武漢工業領域碳排放達峰路徑研究報告
近日,落基山研究所發布報告《武漢工業領域碳排放達峰路徑研究報告》,對報告執行進行了摘錄和綜述并分享與大家。
研究結論
如果不采取額外行動,在GDP按照武漢市規劃目標增長的情況下,武漢市工業領域的碳排放到2028年才會達峰,峰值為8930萬噸,達峰行動計劃目標無法實現。2022年工業領域碳排放將達到8480萬噸,比目標值高出1220萬噸。
如采取達峰行動措施,武漢市工業領域碳排放將于2020年達峰,峰值為7290萬噸,其中建筑業碳排放約為365萬噸。工業領域碳排放到2022年將降低到7045萬噸。則達峰情景下,工業領域碳排放將實現武漢市達峰行動計劃目標。
本研究采取的措施分為四大行動領域:優化產業結構、加速產品升級、提高能源效率和低碳化能源結構。這四大行動領域的措施,在2015-2020年間,將累計為武漢市貢獻2250萬噸的碳減排,四大行動領域分別貢獻75%、-47%、62%、10%的碳減排。
具體行動
1、優化產業結構
兩大碳排放源—鋼鐵、水泥行業的總產值比重2015-2030年累計下降1.8%、1.4%,總產值絕對量依然穩步上升;
另一大碳排放源—石化行業在乙烯產能擴大的情況下,總產值比重基本保持不變,總產值絕對量大步增高后保持穩定;
戰略新興產業—醫藥制造業、汽車制造業、電氣制造業的總產值比重2015-2030年分別累計上升5%、4%、4%,總產值絕對量快速成倍增長。
2、加速產品升級
產品升級在達峰前對達峰產生的負貢獻主要是由于鋼鐵行業通過延長生產鏈生產高附加值產品形成的能耗和碳排放增量大于其他行業通過其他方式升級產品的碳排放減量。負貢獻率將在達峰后明顯減低,最終成為正貢獻,貢獻率將不斷上升;
2025年前,武漢工業主要產品水平努力向美國、日本、德國等國際先進國家水平靠攏(工業增加值率每年上升2-4%)。
3、提高能源效率
2025年前,各行業單位工業增加值能耗每年下降2-4%。
A.通用設備能效提高:空壓系統、泵系統等能為武漢工業制造部門帶來7-10%的能效節約機會;
B.系統優化:通過大數據、物聯網等智能手段,工業制造部門仍能節約10-20%的能耗。
4、低碳化能源結構
煤改氣:2025年前,在鋼鐵、石化、水泥等重工業行業,煤炭消耗量以每年2%的比例實現天然氣替代;
煤改電:2025年前,在醫藥、汽車、電氣等高新制造業,煤炭消費量以每年1.5%的比例實現電力替代;
2015-2020年間,能源轉換總計能帶來300萬噸CO2減排量。
主要行業
1、鋼鐵行業
鋼鐵行業是武漢碳排放最大的工業行業,2015年貢獻了工業部門47.65%的碳排放,未來也將持續占據工業碳排放第一位的位置;
如果不采取措施,鋼鐵行業碳排放在2022年前不會達峰,而是會持續增長,到2030年前趨于穩定;
如采取以下措施,武漢市鋼鐵行業的碳排放將在2020年達峰,峰值為3015萬噸CO2。四大行動領域措施在2015-2020年間,將累計帶來1840萬噸CO2減排量。主要達峰措施包括:控制鋼鐵總產量,特別是粗鋼產量;提高鋼鐵深加工高端產品比重;提高生產流程能效;生產過程煤改氣。四大行動領域措施分別會為鋼鐵行業帶來1377萬噸、-736萬噸、984萬噸、215萬噸碳減排,淘汰落后產能等帶來的行業結構優化帶來的貢獻最大;
提高能源效率
A.技術措施:燒結余熱回收(每年12.1萬噸CO2減排)、轉爐余氣余熱利用(每年4.7萬噸CO2減排)、蓄熱式燃燒器(每年4.5萬噸CO2減排)、熱軋軋線過程控制(每年2.0萬噸CO2減排) 、安裝潤滑系統(每年0.7萬噸CO2減排)。這些技術對于武漢鋼鐵行業都是經濟有效的;
B.系統優化:利用大數據、物聯網等的整體系統管理優化,可以帶來10-15%的能源節約;
2、石化行業
石化行業是武漢碳排放第二大的工業行業,2015年貢獻了工業部門14.9%的碳排放;
采取一系列措施,武漢市石化行業的碳排放將在2021年達峰,峰值為1017萬噸CO2。四大行動領域措施在2015-2020年間,將累計帶來614萬噸CO2減排量;
武漢市石化行業主要有武漢石化公司大型煉油加工項目和中韓石化80萬噸乙烯生產項目,后者正在進行30萬噸乙烯項目擴建,預計2020年投產;
