工业行业碳达峰碳中和需求洞察报告

重点工业行业碳达峰碳中和需求洞察报告 (2022年) 中国信息通信研究院产业与规划研究所工业互联网产业联盟碳达峰碳中和工作组2022年12月 版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院、工业互联网产业 联盟，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究院、工业互联网产业联盟”。违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。 前言 推进碳达峰碳中和，是党中央作出的重大战略决策，是我们对国际社会的庄严承诺，也是推动经济社会高质量发展的内在要求。在2021年12月8日至10日召开的中央经济工作会议上，习近平总书记再次强调要正确认识和把握碳达峰碳中和。工业是我国国民经济的主导产业，也是能源消费和碳排放的重要领域。在碳达峰碳中和目标指引下，工业领域亟须深入洞察重点行业关键环节的节能降碳需求，形成具有行业特色的碳达峰碳中和路径和举措，加快推动工业绿色低碳转型。 本报告主要面向工业领域行业管理人员、工业企业管理者和技术骨干，以及工业领域绿色低碳技术、装备、产品等供给方。本报告对我国工业能源消费及碳排放基本情况、工业节能降碳政策要点进行了总结，结合行业能源消费及碳排放规模、产业链上下游影响范围、业内关注程度等因素，选取了煤炭、电力、钢铁、水泥、石化化工、铝、纺织、汽车、工程机械、半导体和环保等11个重点行业，分析其节能降碳的关键需求，提出绿色低碳发展的实施路径建议，为工业领域碳达峰碳中和工作提供参考借鉴。 目录 一、工业双碳整体情况1 （一）工业是我国能耗碳排的重点领域1 （二）工业节能降碳成绩斐然但仍任重道远2 （三）工业领域节能降碳政策密集发布4 （四）本报告聚焦的重点工业行业5 二、煤炭行业需求洞察6 （一）行业能耗和碳排放情况6 （二）行业节能降碳重点环节7 （三）行业双碳关键路径10 三、电力行业需求洞察11 （一）行业能耗和碳排放情况11 （二）行业节能降碳重点环节12 （三）行业双碳关键路径15 四、钢铁行业需求洞察16 （一）行业能耗和碳排放情况16 （二）行业节能降碳重点环节17 （三）行业双碳关键路径20 五、水泥行业需求洞察21 （一）行业能耗和碳排情况21 （二）行业节能降碳重点环节24 （三）行业双碳关键路径26 六、石化化工行业需求洞察27 （一）行业能耗和碳排放情况27 （二）行业节能降碳重点环节28 （三）行业双碳关键路径31 七、铝行业需求洞察32 （一）行业能耗和碳排放情况32 （二）行业节能降碳重点环节35 （三）行业双碳关键路径37 八、纺织行业需求洞察38 （一）行业能耗和碳排放情况38 （二）行业节能降碳重点环节39 （三）行业双碳关键路径42 九、汽车行业需求洞察44 （一）行业能耗和碳排放情况44 （二）行业节能降碳重点环节45 （三）行业双碳关键路径49 十、工程机械行业需求洞察50 （一）行业能耗和碳排放情况50 （二）行业节能降碳重点环节51 （三）行业双碳关键路径54 十一、半导体行业需求洞察55 （一）行业能耗和碳排放情况55 （二）行业节能降碳重点环节56 （三）行业双碳关键路径58 十二、环保行业需求洞察58 （一）行业能耗和碳排放情况58 （二）行业节能降碳重点环节60 （三）行业双碳关键路径64 十三、重点工业行业需求共性特征65 （一）工业碳排放的基本形式65 （二）重点环节及关键影响因素66 十四、工业行业双碳推进建议68 （一）加快构建碳达峰碳中和标准体系68 （二）深入推进重点环节节能降碳举措69 （三）大力推动数字化绿色化协同发展70 （四）有序推进大中小企业绿色协同发展70 （五）完善产业政策、资源和服务保障71 图目录 图12011-2021年我国电力行业碳排放情况12 图2钢铁行业产业结构图16 图3水泥行业产业结构图22 图42012-2021年水泥产量及增速情况23 