長沙加強“雙碳”示范城市建設面臨的主要問題與對策

傅曉華，王佳成，殷海龍，黃 靜

（中南林業科技大學 生態環境管理與評估中心，長沙 410004）

2020 年9 月，中國向世界宣布了“雙碳”目標，這既是從現實出發的行動目標，也是高瞻遠矚的長期發展戰略。長沙加強“雙碳”示范城市建設具有探索中部地區省會城市積極穩妥推進碳達峰碳中和的示范意義。

一、文獻回顧與碳排放狀況

（一）國內外研究現狀

國外關于碳排放的研究起步較早，其成果對我國碳排放影響因素等問題的研究具有參考價值。Mamipour S.等利用空間Durbin 模型研究了伊朗30 個省份2009—2014 年人均二氧化碳排放量的影響因素。[1]Shi A.利用STIRPAT 模型對碳排放量與人口的關系進行相關研究。[2]York R. 等指出城市化作為影響因素會使碳排放增加。[3]Dalton M. 等提出年齡結構、城市化、家庭規模等因素將會影響到未來的碳排放量。[4]Fan Y. 等通過研究不同發展水平國家的人口現狀、經濟和技術水平與碳排放的關系，得出各因子對碳排放的影響與國家所處的發展階段有關。[5]Wen L. 等基于省級面板數據進行研究，得出富裕程度、技術水平以及能源水平等對全國二氧化碳排放具有顯著的正向影響。[6]Zhao Q. 等采用IPCC《國家溫室氣體排放清單指南》中的方法進行研究，得出二氧化碳排放的主要影響因素是能源結構和人均GDP 的結論。[7]關于碳排放計量研究，劉志華等基于1999—2017 年省級碳收支核算相關數據，構建空間計量模型檢驗影響碳排放公平性的關鍵因素。[8]茍林等運用物料衡算法，計算了北京市2005—2010 年的碳排放量。[9]曾瑜皙等運用超越對數生產函數，計算了2001—2014 年中國30 個省域的旅游效率及損失度。[10]林伯強等采用Divisia 分解法以及STIRPA 模型進行分析，結果表明人均GDP、能源結構、能源消耗強度與中國人均碳排放量有關。[11]鄒秀萍等選取中國30 個省1995至2005年面板數據，得出區域碳排放與經濟發展呈“倒U”型曲線、能耗強度與地區碳排放間呈“U”型關系、第二產業產值占比與區域碳排放間呈“N”型曲線的結論。[12]李鍵等選取LMDI 分解模型與Tapio 脫鉤模型，構造全生命周期的碳源—碳匯模型，研究發現土地利用效率與長沙市土地利用碳排放量增長呈負相關效應。[13]張梅等借助空間計量模型對城市碳排放影響因素進行研究，得出經濟發展、城鎮居民人均可支配收入、第二產業的占比和城鎮化率的提高與城市碳排放量的增長有關的結論。[14楊英明等使用碳排放Tapio 脫鉤彈性分解模型，研究世界主要國家碳排放與經濟增長脫鉤之間的關系，發現經濟增長和能源強度與中、美、日本和印度的碳排放有關。[15]

（二）全國碳排放概況

中國碳排放變化總體趨勢也更大程度上反映出城市碳排，因為城市作為人類經濟社會活動集中分布區域，是二氧化碳排放的主要來源。根據Carbon Brief 網站的數據匯總，二氧化碳的排放高峰期集中分布在冬季供暖期（見圖1）。隨著中國城市化的高質量推進，選擇不同時間點和有效路徑實現雙碳目標以及建設雙碳示范性城市是未來城市發展的重點方向（見圖2），[16]長沙必須下好“先手棋”。

圖1 2019—2021 年中國二氧化碳排放變化量（單位：Mt）

圖2 中國二氧化碳排放及未來趨勢預測（1990—2040 年）

（三）長沙碳排放現狀

長沙位于華中地區，湖南省東部偏北，湘江下游和長瀏盆地西緣。長沙作為湖南省會，地區生產總值、能源消費總量均居全省首位，能耗強度全省最優，先后獲批全國水生態文明城市、國家循環經濟示范城市、國家低碳城市、國家首批裝配式建筑示范城市和國家廢舊物資循環利用體系建設重點城市?！笆濉逼陂g，長沙市規模以上工業企業能耗碳排放從763.48 萬噸下降到527.24 萬噸（見圖3）。2017—2022 年長沙碳排放量逐年下降（見表1），2022 年長沙市實現地區生產總值13 966.11 億元，同比增長4.5%，2021至2022 年能耗強度累計下降9.1%。

表1 長沙碳排放數據（2017—2022 年）

圖3 “十三五”期間長沙規模以上工業企業二氧化碳排放量

相對世界級國際大都市而言，長沙經濟體量不可比擬，碳排放量相對較低；相比國內武漢、西安、鄭州、成都等經濟和人口體量相當的城市，長沙碳排放總量（見圖4）、單位GDP 碳排放比和人均碳排放也比較低（見表2），這充分表明長沙建設雙碳示范城市建設已有良好基礎。作為中部重要省會城市，長沙不僅需要找到在減排與經濟發展中最佳的平衡點，更需要大力推進產業空間結構優化等措施對城市發展結構進行優化，構筑低碳型城市空間格局。[17]