受中韓石化產量擴大的影響,預計武漢石化行業將于2021年達峰,達峰后碳排放下降的主要驅動力是節能減碳技術措施帶來的能源效率的提升。
提高能源效率
A.武漢石化已經處于行業技術領先位置,2015-2020年萬元產值能耗預計可實現2%的下降;
B.中韓石化仍然可以采取蒸汽透平驅動發電機、使用替代能源等技術,并積極探索應用合同能源管理等系統優化措施,實現萬元產值能耗5-10%的下降;
但是未來武漢石化行業的碳排放仍然面臨著產能擴增、產品線延伸、市場影響等因素帶來的很多不確定性
3、水泥行業
水泥行業是武漢碳排放第三大的工業行業,2015年貢獻了工業部門7.46%的碳排放;
武漢現有兩家水泥廠——湖北亞東水泥廠(482萬噸年產量,105.8萬噸年碳排放)、武漢亞鑫水泥廠(134萬噸年產量,32萬噸年碳排放);另有3家粉磨廠(480萬噸年產量;115.1萬噸年碳排放);
如果不采取措施,水泥行業碳排放在2022年前不會達峰,而是會持續增長,2030年前趨于穩定;
采取一系列措施,武漢市水泥行業的碳排放將在2019年達峰,峰值為407.7萬噸CO2。四大行動領域措施在2015-2020年間,將累計帶來475萬噸CO2減排量;
能效提高
A.湖北亞東水泥廠技術措施:用立式輥磨機代替球磨機(每年3000噸CO2減排)、高壓輥壓機配球磨機(每年2800噸CO2減排)、低溫余熱回收發電(每年2800噸CO2減排)、使用替代能源(每年5000噸CO2減排);
B.武漢亞鑫水泥廠技術措施:用立式輥磨機代替球磨機(每年1700噸CO2減排)、 低溫余熱回收發電(每年800噸CO2減排)、使用替代能源(每年1400噸CO2減排);
C.粉磨廠技術措施:用立式輥磨機代替球磨機(每年3000噸CO2減排)、高壓輥壓機配球磨機(每年2800噸CO2減排)、使用替代能源(每年3000噸CO2減排)、可調速驅動器(每年2100噸CO2減排)、改進的球磨機研磨介質(每年1700噸CO2減排)、高效分選器(每年1700噸CO2減排);
D.以上措施對于武漢水泥行業都是經濟有效的;
E.系統優化:利用大數據、物聯網等的整體系統管理優化,可以帶來10-15%的能耗節約;
4、通用設備
提高能源效率
A.工業泵系統技術措施:更換更高效節能型電機(每年136.9萬噸CO2減排)、更換更高效節能型泵(每年133.6萬噸CO2減排)、安裝變速驅動器(每年118.6萬噸CO2減排)、清楚管道中的沉積物/結垢物(每年92.2萬噸CO2減排)、使用壓力開關關閉不必要的泵(每年82.5萬噸CO2減排)、修復泄漏、損壞的密封和包裝(每年71.6萬噸CO2減排)、調整或更換葉輪以使輸出達到要求(每年66.5萬噸CO2減排);
B.工業空壓系統技術措施:更換壓縮機尺寸以滿足需求(每年49.7萬噸CO2減排)、安裝變速驅動器(每年46.8萬噸CO2減排)、按照需求要求進行空氣處理(每年42.9萬噸CO2減排)、校正主管線分配管道中的過度壓降(每年41.1萬噸CO2減排)、通過壓力優化/控制/存儲消除人工需求(每年39.9萬噸CO2減排)、消除不適當的壓縮空氣利用(每年37.3萬噸CO2減排)、安裝壓縮機定序器(每年31.1萬噸CO2減排);
經濟成本和社會影響
在工業領域采取達峰行動可能對就業環境帶來一定影響。2015-2030年的累計節能量帶來的工業行業總計損失的就業數約為20萬人,平均每年減少1.3萬人,達峰后就業下降速率將逐年減小。從更大的范圍和更長的時間尺度來看,工業達峰行動將優化武漢就業崗位的結構,帶來更多高端工作機會,并且相關產業的發展將帶動交通、金融、物流、電子信息等行業的就業增長,彌補制造業的就業損失。
武漢工業部門2015-2020年間需要每年投資160億以實現2020年達峰前的累計碳減排量,占工業部門每年投資的10%左右。
風險和不確定性
武漢工業領域及各行業是否能盡早達峰受全球市場需求和貿易環境、全國產業政策和自身關鍵產業和項目的重大調整。
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