張晰月，楊莉，呂春英，汪自書，常照其

(1.北京清華同衡規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，北京 100085；2.清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100084)

2020 年9 月22 日，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布，中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和。隨后，碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)被納入“十四五”規(guī)劃。2021 年1 月，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的《關(guān)于統(tǒng)籌和加強(qiáng)應(yīng)對氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作的指導(dǎo)意見》[1]明確提出，“將應(yīng)對氣候變化要求納入‘三線一單’(生態(tài)保護(hù)紅線、環(huán)境質(zhì)量底線、資源利用上線和生態(tài)環(huán)境準(zhǔn)入清單)生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控體系，通過規(guī)劃環(huán)評、項目環(huán)評推動區(qū)域、行業(yè)和企業(yè)落實煤炭消費(fèi)削減替代、溫室氣體排放控制等政策要求，推動將氣候變化影響納入環(huán)境影響評價”。同年在全國生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作會議上，生態(tài)環(huán)境部部長黃潤秋表示，“十四五”時期，我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)將進(jìn)入減污降碳協(xié)同治理的新階段。

“三線一單”是實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)精細(xì)化管理、強(qiáng)化國土空間環(huán)境管控、推進(jìn)綠色高質(zhì)量發(fā)展的一項重要工作。將碳排放上限納入“三線一單”管控體系，統(tǒng)籌碳達(dá)峰與污染防治，提出碳排放管控目標(biāo)，劃定重點(diǎn)管控區(qū)域，明確重點(diǎn)區(qū)域和領(lǐng)域碳排放管控要求，有助于引導(dǎo)區(qū)域和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，既是對我國生態(tài)環(huán)境管理體系的補(bǔ)充完善，也是實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的有效舉措。

三亞市是海南省“三線一單”編制試點(diǎn)市縣之一，目前已完成相關(guān)編制工作，同時也是第三批國家低碳城市試點(diǎn)之一。2017 年2 月三亞市人民政府印發(fā)的《三亞市“十三五”國家低碳試點(diǎn)城市建設(shè)實施方案》提出，三亞市持續(xù)開展低碳城市建設(shè)，于2025 年實現(xiàn)碳排放達(dá)峰的目標(biāo)。三亞市率先實現(xiàn)碳排放達(dá)峰，將是海南國家生態(tài)文明試驗區(qū)建設(shè)取得的又一項積極進(jìn)展，也是碳中和愿景下海南自由貿(mào)易港建設(shè)的有機(jī)組成部分。本研究旨在探索“三線一單”碳排放管控的技術(shù)方法，將其應(yīng)用于三亞市，以確定其碳達(dá)峰年份和其他碳排放上限目標(biāo)，并建立碳排放分區(qū)管控體系，為三亞市生態(tài)文明建設(shè)提供借鑒，同時也為其他地市“三線一單”碳排放管控提供實踐經(jīng)驗。

1 “三線一單”碳排放管控主要任務(wù)和技術(shù)路線

參照《“生態(tài)保護(hù)紅線、環(huán)境質(zhì)量底線、資源利用上限和環(huán)境準(zhǔn)入負(fù)面清單”編制技術(shù)指南(試行)》(環(huán)辦環(huán)評〔2017〕99 號)[2]，結(jié)合碳排放管控工作特點(diǎn)，提出“三線一單”碳排放管控的主要任務(wù)，包括現(xiàn)狀排放分析、管控目標(biāo)確定、重點(diǎn)管控區(qū)和管控要求4 方面內(nèi)容。

(1)明確核算邊界，分析碳排放現(xiàn)狀。核算邊界涵蓋管轄地理范圍內(nèi)所有碳排放源，地理范圍包括城市建成區(qū)、非建成區(qū)和農(nóng)村地區(qū)，排放源包括能源活動、工業(yè)生產(chǎn)過程、農(nóng)業(yè)、廢棄物處理、土地利用變化和林業(yè)等方面。根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會活動水平數(shù)據(jù)，參照《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》[3]的技術(shù)方法，合理選擇排放因子和模型，核算區(qū)域現(xiàn)狀碳排放情況，分析碳排放總量與構(gòu)成、行業(yè)分布狀況、重點(diǎn)排放源和排放水平，識別碳排放的重點(diǎn)區(qū)域和關(guān)鍵領(lǐng)域。

