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首页>>新闻>>要闻>> 治理空气污染控制碳排放影响经济发展?看深圳怎么做

  中国的改革开放,开启了全球最大规模的城市化进程。截至2017年年末,中国城镇人口已经占总人口的58.52%。如何让城市在经济发展、温室气体减排、应对气候变化、提升空气质量和居民生活质量之间形成良性互动,是城市面临的关键挑战。

  然而,中国幅员辽阔,东中西部发展进程、资源禀赋各不相同,达到城市低碳发展目标、环境管理目标有着不同的路径,也面临各自独特的问题。澎湃新闻联合能源基金会选取北京、上海、海南、广东深圳、江苏徐州、云南昆明呈贡,从不同侧面剖析,希望能呈现、探索中国的城市低碳转型之路。本篇为该系列的第五篇。

  1943年,美国洛杉矶发生了有记录以来的首个空气污染公共事件——光化学烟雾事件,这一事件致远离城市 100 公里以外海拔 2000 米高山上的大片松林枯死、柑橘减产。仅1950-1951年,美国因大气污染造成的损失就达15 亿美元。

  此事件元凶何在?据了解,彼时洛杉矶拥有250万辆汽车,每天大约消耗1100吨汽油,排出1000多吨碳氢化合物,300多吨氮氧化物,700多吨一氧化碳。另外,还有炼油厂、供油站等其他石油燃烧排放,这些化合物被排放到阳光明媚的洛杉矶上空,不啻制造了一个毒烟雾工厂。

  化石能源的使用对城市造成的空气污染和公共健康损害事件,还能追溯到更早。自十九世纪中叶起,伦敦就记载了由煤炭燃烧引起的严重烟雾污染。1989年出版的《环境科学与工程》(Environmental Science and Engineering)中提到,从1873年开始,英国医疗机构便出现了和空气污染有关的非正常死亡案例。到了1891年,英国伦敦出现了1484例空气污染造成的死亡,到了1952年的冬天,演变成了著名的伦敦烟雾事件,造成4000人直接死亡。

  到今日,除了空气污染,应对由温室气体排放引起的气候变化影响,也已成为城市管理面临的一大挑战。根据世界卫生组织(WHO)的说法,自上世纪70年代以来,每年都有十四万人因为全球变暖而死亡。在经济损失方面,许多地区在飞速发展的同时也面临着严峻的气候变化威胁。

  根据1997年京都协定书的内容,将二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化合物、全氟碳化合物、六氟化硫规定为六种温室气体,其中二氧化碳的排放量远高于其他气体的总和。根据世界资源研究所数据显示,二氧化碳的排放占温室气体排放的77%。

  在空气污染和碳排放的双重压力下,城市作为人口的聚居地和产业的集中地,怎样才能做到环境保护和经济发展不互相伤害,而是鱼和熊掌兼得?广东省深圳市刚刚给出了答案。

  深圳:经济稳步发展,空气质量和碳排放协同“双达”

  作为中国四大一线城市之一,从2008年到2017年十年时间,深圳的地区生产总值(GDP)增加了2.8倍。2018年,常住人口达到1303万人的深圳GDP为24221.98亿元,总量首次超过香港,人均GDP达到19.3万元。

  哈尔滨工业大学(深圳校区)经济管理学院副教授蒋晶晶告诉澎湃新闻记者,深圳作为人口密集的超大型城市,在过去一段时间的发展中,经济增长和产业结构升级都很快,同时深圳市的年均PM2.5浓度在最近五年持续下降。值得注意的是,深圳市环境公报自2013年起,计算全年二氧化硫和可吸入颗粒物(PM10)平均浓度时,已将单位由“毫克/立方米”替换成了“微克/立方米”(1毫克=1000微克)。

  PM2.5易附带有毒、有害物质(例如,重金属、微生物等),成分较为复杂,是衡量空气污染的重要指标之一。根据2018年度深圳市环境状况公报,深圳环境空气中各项指标年平均浓度均符合国家二级标准,其中细颗粒物(PM2.5)平均浓度为26微克/立方米,为有监测数据15年来历史最佳;全年环境空气质量优良率为94.5%,在全国169个重点城市中排名第六,在北上广深四个特大型城市中排名第一,也是唯一进入该榜单排名前20的特大型城市。