图5铝行业产业结构图33 图62016-2021年电解铝产量及增速情况34 图72016-2021年电解铝产能及增速情况34 图82019-2020年中国电解铝能源消耗占比36 图9纺织产品生命周期主要环节38 图10典型纺纱环节工序流程图40 图11典型织造环节工序流程图41 图12典型印染环节工序流程图41 图13典型成衣制造环节流程图42 图14工程机械生产制造环节碳排放比例52 图15工程机械生产制造环节能源消耗构成53 图16半导体产业产业结构图55 图17火力发电厂烟气脱硫脱硝工艺过程图62 图18实验室样本检测与实时监测流程图63 表目录 表12018-2021年全社会用电结构14 表2钢铁行业碳排放源识别表18 表32017-2021年我国水泥行业能耗和碳排放情况表24 表4水泥行业碳排放情况表24 表52020年主要石化产品碳排放情况表29 表62020年我国铝行业碳排放情况表35 表7动力蓄电池制造过程主要耗能设备47 实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。工业领域长期以来是我国能源消费和二氧化碳排放的第一大户，是影响全国整体碳达峰碳中和的关键。近期，《“十四五”工业绿色发展规划》等政策陆续发布，提出了工业领域碳排放的阶段目标，电力、钢铁、煤炭、石化、化工、汽车等重点工业行业双碳目标也逐步明确。对重点工业行业能耗碳排情况进行细致摸底，找到节能降碳的重点环节和关键因素，将有助于明确方向、抓住重点，推动工业领域双碳工作真正落实落细、见行见效。 一、工业双碳整体情况 （一）工业是我国能耗碳排的重点领域 我国工业能源消费逐年增长，占全国能源消费总量的比例呈缓降态势。中国统计年鉴数据显示，工业能源消费总量随我国工业化进程加快而逐年上升，从2000年的10.3亿吨标准煤增长到2020年的33.26亿吨标准煤，占全国能源消费总量比重则由2000年的70.1%下降至2020年的66.8%。从细分行业看，重点工业行业能源消费愈发集中。据测算，钢铁、建材、石化、化工、有色、电力六大高耗能行业能源消费长期以来占我国工业能源消费的比重一直保持在70%左右，但经济增加值占比仅为33%左右，节能形势较为严峻。近年来，我国工业能效水平不断提升。工业和信息化部统计数据显示，我国规模以上工业单位增加值能耗在“十二五”、“十三五”分别下降28%、16%，2021年进一步下降5.6%，工业绿色化转型正在加快推进。但从主要工业品能源实物消耗量来看，剔除不可比因素后，我国生产同质性工业品 的能源效率仍落后于国际水平，如钢铁行业、电解铝行业比世界同期先进水平多消耗能源3%-5%。 我国工业碳排放量高速增长局面基本扭转，工业碳排放强度明显下降。我国工业碳排放量呈先升后降再高位波动的态势，据测算，我国工业碳排放量从2005年的41亿吨，提升至2019年的72亿吨，涨幅约75.7%，年均增速约4.1%。近年来，我国政府积极采取控制能源消费总量、优化能源结构、提升能源效率、调整产业结构等重要举措，工业碳减排取得显著成效，2015年我国工业碳排放量首次下降，较2014年下降1.3%，2016年又下降2.6%，之后保持高位波动。同期，我国工业二氧化碳排放强度显著下降，国务院新闻办公室发布的《新时代的中国能源发展》数据显示，2019年我国工业碳排放强度较2005年下降57.8%，超过同期全国碳排放强度下降速度（约48.1%），工业低碳转型已取得一定成效。 （二）工业节能降碳成绩斐然但仍任重道远 “十三五”期间，我国扎实开展工业节能降碳工作，打牢工业能效提升基础。我国工业领域始终坚持“绿水青山就是金山银山”的发展理念，践行绿色低碳循环发展之路，建立了较为完善的工业节能制度体系。原油直接裂解制烯烃、换热式两段焦炉、铜冶炼连续吹炼等一批先进节能技术取得突破性进展，先进节能技术装备普及率大幅提升。发布实施钢铁企业能效评估导则、水泥制品单位产品能耗限额等工业节能标准390余项，建立健全工业节能标准体系。