(2)確定碳排放管控目標(biāo)，進(jìn)行碳排放預(yù)測分析。銜接國家、省、市級碳減排相關(guān)戰(zhàn)略、政策與法規(guī)、低碳發(fā)展規(guī)劃、控制溫室氣體排放工作方案等對于碳排放總量、強(qiáng)度和達(dá)峰年份等的要求，統(tǒng)籌環(huán)境質(zhì)量底線和能源利用上限研究，確定將碳排放上限和達(dá)峰年份作為管控目標(biāo)?；谔寂欧徘鍐?，按照目前的政策措施和技術(shù)發(fā)展趨勢，分析編制期限內(nèi)能源活動、工業(yè)生產(chǎn)過程、農(nóng)業(yè)、廢棄物處理、土地利用變化和林業(yè)部門的活動水平變化，合理選擇排放因子，利用模型測算區(qū)域的碳排放變化趨勢。

(3)識別重點(diǎn)區(qū)域，劃定碳排放重點(diǎn)管控區(qū)。綜合考慮碳排放現(xiàn)狀及未來變化趨勢，識別碳排放總量高或強(qiáng)度大的區(qū)域，如產(chǎn)業(yè)園區(qū)、中心城區(qū)、火力發(fā)電廠、污水處理廠、固體廢棄物處理場、規(guī)?；B(yǎng)殖場等，將其劃為碳排放重點(diǎn)管控區(qū)。

(4)分析目標(biāo)可達(dá)性，明確碳排放管控要求。若碳排放預(yù)測結(jié)果與管控目標(biāo)之間存在差距，則依據(jù)碳減排潛力分析，在現(xiàn)有政策措施基礎(chǔ)上加大技術(shù)提升和管控強(qiáng)度，進(jìn)一步降低關(guān)鍵領(lǐng)域的活動水平，構(gòu)建強(qiáng)化情景，使碳排放總量、強(qiáng)度和達(dá)峰年份達(dá)到管控目標(biāo)的設(shè)定值。針對強(qiáng)化情景，提出重點(diǎn)管控區(qū)和關(guān)鍵領(lǐng)域的碳排放管控要求。

“三線一單”碳排放管控技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 “三線一單”碳排放管控技術(shù)路線

2 三亞市碳排放管控研究

2.1 經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展概況

三亞市長期以第三產(chǎn)業(yè)為主、第二產(chǎn)業(yè)為輔，2008—2020 年第三產(chǎn)業(yè)占比增加了13.2%，第二產(chǎn)業(yè)占比長期維持在20%左右，近幾年有所下降，2020 年降至16.3%。旅游業(yè)是三亞市的支柱產(chǎn)業(yè)，旅游收入持續(xù)增加，2020 年旅游總收入為424.7 億元，是2008 年的4.7 倍左右。三亞市常住人口持續(xù)增加，同比增長率為2.7%左右，城鎮(zhèn)化率2020 年達(dá)到78.0%。

2016 年三亞市的用能結(jié)構(gòu)以電力為主，其占比為63.1%，較2005 年增加59.4%。油品和天然氣消費(fèi)分別占比29.1%和7.7%，原煤在2015 年實現(xiàn)零使用。2016 年三亞市的公共建筑和交通運(yùn)輸能耗占總量的比例為67.9%，為能耗最大的兩個部門，而電力熱力生產(chǎn)部門的能耗僅占總量的2.2%。2016 年三亞市的電力消費(fèi)總量為35.5 億千瓦時，其中公共建筑的電力消費(fèi)量最大，占比約為46.4%，居民生活的電力消費(fèi)量其次，交通的電耗最小，僅為1.1 億千瓦時。

2.2 碳排放現(xiàn)狀分析

根據(jù)2005—2016 年的《三亞市溫室氣體清單報告》[4]，三亞市的碳排放總量自2010 年起呈現(xiàn)上升趨勢，如圖2 所示。能源活動是三亞市最大的碳源，排放量占2016 年碳排放總量的70.0%；能源活動的碳排放自2010 年出現(xiàn)大幅下降后，以年均0.6%的速率反彈增長。能源活動中，交通運(yùn)輸部門的碳排放量最大，2016 年占比達(dá)64.1%。廢棄物處理是三亞市的第二大碳源，排放量持續(xù)增長，2016 年占排放總量的21.6%。三亞市工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的碳排放在2010 年實現(xiàn)歸零，農(nóng)業(yè)活動的碳排放也得到了有效控制。森林的碳匯作用明顯，2016 年吸收10.9 萬tCO2e(噸二氧化碳當(dāng)量)，碳吸收量自2005 年以年均4.2%的速率增長。