  除了空气质量达标,深圳市原副市长、哈尔滨工业大学(深圳)教授唐杰向澎湃新闻记者表示,在保证经济发展的前提下,深圳在二氧化碳排放方面可以实现提前“达峰”。

  为支持中国在2030年前后二氧化碳排放达到峰值的目标,2015年,中国11个省市(北京市、四川省、海南省、深圳市、武汉市、广州市、贵阳市、镇江市、金昌市、延安市、吉林市)共同发起成立“率先达峰城市联盟 (APPC)”。彼时,深圳提出将于2022年达到二氧化碳排放峰值。2018年6月,由能源基金会和哈尔滨工业大学(深圳校区)共同发起的深圳市碳排放达峰和空气质量达标协同“双达”项目研究启动(下称深圳“双达”研究)。经过一年多的论证,该项目研究人员得出结论,深圳或可于2020年提前实现碳达峰,比国家达峰年份早约10年。

  从数字上看,2015年深圳能源(5.980, -0.09, -1.48%)强度约为0.22吨标准煤/万元,碳排放强度约为0.45吨/万元(以2015年现价GDP核算)。2010年-2015年,深圳的万元GDP能耗、水耗累计分别下降19.5%和44.7%。经研究小组初步统计,2018年深圳市单位GDP能耗下降率为4.2%,“⼗三五”以来累计下降率为12.1%;万元GDP⽔水耗由2010年年的19.95⽴⽅⽶下降到8.41⽴⽅⽶。

  深圳曾明确提出,到2020年万元GDP二氧化碳排放在“十二五”成果的基础上再下降10%以上。

  高效控制大气污染和碳排放:找出共同的“症结”

  长久以来,大多数经历了工业化的发达国家走的都是“先污染,后治理”的路。对于这些国家而言,空气污染问题和碳排放问题,并非同时凸现,因此实现空气质量达标和控制碳排放一般被看作是两个不同的问题。

  唐杰向记者表示,对于目前的中国而言,需要同时面对空气污染与碳排放问题。发达国家在上世纪七八十年代开始大规模治理环境大气污染的时候,对碳排放问题还没有很强的意识,因此对于它们而言,应对碳排放是工业化完成之后的事情。

  “我们是要在工业化和城市化过程当中,解决碳排放的问题。”唐杰说。

  尽管减排压力重重,深圳近几年的环境和经济成果双发展,似乎印证了城市可以通过低碳转型的路径实现“鱼与熊掌兼得”,这条路径就在于找到大气污染和碳排放共同的“症结”。深圳“双达”研究发现,只针对深圳本地源的情况下,道路交通、非道路交通、电力热力和非能源工业这四大部门贡献了大部分的温室气体、PM2.5的一次排放和二次转化生成物。

  具体来说,道路交通的碳排放占比达到49%,PM2.5贡献率达到41%;非道路交通产生的碳排放占比12%,PM2.5贡献率11%;电力热力产生的碳排放占比23%,PM2.5贡献率 8%;非能源工业的碳排放占比3%,PM2.5贡献率 15%。空气污染和二氧化碳排放问题,这几个领域里显示出了“同根同源”的特征。

  蒋晶晶告诉澎湃新闻记者,从深圳市排放源的角度来看,在技术分析研究阶段他们发现,大气污染防治和碳排放达峰的重点交叉领域在交通。而国际上的经验和案例也发现,工业化后期,交通是空气质量改善和碳排放控制的重点领域。

  WHO披露的数据显示,来自交通的排放占欧洲城市的颗粒物排放量(PM)的30%,在经合组织国家这一比例达到50%,主要是由于柴油运输的原因。同时,WHO指出,交通对空气中颗粒物排放量的贡献差异较大,占比从12%-70%不等。由于柴油车型老旧、以及公共交通网络不发达的等原因,位于亚洲、非洲和中东的低收入及中等收入国家,常年因交通导致的污染而蒙受巨大的经济和居民健康损失。

  而根据全球大气研究排放数据库(EDGAR)的数据,21世纪以来,交通运输行业占到了全球温室气体排放总量的1/6,与电力热力、非能源工业一起占据了前三的位置;在二氧化碳排放量方面,交通运输行业也占到了1/5。以美国为例,自1990 年以来,交通行业排放的温室气体占总量的百分比上升了2%,从31%到了33%。减少交通运输方面的温室气体排放量,成为全球气候升温的重要解决方案。

  交通领域的协同治理为城市实现“双达”提供了新思路

  既然污染物来源同根同源,那么在治理中能否找到一条一举两得的路径呢?这是摆在城市治理者面前的问题。能源基金会低碳城市项目主任王志高说:“在深圳市空气质量已经大幅提升的情况下,通过末端治理进一步提升空气质量的边际成本越来越高,提升空间越来越小。强化源头治理,大力调整能源结构、产业结构、交通结构和用地空间结构,是进一步提升空气质量、实现2020年PM2.5浓度下降到25微克的关键。这些结构调整措施,对二氧化碳等温室气体具有显著的协同减排效应。把两者统筹考虑,识别协同潜力大、综合成本低的措施,有利于形成技术和经济更加优化的工作方案。”

