碳排放的时空特征与区域能源消费的低碳效率：以京津冀地区、长江三角洲地区和川渝地区为例

《Ecological Indicators》：Temporal–spatial characteristics of carbon emissions and low-carbon efficiency of regional energy consumption: A case study of Beijing-Tianjin-Hebei, Yangtze River Delta and Sichuan-Chongqing regions

区域能源消费碳排放核算与低碳效率评估

　　在当前全球气候变化日益严峻的背景下，中国作为世界第二大经济体，其碳排放控制与低碳转型已成为全球环境治理的重要组成部分。本文旨在通过系统分析中国三个典型地区——京津冀地区、长三角地区以及成渝地区——的能源消费碳排放特点，以及这些地区在低碳效率方面的表现，为实现国家“双碳”目标（即2030年碳达峰和2060年碳中和）提供科学依据和政策建议。

### 一、研究背景与意义

近年来，全球变暖引发了诸如热浪、洪水和土壤沙漠化等极端气候事件，给人类社会带来了巨大挑战。随着可持续发展理念的深入，各国纷纷致力于探索绿色低碳转型的新路径。中国在这一进程中扮演着关键角色，其庞大的能源消费规模和人口基数决定了其碳排放控制的全球重要性。为了履行其作为大国的责任，中国确立了2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的重要时间节点。在这一背景下，明确关键地区的碳排放特征和不同行业间的减排优先级，对于推动低碳能源发展至关重要。

### 二、研究方法与数据来源

本文采用了改进的Super-SBM-Undesirable模型，结合了材料平衡原则，对三个地区的能源消费碳排放进行了评估。该模型引入了“强自由处置”假设，认为在低碳效率评估中，可以通过优化输入结构和输出配置来减少污染物排放，而不必依赖于对理想输出的削减。这与传统的“弱自由处置”假设形成对比，后者认为减少污染物排放必须伴随理想输出的减少。

研究数据来源于《国家温室气体排放因子数据库》，该数据库由中国生态环境部和国家统计局联合建立，提供了基于实地调查、实际测量和科学验证的排放因子。此外，还参考了2019年对2006年IPCC国家温室气体清单指南的修订版，以及《省级温室气体清单编制指南（试行）》。这些数据来源确保了研究的科学性和准确性，使得碳排放计算能够更加贴近中国的实际情况。

### 三、研究发现与分析

#### 1. 碳排放总量排名

从2016年至2023年，三个地区在能源消费碳排放总量上的排名从高到低依次为：江苏、河北、浙江、安徽、上海、四川、重庆、天津和北京。其中，江苏、河北、浙江、安徽的碳排放总量位居前列，这与其较高的经济规模和人口密度密切相关。而北京和天津由于政治地位的特殊性，虽然能源供应相对稳定，但其低碳能源自给率仍然有限。

#### 2. 工业与交通行业作为主要排放源

工业行业是能源终端消费中的主要碳排放源，其高碳能源的持续高强度需求是造成这一现象的主要原因。与此同时，交通行业在三个地区中也扮演着重要角色，特别是在经济发达的长三角地区，由于其庞大的货运和客运需求，交通行业的碳排放增长显著。相比之下，成渝地区由于其丰富的天然气资源，以及清洁能源的利用优势，成为低碳能源利用的典范。

#### 3. 区域间电力调度对碳排放的影响

区域间的电力调度对碳排放的贡献具有显著的区域差异性。在成渝地区，安徽和四川在电力调度过程中表现为碳汇，而其他地区则作为碳源。这表明，在区域间能源调配中，某些地区通过向其他地区输送电力，间接减少了自身的碳排放。然而，这种调度方式在某些情况下也带来了挑战，例如如何确保电力调度过程中的碳排放责任划分，以及如何平衡区域间的能源供需。