圖2 2005—2016 年三亞市碳排放現(xiàn)狀

2.3 碳排放管控目標(biāo)

《三亞市低碳城市發(fā)展規(guī)劃(2016—2020 年)》要求，2020 年，三亞市碳排放總量控制在374.3 萬tCO2e；《三亞市“十三五”國家低碳試點(diǎn)城市建設(shè)實施方案》要求，2020 年，三亞市單位GDP 二氧化碳排放比2015 年下降15%以上，力爭到2025 年實現(xiàn)全市碳排放總量達(dá)到峰值。因此，提出三亞市的碳排放管控目標(biāo)為:2020 年排放總量不超過374.3 萬tCO2e，排放強(qiáng)度較2015 年下降15%以上，2025 年碳排放總量達(dá)到峰值。

2.4 碳排放情景預(yù)測

2.4.1 數(shù)據(jù)來源與技術(shù)方法

參照《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》的技術(shù)方法，確定如下碳排放核算模型的基本形式:

其中，活動水平為能源活動、工業(yè)生產(chǎn)過程、農(nóng)業(yè)、廢棄物處理、土地利用變化和林業(yè)等幾個部門各自的活動量，例如化石燃料使用量、工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)量、農(nóng)作物種植量、森林蓄積量等碳源或碳匯活動，其活動水平數(shù)據(jù)主要來自當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計部門和各行業(yè)掌握的相關(guān)信息。排放因子為各類活動的碳排放強(qiáng)度，一般可以采用國家或省市的推薦值，本模型與2005—2016 年的《三亞市溫室氣體清單報告》中選用的因子相一致。

本模型中涉及的數(shù)據(jù)主要來自2005—2016 年《三亞市溫室氣體清單報告》、2015—2016 年三亞市地區(qū)能源平衡表和2010—2017 年三亞市統(tǒng)計年鑒等。將三亞市2016 年各部門的活動水平代入模型，能夠完整地還原當(dāng)年三亞市的碳排放量與碳排放結(jié)構(gòu)，與清單相比還原度≥99.5%。

碳排放預(yù)測分析的關(guān)鍵是判定編制期限內(nèi)各部門的活動水平變化，判定依據(jù)主要為相關(guān)政策文件，包括國家、省、市級能源利用與碳減排相關(guān)的戰(zhàn)略、政策與法規(guī)、低碳發(fā)展規(guī)劃、控制溫室氣體排放工作方案等。本模型中的主要參數(shù)如表1 所示，設(shè)定參數(shù)于2020 年、2025 年和2035 年分別達(dá)到規(guī)劃值或預(yù)測值，參考文件包括《海南省清潔能源汽車發(fā)展規(guī)劃》《海南省“十三五”電力發(fā)展規(guī)劃》《海南省生活垃圾焚燒發(fā)電中長期專項規(guī)劃(2018—2030 年)》《三亞市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要(2016—2020 年)》《三亞市“十三五”國家低碳試點(diǎn)城市建設(shè)實施方案》《三亞市“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》《三亞市能源中長期發(fā)展規(guī)劃(2019—2030 年)》等。

表1 碳排放預(yù)測分析主要模型參數(shù)

按照目前的政策措施和技術(shù)發(fā)展趨勢，預(yù)測三亞市未來的碳排放量變化，設(shè)定為基準(zhǔn)情景。若基準(zhǔn)情景下的碳排放量與管控目標(biāo)之間存在差距，將分析識別主要影響因素，并對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，形成符合管控目標(biāo)的強(qiáng)化情景[5]。根據(jù)強(qiáng)化情景，進(jìn)一步識別管控區(qū)域、并形成分區(qū)管控要求。

2.4.2 基準(zhǔn)情景下變化趨勢

在基準(zhǔn)情景下模擬的三亞市碳排放量變化如圖3 所示，碳排放自2016 年起呈現(xiàn)上升趨勢，2030 年出現(xiàn)峰值，碳排放峰值為293.6 萬tCO2e，單位GDP 碳排放較2015 年降低53.6%?；鶞?zhǔn)情景沒有達(dá)到三亞市碳排放總量2025 年達(dá)峰的目標(biāo)，應(yīng)該對相關(guān)管控措施進(jìn)行調(diào)整或強(qiáng)化，以降低關(guān)鍵部門的活動水平，使得達(dá)峰年份不超過管控目標(biāo)的設(shè)定值。