  以深圳的实践来看,目前深圳在交通领域的很多措施,包括大力推广新能源汽车、发展公共交通、快速交通等旨在促进传统交通业低碳转型和产业升级的措施,在减少温室气体排放的同时,对抑制大气污染物排放和改善空气质量效果非常明显。

  根据北京大学深圳研究生院和深圳市综合交通运行指挥中心在2015年的研究显示,新能源汽车占比是城市低碳交通发展的主控因子之一。从理论测算结果来看,公交车的碳排放因子大于小汽车。但通过实际比对深圳快速路和主干道上各车型每小时的碳排放总量,研究发现深圳小汽车对碳排放量的贡献率较高,而公交车对应的碳排放量最低。这正是因为彼时深圳市新能源公交车的使用率已经达到70%;其次,深圳高效的公交专用道建设很大程度上提升了公交车车速,从而进一步减小了其碳排放量。

  研究验证了过去十多年深圳不断推动公交电动化的成果。深圳曾陆续出台《深圳新能源产业振兴发展规划(2009-2015年)》、《深圳新能源产业振兴发展政策》等一系列政策措施,提出以公共交通为突破口,带动新能源汽车的推广应用。配合产业规划的还有有力度的财政补贴,深圳市对2013年6月1日(不含)前投入的以融资租赁方式购置的新能源公交车运营补贴标准为26万元/辆/年,对以后投入的新能源公交车运营补贴标准为42.27万元/辆/年。

  2015年,深圳市提出在“三年内实现公交全面电动化,100%使用纯电动公交”的目标任务。2017年12月,深圳市交通运输委宣布深圳已累计推广应用纯电动公交车16359辆,除保留634辆非纯电动车作为应急运力外,全市专营公交车辆已全部实现纯电动化。这也是全国甚至全球特大型城市中,首个实现公交全面纯电动化的城市。与此同时,累计推广应用纯电动出租车12518辆,占全市所有出租车的62.5%。根据规划,到2020年前,深圳望实现出租车100%电动化。

  深圳“双达”项目研究将深圳现行的协同治理措施进行分类,并总结出对实现“双达”目标有影响的措施,包括需求管理类措施、结构调整措施和节能技术类措施。澎湃新闻记者注意到,这三类协同治理措施中,大部分的是针对交通行业。

  在抑制总需求方面,深圳采取的措施包括汽车尾号限行、提高停车收费、道路拥挤收费、推广低排放区,建设慢行网络、绿色出行和自愿停驶。在结构调整方面,主要包含针对道路货运燃油经济性提高和新能源汽车、道路公共客运新能源汽车以及私家车新能源汽车的措施,比如货车油改气、使用混合动力货车或高效燃油货车;公共客运则包括计入间接排放的纯电动公交车、纯电动出租车和电动车分时租赁等措施。在节能与能效技术类方面,包括区间隧道照明、地铁列车变频空调节能实验项目等,均对大气污染防治和碳减排起到了相应的影响。

  蒋晶晶表示,以绿色低碳出行为主推进的协同治理措施效果最为明显,也能让人们获得直接感触到的收益。

  “在交通方面,在减少温室气体排放的时候,获得的部分收益可以通过大气污染的减少来表现——空气质量明显的改善是有目共睹的。”蒋晶晶说。

  另一方面,低碳交通的转型不仅没有“拖累”深圳的经济,还带动了深圳的太阳能(3.320, 0.00, 0.00%)、核能和纯电动车等新能源产业的崛起。根据《深圳特区报》披露的数据,2015年,深圳新能源产业的增加值为405.87亿元;2016年,这一指标上升至592.25亿元,增长29.3%。2017年上半年,深圳新能源产业增加值达286.67亿元,同比增长26.9%,远远超过深圳全市的GDP和工业增加值的增幅。

  妈湾煤电厂:从第一座到唯一一座

  汽车电动化带来了电力需求的变化,电力热力亦是大气污染防治和碳减排协同治理的核心领域之一。

  截至2017年12月,深圳市已建成公交充电站510座、充电桩5000个。新增的电力需求给能源供给端清洁化带来了新的任务。目前,中国约占半数的煤炭消费用于发电,因此控制煤电行业的碳排放增长是控制碳排放的关键。深圳市的做法正是加大力度缩减煤电的比例。

