构建绿色低碳能源体系，助推新型工业化

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绿色低碳是新型工业化的生态底色。新型工业化之所以“新”，根本条件之一就是底色必须“绿”。目前，我国工业领域占据六成的能源消费总量，碳排放占总量的七成左右（工业和信息化部节能与综合利用司，2024）。绿色发展要成为新型工业化的普遍形态，离不开绿色低碳能源体系的支撑。构筑绿色低碳能源体系，将擦亮新型工业化生态底色，为实现高质量发展、锻造我国绿色制造业长板优势提供基础保障。

一、绿色低碳能源体系支撑新型工业化的内涵与意义

以绿色低碳能源体系构筑新型工业化的基础，包括三重内涵：一是工业部门中绿色低碳能源利用的比例显著提高。这既需要推动工业过程中使用的传统能源绿色低碳转型，也需要全面提升绿色能源供给水平和质量，例如提高绿色电力的消纳比例。二是制造业绿色发展的内生动力显著增强。既要提高能源使用效率，还要通过工业的工艺和流程再造，不断拓宽绿氢/绿电替代领域的深度和广度。三是全球市场化减碳机制使绿色低碳制造受到正向激励：碳中和将孕育更多的制造业细分产业，绿色低碳领域将崛起一批先进制造业集群，以构筑新兴绿色能源产业的制造长板优势为途径，提升在全球产业链供应链中的竞争力。

绿色低碳能源体系是全面推动工业绿色低碳发展的重要引擎，至少可以从工业的基础能力提升、绿色转型升级、细分领域高起点发展等方面，支撑新型工业化的高质量发展。一是有助于提升制造业绿色发展基础能力。发展绿色低碳能源体系将推动绿色低碳标准体系的健全，以及与绿色低碳能源相关的碳排放的核算与报告标准、低碳技术与装备相关标准的完善，可以为绿色工厂、绿色产品、绿色工业园区、绿色供应链标准提供参考；与绿色低碳转型相关的关键基础材料、基础零部件、绿色低碳计量等关键技术也能在绿色能源系统的应用中，加快工程化和产业化的进程。二是有助于加快传统产业的绿色低碳转型升级。加快推进终端用能的电气化，将带动钢铁、有色、石化、建材、机械、纺织等行业短流程工艺技术的创新与突破；部署面向工业企业园区的绿色微电网技术，建设“零碳园区”就近大规模高比例利用可再生能源，实现多能高效互补利用。三是有助于推动新兴绿色能源产业这一工业部门细分领域的高起点发展。我国在可再生能源技术和制造领域处于领先地位，风电、光伏发电等清洁能源设备生产规模稳居世界第一，具备影响国际市场的基础。绿色能源在工业能源消费中大规模接入，可以丰富绿色能源技术使用的场景并累积数据，巩固我国光伏装备、新能源汽车、锂电池等行业在全球产业链供应链中的长板优势。

二、绿色低碳能源体系支撑新型工业化的现状与挑战

我国正处于工业化转型的关键时期，协同推动能源绿色低碳转型和工业部门减排降碳是新的发展要求。从国内大循环的生产和消费主体的视角来看，我国积极推动工业生产体系全生命周期的绿色发展，从供给端推动落后产能的技术改造、加快工业节能提效、构建清洁高效低碳的工业能源消费结构，到终端推动工业固废和再生资源的综合利用。从国内国际双循环相互促进的视角来看，绿色低碳产品和服务是全球的通行证，以电动汽车、锂电池和光伏产品为代表的中国外贸“新三样”，成为我国产业链供应链融入全球产业体系的新名片，不仅保持着强劲出口及市场份额增长，而且促进全球产业链的补链强链与技术革新。然而，我国以绿色低碳能源体系支撑新型工业化发展，一定程度上仍面临着现实挑战。

第一，新能源的稳定性不足制约了其对工业的支撑作用。绿色低碳能源可以为工业绿色低碳发展提供基础保障。我国拥有丰富的可再生能源资源，水电、风电、太阳能发电装机规模目前均达到世界第一。《中华人民共和国2023年国民经济和社会发展统计公报》显示，2023年我国煤炭占能源消费比例下降到55.3%，而清洁能源的消费占比达到26.4%。同时，超过全球一半的可再生能源发电新增装机规模位于我国。新能源已经由21世纪初的“微不足道”发展到现阶段的“举足轻重”，未来还要成为“担当大任”的主流能源（杜祥琬，2023）。但是，由于高耗能行业主要是流程型制造业，要求连续稳定、经济安全的能源供应，而风能、太阳能等可再生能源具有间歇性、不稳定性特点，使得新能源大规模替代化石能源在短期内难以实现。新能源发电设备具有低抗扰、弱支撑性的特征，新能源电力的不稳定性给电网带来的冲击显著提升。尽管全球范围内光伏和风电的装机量快速攀升，我国新能源装机量更是在世界上处于领先地位，但是中国、美国、欧盟等主要经济体对新能源的消纳都或多或少遇到瓶颈期。

