录 执行摘要����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������i前言���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������x第1章：现状分析��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������1 1.1灵丘简介2 1.2资源禀赋2 1.3社会经济4 1.4社会用能5 第2章：调研评估����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������10 2.1能源规划 11 2.2实地调研 11 2.3潜力评估 14 2.4调研总结 15 第3章：情景分析����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������16 3.1发展情景17 3.2情景参数17 3.3能耗总量18 3.4碳排放总量21 第4章：减排路径����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������23 4.1工业领域 24 4.2农业领域 29 4.3建筑领域 32 4.4交通领域 35 4.5碳汇 36 第5章：总结建议���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������38 5.1总结39 5.2建议39 参考文献�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������41 执行摘要 县域在国民经济社会发展中具有不可替代的地位，它是实施碳达峰、碳中和战略的重要空间载体，也是绿色发展和低碳转型发展的重点和薄弱区域。开展县域能源低碳转型研究对支撑国家双碳战略和乡村振兴战略具有重要而深远的意义。 与大中城市的能源低碳转型不同，县域能源低碳转型在实施过程中仍面临政策、技术、资金等诸多挑战。在自然资源保护协会 （NRDC）的支持下，中国建筑科学研究院有限公司选择山西省大 同市灵丘县作为研究对象，开展了对县域经济、产业结构、能源消耗、可再生能源（风能、太阳能、生物质能）开发应用等现状的调研，总结了县域能源低碳发展过程中的问题，构建了县域能源消耗总量和碳排放总量预测模型，明确了县域未来减排重点，提出了县域新能源产业与工业、建筑、交通、农业融合发展的转型路径。 课题研究内容及主要结论如下： 1、县域转型挑战与潜力 （1）县域经济基础薄弱，县级财政难以承担转型成本。 灵丘县县域经济基础相对薄弱，人均可支配收入远低于全国平 均值。2012年后，传统采矿、冶金产业整顿关停，县域财政收入收紧。尽管近年来可再生能源产业的发展对县域经济有一定的带动作用，但县级财政收入仍然难以提供县内绿色低碳项目发展所需的大量财政补贴。县内煤改电、煤改气等各项绿色转型建设项目完全依赖国家财政补贴，建设规模受限、可持续性差。 （2）县域用能结构高碳化，工业、居民生活领域减排任务重。 县域社会用能总量为51.76万吨标煤，对传统能源依赖度高，可再生能源占比仅为12%，能源结构高碳化。工业、居民生活（主要体现为建筑）、交通是主要的用能行业，其中工业用能占比57%，居民生活占比34%。目前灵丘的人均社会用能为2456千克标煤，低于全国人均社会用能水平1，县城生活人均用电量为500kWh，而全国人均则为776kWh2，随着社会发展和居民生活水平的不断提高，县域用能将持续增长，工业、居民生活用能的减排任务重。 （3）县域可再生能源资源丰富，但未得到充分利用。 灵丘县风力、太阳能资源丰富，经初步计算评估，风力发电、太阳能光伏、生物质发电潜力为321亿kWh，折合414.41万吨标煤，有较大的开发潜力。2021年已经开发应用的风电、光伏发电等可再 1国家统计局数据显示，2020年我国人均能源消费量为3531千克标煤。 2根据国家能源局发布的2020年全社会用电数据计算。 生能源共发电12.31亿kWh，既有可再生能源开发利用率仅为3.8%。且目前县域可再生能源发电利用以并网外送为主，可再生能源对县域工业、居民生活的节能减排贡献不明显。 （4）县域交通区位优势明显，有承接京津冀地区产业转移的 条件 灵丘县县域面积广阔，总面积2732平方公里；地理区位优势 明显，是山西省距京津冀最近的一个县，并处在大同、张家口、北京、天津、保定、石家庄、太原经济圈中心位置。交通便捷，是京原铁路和大涞、天走、京原三条公路干线的这里交汇交通区位优势和广阔的面积赋予灵丘承接京津冀地区产业转移的便利条件。近年来，灵丘也在着手完善产业承接条件，社会经济整体呈逐年增长趋势，但社会人均产值、人均可支配收入仍远低于全国人均水平，存在较大的社会经济发展空间。 （5）县域气候、能源优势有益于新兴产业发展，但存在人才、技术等方面障碍 灵丘县土地资源充裕，气候凉爽干燥，有丰富的可再生能源资源，适宜于发展大数据产业。大同市也在积极推动相关产业发展，出台多项政策方案推动大数据产业落地。灵丘县大数据产业园目前已引入多家数据中心，计划推动当地信息技术基地建设，服务京津、华北地区。但县域新能源产业项目的实施推进过程中仍存在技 术、人才等方面的障碍，一定程度上影响了县域能源低碳转型发展的整体进度。 2、未来用能情景分析 未来灵丘县城能源需求总量依然较大，特别是大数据产业的发展，对未来电力能源需求量大，文旅产业以及建筑的用能也会持续上升，县域未来节能减排的任务依然严峻。根据三种不同发展情景，项目组对未来灵丘的用能情况（见图1）和碳排放趋势做出了分析（见图2）。基础情景即基准政策情景下，灵丘县将按照国家省市相关政策要求开展节能减排工作。中控情景则是在国家政策要求上进一步加强技术管控，提升节能减排的强度要求，并适当考虑社会经济整体发展的情景。严控情景是严格按照相关政策要求，以减排技术为主导，优先考虑减排任务，在县域层面提早实现国家要求的2030年碳达峰，2060年碳中和要求的技术路线。 能耗（吨标煤） 能耗（基准）能耗（中控）能耗（严控） 图1：县域能源消耗总量预测 碳排放（基准）碳排放（中控）碳排放（严控） 图2：县域碳排放总量预测 3、减排路径及技术建议 考虑碳达峰时间和灵丘县的实际发展现状，本课题推荐实施基准情景方案，优先发展经济，在满足国家基本要求的前提下，加快社会经济的绿色低碳转型，以高质量发展为首要任务。 • • • • • • • • • • • 在这一情景下，项目组通过分析县域产业能源消耗和碳排放的比例，围绕工业、居民生活（建筑）、交通等领域分析提出了共16项减排技术措施（见表1）。减排目标如图3所示。 • • • • • • • / 光电公储动共充化服 —氢务 可绿低既再色碳有生建供建能筑暖筑 农智农节光慧机水互农电灌补业气溉 智零尾煤天替可设慧碳矿炭然代再备能数资清气化生电 / 耗据源洁氢石能气 体能车 化重辆 源规节化 供模能 管中化化气燃源化 + / 光 理心利利替料电矿 碳排放量（吨标准煤） 车卡增 暖化改 系园用用换力山 棚量造 统区焦煤 伏 建炭矸 + 设还石 原。储 剂生能物质 交通建筑农业工业年碳排量年碳排量年计划碳排量 图3：县域减排路径示意图 表1：县域能源低碳转型技术措施 领域 低碳转型技术措施 技术工艺 适用对象 工业 1）设备电气化+矿山光伏+ 储能 矿石采选、矿山修复 巍山工业园区 2）可再生能源电力/煤矸石 /生物质替代化石燃料 冶炼工艺减排 电炉冶炼+储能技术生物炭化石燃料替代 3）天然气/氢气替换焦炭还原剂 高炉焦炭替代减排 4）煤炭清洁化利用 煤炭替代 煤炭高效利用 5）尾矿资源化利用 非金属制品制造 新型建筑材料 6）零碳数据中心园区建设 数据中心 零碳园区 7）智慧能耗