  缩减煤电,对深圳可以说是“刮骨疗毒”。在20世纪90年代中期以前,深圳的发电形式几乎全部为煤电,这里还诞生了中国第一座建在海上的煤电厂。

  上世纪70年代末,为了支持香港的电力供应和应对广东省的电力供应瓶颈,煤炭、油气资源严重匮乏的广东,在1982年12月获得国务院批准建设了大亚湾核电站。1994年大亚湾核电站1号机组投产,而核电的碳排放几乎为零。

  但改革开放中的深圳特区发展迅猛,工厂用电告时而告急。为保证深圳持续快速发展,继大亚湾核电站之后,深圳市市政府决定再修建一个大型火力发电厂——妈湾电厂。建成后,它也成为了全国最早在填海区域建造的配置2*300兆瓦机组的大型现代化火力发电厂。

  据了解,当时在项目上有一个电焊“娘子军”班组,平均年龄十八、九岁,干起活来,丝毫不输男同志。那时,由于妈湾电厂是填海工程,考虑到海水的腐蚀性,桩基要用的钢桩都是从德国进口而来,用的都是特殊焊条,这对当时的焊接技术提出了全新的考验。

  1992年10月30日,蛇口码头上一个超过5000吨的,24米*34米*11米的水泵房傲然挺立在半潜式驳船甲板上,成功完成沉降。妈湾电厂的第一台容量30万千瓦的机组于1993年正式投产发电。此后,妈湾电厂逐渐扩至如今的6台30万千瓦机组,年发电量达到120亿千瓦时。

  但煤电的稳定运行并没有阻止深圳探索替代能源的脚步。1995年深南电第一台燃气轮机投产,天然气进入了深圳的视野。从上世纪90年代到如今,深圳“煤电”改“气电”的过程仍在进行中。 “十一五”期间,深圳开始发展天然气发电,先后规划建设了能东和前湾电厂9F级燃气机组。同时深圳市鼓励燃油电厂通过“油改气”降成本并改善环境,推进 “油改气”工程。

  哈尔滨工业大学(深圳校区)的研究显示,由于气电碳强度远低于煤电碳强度,如果降低煤电机组发电份额,提高气电机组发电份额,这种结构调整可以更加有效地降低电力行业平均碳强度。这样,深圳电力行业就可以在电力产出不变条件下减少整体碳排放量,或者在碳排放总量约束不变条件下提高电力行业产出。

  当然,在能源转型的过程中,也发生过小“插曲”。2013年,原则上已提出不再新建燃煤电厂的深圳,“差点”将滨海煤电项目落地深圳东部大鹏湾。据了解,早在2006年,滨海电厂便进入当年深圳能源规划建设项目。该项目拟建设两台1000 MW超超临界燃煤机组,年发电量约110亿千瓦时,配套建设烟气脱硫、脱硝和余热再利用装置,相应替代广东省106.66亿度火电发电量。

  建还是不建?深圳市政府进行了多轮讨论。先是深圳市规划国土委和深圳市人居环境委曾分别表态,不宜在深圳任何地方建煤电厂;2013年8月,深圳市发改委表示,深圳市政府常务会议明确深圳市原则上不再新建燃煤电厂。滨海煤电项目随即被叫停。

  目前深圳只保留了妈湾电厂,现在它也是深圳境内唯一一座煤电厂,但其实际发电量每年在逐步减少;另一方面深圳“气电”的比例在稳定上升,新能源发电的比例有所提高。深圳市发改委副主任余璟曾在公开场合表示,目前深圳近1500万千瓦发电装机容量中,清洁能源占比近90%,其中,气电达到500万千瓦。按照深圳市规划,未来本地生产的电力将以天然气发电和可再生能源发电为主。

  光以上的改变还不够,深圳还需要外来电的支援。据澎湃新闻记者了解,经初步测算,深圳城市碳排放中超过30%来自于电力调入。深圳市应对气候变化中心主任、深圳市国际低碳发展研究院院长王东告诉澎湃新闻记者,未来深圳的外送电比例或将进一步提高。电力行业的碳转移问题,也许是深圳市未来考虑深度减排时会面临的问题。

  王东向澎湃新闻记者表示,对于深圳这种十分依赖外送电的城市而言,最重要的出路应该是大量增加可再生能源的使用,能在深圳本地就地解决,最好能实现分散式的解决。即使外送电,也希望能更多使用可再生能源,通过提高南方电网的绿色系数,为深圳的碳减排做出贡献。提高可再生能源的使用就可以慢慢地使电力消耗和碳排放脱钩,在满足大量用电需求的情况下,尽量减少对环境的影响。通过区域的协同治理,减少“碳泄漏”造成的影响。