第二，高耗能高碳排放工业行业的转型任务仍然艰巨。我国工业体系齐全、品种多、规模大，产业韧性强，进行绿色低碳转型的潜力巨大，新时代以来我国以年均3%的能源消费增速支撑了年均超过6%的经济增长，单位国内生产总值能耗下降26.8%，是全球能耗强度降低最快的国家之一（孙金龙 等，2024）。尽管我国工业增加值占比持续下降，但是我国产业结构仍然不合理，高耗能高碳产业所占比例仍然较大。据国家统计局、世界钢铁协会、中国海关及有关行业研究智库的数据，2022年全球大约54%的粗钢、51%的水泥和近20%的成品油生产自我国。据生态环境部相关数据，我国发电、钢铁、建材、有色、石化、化工、造纸、航空这8个行业的二氧化碳排放量占全国的75%左右。高耗能高碳排放行业是我国工业部门能否顺利实现“双碳”目标的关键所在。然而，我国钢铁、石化、建材等高耗能高碳产业的能源节约集约利用水平仍然不高，节能提效能力仍然不足。我国粗钢、炼油、合成氨、水泥等行业仍有部分产能的能效达不到基准水平，节能降碳潜力巨大。预计到2060年，工业部门仍将有约3亿吨二氧化碳难以消除，需通过碳汇、碳交易及负碳技术等方式实现碳中和目标。

第三，工业领域的关键降碳技术仍处于研发示范阶段。要实现高能耗、高碳排放的工业发展模式的转型，需要绿色能源系统、工业领域低碳工艺流程等多个领域关键技术的突破，例如采用绿氢/绿电替代现有化石资源为主的能源供给系统。然而，我国仍需加强上述领域的理论创新和原创技术突破，以技术创新推动工艺流程重构和产业结构调整。以氢冶金技术为例，以“氢还原”替代“碳还原”是降低钢铁行业碳排放的关键工艺技术，然而，一方面我国的氢冶金技术起步较晚，氢冶金示范项目多处于工业性试验阶段；另一方面，受氢气制取、储运、成本等因素的制约，我国现阶段所用氢气多数仍为“灰氢”或“蓝氢”，氢能的生产来源仍为化石燃料（碳排放量大），而使用可再生能源制取的绿氢供应不足。再以石化工业为例，要在石化工业中推广绿氢/绿电，则需要再造生产工艺流程，推动当前基于“烃基炼化”的炼化工艺总流程转型为基于“绿氢炼化”的流程，加快实现现代油品加工与绿氢耦合低碳发展，这也需要加大技术研发示范的力度，探索短流程转型路线以及调整现有的用氢用能结构。

第四，贸易壁垒影响中国清洁能源产业融入全球供应链。我国新兴绿色能源产业持续丰富着全球绿色产品供给，例如，从技术性能上看，我国量产先进光伏电池转换效率达到25.5%，高转换率创造了新的世界纪录；从市场份额上看，我国风电机组等关键零部件的产量占到全球市场的70%以上，2023年新能源汽车产销量占全球比重近65%。然而，我国制造业产品出口一定程度遭遇到绿色贸易壁垒的制约。一些国家在实施关税等传统贸易政策的基础上，还通过碳足迹标准和全周期碳排放量等指标设定，设置贸易壁垒并筛查进口产品，影响我国出口产品的生产成本和市场竞争力。例如，欧盟目前是中国最主要的清洁能源产品出口地区，但为了保护当地产业，欧盟2023年出台的《净零工业法案》提出，到2030年欧盟所需的包括光伏组件、风机、锂电池、热泵等净零技术和产品的40%将在欧盟境内生产制造。美欧及其盟友采取系列措施对全球清洁能源供应链进行重构，例如，美国-欧盟贸易和技术委员会（TTC）2022年5月的会议提出，中国光伏产品在欧盟和美国市场的集中度过高，因而要推动全球光伏供应链替代。

三、对策与建议

第一，组织国家战略科技力量进行关键核心技术攻关。面向高耗能高碳排放工业，加快工业和能源绿色低碳技术的联合研发攻关。一是要解决好新能源安全稳定供应技术、工业锅炉节能技术、绿色数据中心节能技术、绿氢生产及储运技术、低成本CCUS技术等行业共性技术问题；二是攻关工业领域的节能减碳技术；三是争取突破高耗能高碳排放行业的低碳工业流程技术，例如近零碳排放电弧炉炼钢技术、氢冶金技术、氢能煅烧水泥熟料技术、低钙水泥制造技术、生物化工技术、绿氢炼化流程再造技术、乙烯电裂解炉技术等；四是进行工业循环体系建设的关键技术攻关，鼓励制造企业瞄准产品设计、制造、运输、利用以及回收循环等全生命周期的绿色低碳转型需求，进行全流程系统化改造升级，减少资源全生命周期中所隐含的碳排放，探索提升固体废物绿色循环水平和提高固废减量化、无害化、资源化利用水平的关键技术，例如有机固废垃圾制氢技术、工业固废循环流化床锅炉燃烧发电技术等。