圖3 基準(zhǔn)情景下三亞市碳排放變化趨勢

2.4.3 碳排放主要影響因素識別

三亞市的電力熱力生產(chǎn)部門(包括天然氣生產(chǎn)、電力生產(chǎn)和工業(yè)生物質(zhì)發(fā)電等)2035 年的碳排放較2016 年增加43.5 萬tCO2e，如圖4 所示，漲幅最大，達(dá)376.8%。公共建筑2035 年的碳排放較2016 年增加32.8 萬tCO2e，漲幅達(dá)84.8%，原因是第三產(chǎn)業(yè)(旅游業(yè))等迅速發(fā)展使能耗大幅增加。交通運(yùn)輸部門2035 年的碳排放較2016 年增加16.2 萬tCO2e，漲幅達(dá)16.0%。其他社會部門的碳排放量基數(shù)較小或變化不顯著。

圖4 2016—2035 年三亞市主要部門碳排放量變化

從能耗的角度看，如圖5 所示，三亞市2035 年公共建筑和交通運(yùn)輸?shù)哪芎恼既鐣偭康?6.4%，公共建筑和交通運(yùn)輸成為能耗最大的兩個部門，占比與2016 年的值相近。2035 年電力熱力生產(chǎn)部門的能耗占全社會總量的16.1%，而2016 年該占比僅為2.2%，這從側(cè)面反映出三亞市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對電力等能源資源需求的激增。

圖5 2035 年三亞市主要社會部門能耗占比情況

以上分析表明，三亞市的主要碳源為公共建筑和交通運(yùn)輸，以及電力熱力生產(chǎn)部門。因此從交通油耗、交通電耗、電力消費(fèi)和可再生能源發(fā)電4 個方面調(diào)整模型參數(shù)，構(gòu)建2025 達(dá)峰情景下碳排放預(yù)測模型。達(dá)峰情景中的參數(shù)設(shè)定較基準(zhǔn)情景有如下考慮:

(1)交通油耗:2025 年之后，燃油車的單耗進(jìn)一步降低，并引入生物柴油、LNG(液化天然氣，Liquefied Natural Gas)等清潔能源替代傳統(tǒng)柴油；

(2)交通電耗:電動汽車的單位載質(zhì)量電能消耗量進(jìn)一步降低；

(3)電力消費(fèi):經(jīng)濟(jì)活動的電力消費(fèi)彈性系數(shù)進(jìn)一步降低，且居民生活的電力消費(fèi)效率提升；

(4)可再生能源發(fā)電:2035 年，可再生能源發(fā)電的裝機(jī)容量較2025 年翻倍增長。

2.4.4 2025 達(dá)峰情景下變化趨勢

在2025 達(dá)峰情景下模擬的三亞市碳排放量變化如圖6 所示，碳排放的上升趨勢較基準(zhǔn)情景放緩，2025 年出現(xiàn)峰值，碳排放量為251.3 萬tCO2e，之后碳排放量連續(xù)5 年及以上持續(xù)降低。通過能源利用和減污降碳協(xié)同管控措施，2025 達(dá)峰情景下能夠?qū)崿F(xiàn)三亞市碳排放總量、強(qiáng)度和達(dá)峰年份的管控目標(biāo)，大氣環(huán)境質(zhì)量也達(dá)到目標(biāo)要求。

圖6 2025 達(dá)峰情景下三亞市碳排放變化趨勢

基于2025 達(dá)峰情景下預(yù)測模型計算，三亞市2020 年的碳排放上限為237.3 萬tCO2e、單位GDP 碳排放量較2015 年降低33.0%；2025 年的碳排放上限為251.3 萬tCO2e、單位GDP 碳排放量較2015 年降低50.4%；2035 年的碳排放上限為218.3 萬tCO2e、單位GDP 碳排放量較2015 年降低63.5%。2025—2035 年的碳排放上限目標(biāo)后續(xù)將與三亞市未來的發(fā)展規(guī)劃相銜接。

2.5 碳排放管控分區(qū)

綜合考慮碳排放現(xiàn)狀及未來變化趨勢，三亞市的主要碳源為公共建筑和交通，因此劃定其市轄區(qū)建成區(qū)的全部范圍為碳排放重點(diǎn)管控區(qū)(表1)，實施更為嚴(yán)格的管控要求，碳排放重點(diǎn)管控區(qū)占全市總面積的17.3%。