开展国家工业专项节能监察，实施工业节能诊断服务行动，推动重点行业领域合理高效 用能。实施重点用能行业能效“领跑者”行动，加快绿色数据中心建设，大力推动节能降碳技术改造。“十三五”以来，我国工业领域主要高能耗产品能效水平持续提升，规模以上工业单位增加值能耗大幅下降；钢铁行业提前完成1.5亿吨去产能目标，电解铝、水泥行业落后产能 基本退出；高技术制造业增加值占规模以上工业增加值比重提高3.3个百分点，新能源汽车、可再生能源产业政策、技术、产业体系和配套环境等渐趋完善，产业规模全球领先。 “十四五”期间，我国工业节能降碳面临新的更高要求。从发展阶段看，国务院发展研究中心《中国发展观察》数据显示，截至2021年 底，全世界已有50多个国家实现碳达峰，这些国家多数为后工业化国家或发达国家。我国仍处于工业化、城镇化深入发展的历史阶段，受区域发展不平衡、产业结构不均衡等因素影响，工业化中期、工业化后期和后工业化阶段特征同时出现、复杂交织，资源驱动型经济增长模式尚未根本改变，这更需要我们立足实际，统筹好工业健康发展和能源需求刚性增长的关系。从能源结构看，我国“富煤、缺油、少气”的自然资源禀赋，决定了“以煤为主”的能源消费基本结构。国家统计局数据显示，2010-2020年间，我国煤炭消费占能源消费总量的比重每年减少约1个百分点左右，按照上述趋势，需要近60年才能实现零煤耗。由于单位标准煤炭燃烧产生的碳排放远高于其他化石能源，因此，我们要加快优化能源消费结构，提高清洁能源使用占比。从技术水平看，低碳技术创新是实现工业节能降碳的关键所在，也是各国抢占产业制高点的焦点。我国低碳技术水平总体上相对落后，重点行 业关键工序工艺、设备，如钢铁行业氢冶金和废钢回用短流程技术，有色行业氧化铝高效提取技术、再生铝资源循环技术，化工行业原油催化裂解多产化学品技术，以及不同行业间耦合集成减碳、数字化智能化低碳技术等方面，仍与世界先进水平存在差距。“十四五”时期，我们要开展重点行业碳排放驱动因素、影响机理、管控技术、减排措施等科技攻坚，推进前沿绿色低碳技术研发部署，加强低碳零碳负碳关键技术攻关、工程示范和成果转化。 （三）工业领域节能降碳政策密集发布 重点行业碳达峰、碳中和目标逐步明确。2021年10月24日，中共中央、国务院印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，双碳“1+N”政策体系落地，工业、农业、建筑业、煤电、新型基础设施等领域相关碳达峰实施方案相继出台。《“十四五”工业绿色发展规划》进一步明确了工业领域的碳排放目标，提出到2025年单位工业增加值二氧化碳排放降低18%，规模以上工业单位增加值能耗降低13.5%，电力、钢铁、有色金属、煤炭等重点工业领域双碳目标逐步明确。2022年6月，工业和信息化部、国家发展改革委等六部门联合发布《工业能效提升行动计划》，提出到2025年，规模以上工业单位增加值能耗比2020年下降13.5%，钢铁、石化化工、有色金属、建材等行业重点产品能效达到国际先进水平。2022年8月，工业和信息化部、国家发展改革委、生态环境部发布《工业领域碳达峰实施方案》，方案提出，“十四五”期间，产业结构与用能结构优化取得积极进展，能源资源利用效率大幅提升，建成一批绿色工厂 和绿色工业园区，研发、示范、推广一批减排效果显著的低碳零碳负碳技术工艺装备产品，筑牢工业领域碳达峰基础，到2025年，规模以上工业单位增加值能耗较2020年下降13.5%，单位工业增加值二氧化碳排放下降幅度大于全社会下降幅度，重点行业二氧化碳排放强度明显下降。此外，江苏、浙江、山东、上海等地也围绕工业领域碳达峰、碳中和工作出台了相关政策文件，明确了重点行业节能减排目标。 重点行业碳达峰、碳中和举措不断明晰。加强工业领域碳达峰顶层设计，通过制定重点行业碳达峰路线图、明确降碳实施路径、开展降碳重大工程示范、加强非二氧化碳温室气体管控等方式，推进电力、钢铁、煤炭、石化化工、有色金属等重点行业落实碳达峰目标任务，成为各地方政府、企业的工作重点。具体而言，在产业