第二，加强绿电绿氢技术对工业生产环节的支撑。当前，要提升我国出口产品国际市场竞争力，必须降低工业产品嵌入式碳排放量。例如，欧盟颁布的碳边界调整机制（Carbon Border Adjustment Mechanism，CBAM），要求进口到欧盟的产品必须申报产品特定的嵌入式碳排放量（Specific Embedded Emissions of goods，SEEg），欧盟将根据该排放量向部分进口产品征收相应的“碳关税”。因此，要提高我国工业产品的国际竞争优势（例如产品出口优势），需要在工业领域不断提升绿色低碳能源的使用比例，以降低我国出口产品的“含碳量”。从增量看，推动新增的工业生产能源需求主要由太阳能、风力、生物质能、地热等可再生能源及所生产的绿电来满足，促进工业能源消费结构整体清洁化、低碳化。从存量看，针对流程型工业，需要鼓励制造企业运用绿色设计方法与工具，加快对钢铁、建材、石化等行业的重点环节进行节能降碳改造升级，开发推广一批适应绿色低碳能源特点的先进工艺流程技术，采用新材料、新技术、新设备提高能源资源利用效率和清洁生产水平，降低碳排放强度。例如，钢铁行业作为制造业31个门类中碳排放量最大的行业，需要探索和推广氢基直接还原、富氢熔融还原等技术创新，逐步探索“以氢代煤”冶炼“绿钢”的新模式，以实现节能降碳。

第三，促进新兴绿色低碳能源产业的供需对接。以创建绿色工厂、开发绿色产品、建设绿色工业园区和构建绿色供应链的需求为牵引，不断增加绿色能源的消费场景，通过工业领域绿色低碳能源消费需求，带动传统产业绿色低碳改造升级。此外，综合考虑资源供给、市场需求、碳排放和环境容量等因素，统筹优化调整全国钢铁、建材、石化等产业布局，提高产业供应链的集中度，推动高耗能高碳排放产业园区化、基地化、大型化、集约化发展。同时，持续扩大我国以新兴绿色能源为代表的绿色低碳产业的先发优势，满足国际国内“两个市场”对新能源汽车、光伏光热产品、绿色消费类电器电子产品、绿色建材等消费需求，构建绿色低碳产业增长的新引擎。

第四，耦合能源技术与数字技术，促进工业绿色化、低碳化。近年来，我国能源、电力及上下游企业从大数据、人工智能、工业互联网等数字技术切入，促进能源基础设施互联、能源形式转化数据互用，不断探索智慧能源的新业态。智慧能源不仅能加快绿色化改造、夯实现代化产业体系基础，还能为新兴绿色能源产业提供应用场景。例如，利用数字化网络化智能化能耗监管，实现对能源产生和消耗的精细化管理，及时排查生产过程碳排放量，可以提升节能减碳水平。再比如，将5G与人工智能用于钢铁行业的废钢定级环节，可降低安全风险和主观判断差异等问题，增加废钢循环回收量，为钢铁行业改进全废钢电炉流程提供条件。

第五，主动参与全球能源治理，扩大新能源产业对外合作。一是增进与国际能源署、国际可再生能源署等国际机构的合作，更深入地参与全球能源治理，并加强区域性能源合作伙伴关系。二是扩大与中东、东南亚、非洲和南美等广大的发展中国家的全面合作，不仅加强高性价比能源技术方案的供给能力，而且加快从产业链某一环节供应商向整体方案提供商转型。

推动工业绿色化发展，是推进新型工业化的内在要求，特点是低消耗、低排放、高效率。绿色低碳能源体系是打造绿色制造体系的重要支撑，对于构建清洁高效低碳的工业能源消费结构、深入推进工业行业领域能效提升、加快构建资源循环利用体系、全面推动资源节约高效利用具有重要作用。以绿色低碳能源夯实新型工业化的基础时，要把握科技创新这个新质生产力的核心要素（李晓红，2024），新质生产力本身就是绿色生产力。此外，还要看到，我国的能源资源禀赋不仅仅是“富煤缺油少气”，可再生能源资源丰富也是重要禀赋，而且目前开发量还不到一成（杜祥琬，2023）。立足我国的能源国情，加快打造绿色低碳能源体系，持续增加对工业部门的高质量有效能源供给，有助于提高能源资源安全保障能力。以绿色低碳能源构筑新型工业化的基础，须坚持系统观念，统筹考虑我国能源资源禀赋、区域和部门的碳排放基数、不同工业部门用能方式和效率、流程工艺和技术路线、绿色产品性能和市场需求、国际产业链供应链合作等多方面因素，科学研判形势和破解复杂挑战，不断夯实新型工业化的能源根基。

张闳肆1，2，姜玲玲1（1.中国工程院战略咨询中心；2.清华大学能源与动力工程系）/文，首发刊载于《科技中国》2024年第8期 专题：推动新能源高质量发展。

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