#### 4. 低碳效率的区域差异

在低碳效率方面，成渝地区表现最佳，其清洁能源资源丰富，能够有效促进低碳能源的利用。长三角地区则呈现出空间异质性，江苏、浙江和上海充分发挥了区域协调发展的优势和智能化转型的潜力，推动了低碳能源产业的发展。相比之下，安徽的低碳效率最低，这与其在低碳能源消费方面的基础薄弱有关。北京和天津的低碳能源自给率较低，这与其能源供应依赖外部资源密切相关。河北则面临“污染天堂”困境，即在承接工业转移过程中，可能带来额外的碳排放压力。

### 四、政策建议与启示

#### 1. 推动京津冀地区的低碳转型

京津冀地区应加快推动供暖系统从以化石燃料为主的模式向多能互补的综合能源系统转型。同时，应加强对于成熟油气田的详细勘探，以增加可利用的能源储备。北京和天津作为直辖市，应利用其政策优势，推动清洁供暖系统和节能建筑改造，并试点绿色交通激励机制。此外，应加快推进“以电代煤”和“以电代油”的替代计划，优先发展分布式可再生能源发电和高压电网基础设施。

为了更好地协调区域间的能源供需，京津冀地区应积极利用内蒙古、成渝地区的绿色电力资源，同时提升自身的低碳能源自给能力。此外，为了应对“污染天堂”问题，河北应与北京和天津的绿色低碳产业进行精准对接，强调绿色产业的承接和升级。同时，应推动钢铁行业的创新，如短流程转型和氢冶金技术。

#### 2. 长三角地区的低碳发展路径

长三角地区应充分利用其在科技与创新方面的优势，加快突破虚拟电厂、智能微电网、超超临界燃煤发电、电动内河船舶和超低能耗建筑等关键技术。同时，应优先推动工业和交通领域的节能降碳。在重工业领域，如建材、化工和冶金等行业，应积极推进设备升级，以提高能源利用效率。

此外，长三角地区应积极推广新能源汽车，如纯电动汽车、插电式混合动力汽车和氢燃料电池汽车，特别是在公共交通和重载货运领域。同时，应利用其沿海改革开放高地的优势，探索绿色电力交易机制，如利用安徽的光伏发电过剩和上海的碳排放交易试点计划，以实现能源的绿色化和低碳化。

#### 3. 成渝地区的低碳能源优势

成渝地区应充分发挥其在清洁能源方面的资源禀赋，如页岩气和煤层气等非常规气源，以提升能源储备和产量，从而支持全国范围内的“煤油转气”转型计划。同时，应积极探索天然气与可再生能源的综合利用，如将天然气制氢与水电耦合，以及推广冷热电联产（CCHP）系统。此外，应持续推动“西气东输”和“西电东送”等减排项目，以确保区域间的能源公平和可持续发展。

在“西部大开发”战略背景下，应避免因区域发展不平衡而导致的“先发展后治理”路径。应优先建设可再生能源基地，如水电、风电和光伏，并构建向外输送的能源走廊，以探索西部地区以能源为基础的扶贫新路径。同时，应重点突破重型燃气轮机、超深天然气开发、高原和寒冷地区水电项目、风光水互补资源开发和特高压输电等关键技术。

### 五、研究局限与未来展望

尽管本文在低碳效率评估方面取得了一定成果，但仍存在一些局限性。首先，目前的数据库中，碳排放因子未能充分考虑区域参数的异质性。未来的研究可以进一步引入更新的数据库信息和实地测量数据，以提高评估的准确性。其次，区域间的碳排放责任划分问题仍有待深入探讨，特别是在生产者与消费者之间的责任归属方面。最后，本文的低碳效率评估框架虽然涵盖了输入（资源、分配、劳动力、资本）和输出（理想产出与非理想产出）两个维度，但其指标的全面性仍有提升空间，未来可以进一步拓展基础数据来源，以实现更全面的评估。

### 六、总结

本文通过系统分析京津冀、长三角和成渝地区的能源消费碳排放特点，揭示了不同地区在低碳效率方面的差异，并提出了相应的政策建议。这些发现不仅有助于理解中国在实现“双碳”目标过程中所面临的挑战，也为各地区的低碳转型提供了科学依据。未来的研究应进一步深化对碳排放责任划分和区域间能源调配机制的探讨，以推动中国低碳能源发展的全面优化和可持续性。