表2 三亞市碳排放重點(diǎn)管控區(qū)

2.6 碳排放管控要求

針對所識別的三亞市碳排放關(guān)鍵領(lǐng)域和重點(diǎn)管控區(qū)，在現(xiàn)有政策措施的基礎(chǔ)上補(bǔ)充碳排放管控要求，進(jìn)一步降低公共建筑和交通的能耗水平，并通過能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和公眾參與，形成由基準(zhǔn)情景向2025 達(dá)峰情景過渡的路徑措施，如表3 所示。

表3 三亞市碳排放管控要求

在公共建筑領(lǐng)域，研究顯示，通過加設(shè)隔熱層、墻體綠化、外窗遮陽等改造技術(shù)，三亞市可實現(xiàn)酒店、辦公樓等既有建筑節(jié)能超過20.0%[6]。此外，調(diào)查顯示，三亞市公共建筑空調(diào)機(jī)組的制冷性能系數(shù)超過75%，沒有達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)[6]，因此既有建筑節(jié)能改造和電器設(shè)備性能(尤其是空調(diào)機(jī)組)達(dá)到《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB 50189—2015》[7]要求是三亞市公共建筑節(jié)能減排的重要措施。

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，除控制機(jī)動車保有量外，運(yùn)輸裝備的清潔化也是降低能耗和碳排放的關(guān)鍵。在《海南省清潔能源汽車發(fā)展規(guī)劃》等文件的基礎(chǔ)上，應(yīng)定期提高新能源汽車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)[8]，持續(xù)引導(dǎo)三亞市全域汽車更清潔高效。對于燃用柴油的大型貨車和內(nèi)河近海船舶，應(yīng)積極采用生物柴油、燃料乙醇、LNG 等替代燃料，并于2035 年前實現(xiàn)一定的應(yīng)用比例。采取合理的機(jī)動車限行、停車供給調(diào)控等措施，可有效降低交通需求，也是三亞市降低交通碳排放的重要措施[9]。

在能源供給側(cè)，應(yīng)充分利用三亞市的資源優(yōu)勢，除水力發(fā)電外，規(guī)?；l(fā)展光伏、風(fēng)電、生活垃圾焚燒發(fā)電等可再生能源，中遠(yuǎn)期總裝機(jī)容量超過110 萬千瓦，使全市非化石能源占一次能源的比例到2035 年達(dá)到62.5%。此外，應(yīng)加大綠色發(fā)展理念的宣傳力度，發(fā)揮企業(yè)、社會組織和公眾的作用，推動形成節(jié)能低碳的生產(chǎn)方式、生活方式和消費(fèi)方式[10]。

3 結(jié)語

“三線一單”碳排放管控是現(xiàn)行生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控體系的重要補(bǔ)充，以溫室氣體和多污染物協(xié)同減排為導(dǎo)向，通過建立碳排放總量和強(qiáng)度等碳排放上限目標(biāo)，劃定碳排放重點(diǎn)管控區(qū)，明確相應(yīng)管控要求，完善減污降碳協(xié)同準(zhǔn)入清單，推動能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和能源利用效率的提升，加速實現(xiàn)碳排放達(dá)峰和空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

在“三線一單”管理中，將減污降碳協(xié)同準(zhǔn)入要求納入各級生態(tài)環(huán)境準(zhǔn)入清單，指導(dǎo)規(guī)劃環(huán)評和項目環(huán)評，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入和重大項目選址，從決策階段降低溫室氣體排放。在具體落地應(yīng)用中，除生態(tài)環(huán)境主管部門外，還涉及發(fā)展和改革、工業(yè)和信息化、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、林業(yè)等部門，應(yīng)加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，完善部門協(xié)作機(jī)制，強(qiáng)化技術(shù)支撐和保障，以提升碳排放管控的實效。

不同區(qū)域的自身定位、資源稟賦、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、社會發(fā)展階段等具體情況不同，應(yīng)在充分分析其碳排放特征和變化趨勢的基礎(chǔ)上，合理提出碳排放管控重點(diǎn)和關(guān)鍵措施。此外，CH4和N2O 也是重要的溫室氣體，增溫潛勢遠(yuǎn)大于CO2，化石燃料開采、農(nóng)業(yè)和廢棄物處理是主要的排放源，不可忽視這些部門的活動對區(qū)域碳排放水平的影響。