  碳泄漏指的是,发达地区采取二氧化碳减排措施,使得一些产品生产(尤其是高耗能产品的生产)可能转移到其他未采取二氧化碳减排措施的地区。

  碳泄漏被认为是跨区域的外部性问题,因此包括碳税、碳排放交易等绿色金融工具成为了重要的调节措施。以碳交易为例,通过总量控制的手段,碳交易市场的建立和扩大使得越来越多的企业能够树立“碳排放有成本”的意识,从而有效激励企业在源头生产上主动减排。因此无论企业迁至何处,无论处于高排放还是低排放的行业,即便各地区在行政上的环保要求不同,对企业来说碳排放的经济成本始终存在,也就能从源头上缓解甚至消除企业迁移造成的“碳泄漏”问题。

  2013年6月,深圳启动了全国第首个碳排放权交易市场,到如今无论企业数量、覆盖的行业还是企业履约率,深圳碳交易市场的影响力在持续扩大。2015年第二次履约时,达到99.69%;管控单位的碳排放绝对量较2010年下降531万吨,碳强度下降幅度超过“十二五”期间深圳21%的碳减排幅度目标。同时,管控单位2015年工业增加值比2010年增加了1484亿元,增幅达54.7%。截至2017年1月,深圳碳市场配额累计总成交量约1807万吨,总成交额约5.96亿元,在全国7个试点交易所中累计成交额居第二位。

  到2017年6月,深圳市已将636家重点工业企业和197栋大型公共建筑纳入碳排放管控范围,包括比亚迪、中兴通讯等,是目前国内碳排放配额流转率最高的碳交易市场。“碳泄漏”问题意味着深圳的“双达”实现不仅要依靠深圳,也需要区域市场的共同发展。

  深圳“双达”探索的价值

  深圳在交通和电力这两个协同减排的核心领域得到了显著的成果;同时,经济发展并没有因此而放慢步伐。深圳“双达”项目研究发现,促进温室气体减排,减少大气污染的排放,一定程度上将继续倒逼深圳的产业转型。

  对一些传统的高污染和高能耗产业,实现“双达”有明显的挤出效应。蒋晶晶告诉澎湃新闻记者,“一些低附加值的、传统的高污染高能耗行业,会因为环境问题上的限制,对其成本造成比较大的影响,这类产业就将从深圳淘汰。”

  另一方面,研究发现,实现“双达”对同产业里技术比较先进的企业有正向的激励作用。研究人员按通过碳排放交易的典型样本企业的数据发现,碳绩效比较高(即碳排放强度比较低)的企业,通过最近几年的排放管制,技术的进步更快,碳强度下降速度和能效的提高也变得更快,因此,这些企业的工业增加值和产值在整个行业里的占比变高。对于这部分技术先进的企业而言,同样的措施并未影响其发展,反而使它们在产业中的占比有所提高。

  以和交通治理息息相关的新能源汽车产业为例,2018年8月,深圳市表示,将重点打造年产值800亿-1000亿元的国家级新能源汽车产业基地,实现20万辆新能源汽车整车、60万套电动汽车动力总成的产能规模,建立2-3个国家级新能源汽车及关键零部件研发测试中心。

  这一蓝图是建立在深圳低碳转型稳定发展的良土上。近年来,深圳本土的新能源汽车企业比亚迪在不断扩张,如今已成为国内新能源汽车的龙头企业。交通领域低碳转型带来的机遇也吸引了外来的企业,2016年,南京金龙客车制造有限公司亦将新能源汽车基地,落户在深圳坪山。

  蒋晶晶表示,从深圳整体的产业结构升级来看,第三产业占比稳步上升,第二产业里除了建筑业仍在上升外,水、天然气等市政基础产品供应稳定,而采矿挖掘业一直保持极少的占比。从整个制造业来看,电子信息产品制造业、汽车装备制造业等高新技术制造业,占比则明显上升。

  另一方面,王东也指出,在产业转型提升环境质量的过程中,有一段时间的碳排放增多也是正常现象,重要的是确保排碳和治理环境的优先级。“节约并不意味着什么都不做。减少碳排放也不能以降低生活质量和幸福指数为代价。”王东表示。

  “在协同‘双达’的探索中,深圳的经验对全国其他城市地区而言十分宝贵。在国家和地方应对气候变化职能从发改体系转隶生态环境体系完成之际,协同管理从机构和管理职能上更加顺畅,是推动协同”双达“的良好契机。”能源基金会低碳城市项目主任王志高说。

指导机构:中华人民共和国住房和城乡建设部科学技术委员会    中华人民共和国自然资源部科技专家咨询委员会
主办机构:中国国际城市化发展战略研究委员会
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