圖4 2021 年全球典型城市二氧化碳排放量（單位：百萬噸）

表2 2021 年全球典型城市單位GDP 二氧化碳排放比和人均碳排放

二、長沙雙碳示范城市建設面臨的主要問題

（一）制造業升級不充分

長沙發展更多依靠制造業，且以化石能源為主，造成二氧化碳的大量排放，嚴重影響生態環境，城市熱島效應明顯?！笆濉币詠?，長沙不斷推進產業結構調整，著力發展第三產業，第三產業增加值節節攀升（見圖5）；“十四五”以來，為實現節能降耗，大力推進產業結構轉型升級，從“高碳經濟”向“低碳經濟”轉變。[18]

圖5 長沙三次產業構成走勢（2016—2022 年）

（二）支柱產業碳排放居高不下

能源結構受經濟發展條件和生產生活習慣影響，短期內難以發生根本改變。從能源種類的占比看，當前長沙傳統能源消耗仍占較大比重，能源利用效率有待提高，能源消費結構仍以煤、油、氣等石化能源為主，電力外調為主。2020 年工業原煤消費占化石能源消費的92.2%，能源消費結構以煤炭為主，能源對外依存度高（見圖6）。長沙非金屬、有色金屬、制造業和電力、熱力生產和供應等支柱產業，都是高碳產業，導致二氧化碳排放居高不下（見圖7），是長沙雙碳示范城市建設的“大難題”。[19]

圖6 長沙市工業能源結構圖（2022 年）

圖7 長沙規模以上工業企業主要能源按行業分組消費量（2022 年）

（三）發展新能源條件不足

長株潭城市群屬于能源資源極度匱乏區域，經濟社會發展能源基本上依賴外調，難以保證能源質量和及時需要。[20]長沙是生態環境良好的“山水洲城”，不宜大幅發展光伏、風電等新能源，更不能發展核電。雖然光伏能夠有效化解傳統能源緊缺矛盾和日益嚴重的環境污染問題，但長沙多陰雨，不具備良好的光照環境，同時不具備大面積光伏發展和風電建設的場地條件。風電項目往往位于山地，除施工造成山體大面積裸露等破壞以外，所涉及的區域造成“天空生態系統”“天地食物鏈”和風向等發生重大改變，長期如此必定導致生態系統破壞，得不償失。尤其要關注的是，長沙是亞熱帶生物多樣性較為豐富的地區，風電項目的建設對于鳥類的遷徙影響較大。由于核電安全的極端重要性，核電機組投產規模受到政府強力管控，目前中國僅有中核集團、中廣核集團、國家電投、華能集團4 家央企擁有核電控股運營資質，且行業集中度很高，長沙暫不具備相關的發展條件。

（四）產業聯動效應不強

2022 年，長沙GDP 為1.397 萬億元，比上年增長4.5%。其中第一產業增加值451.30 億元，第二產業增加值55 589.58 億元；第三產業增加值7 925.24 億元。但工業增加值與全國同類城市相比，與長沙打造先進制造業中心不相匹配（見表3）。產業之間關聯度不高，特別是第三產業與第一、第二產業之間的關聯度較低，難以形成優勢互補和協同發展格局。以長沙市智能制造為例，長沙工業由三一重工、中聯重工帶頭，包括工程機械、電子信息、新材料和食品等，已經呈現出多點支撐的局面，但物流業特別是智慧物流在長沙制造業發展中所起的作用不明顯，其發展還無法滿足長沙智能制造的物流需求。此外，第一產業以種養業為主體格局難以出彩，規模以上工業企業的發展質量不及鄭州、武漢等同類城市，集群化水平還不高，企業規模效益沒有得到充分體現，第三產業技術含量不足，除了教育產業外，其他以批發零售業、娛樂、網紅產業為主，新興服務業的發展較滯后，高端服務不足、與第一二產業結合不緊，尚沒有形成對第一、二產業的有效帶動，不利于長沙低碳型產業的轉化。第二產業能耗強度和碳排放要遠高于第一、第三產業，產業發展態勢給長沙低碳發展設置了障礙。[21]

表3 全國典型城市第二產業增加值（2022 年）

三、國內外典型低碳城市建設經驗啟示

（一）英國倫敦，法治先行

英國倫敦歷經霧都（其實是霾都）之后，開始在生態城鎮建設方面進行積極探索，力求改善環境。[22]2003 年，率先提出低碳經濟概念，2004年頒布《倫敦能源策略》，2008 年提出生態城鎮建設目標，2017 年出臺《減少碳排放條例草案》，2020 年出臺《清潔空氣（人權）法案》，設立清潔空氣委員會。經過一系列環境規制建設，倫敦逐漸成為低碳城市。2019 年可再生能源發電量占英國總發電量的36.9%，煤炭發電量僅占總發電量的2.1%。在倫敦的示范效應下，自1990 年以來英國溫室氣體排放量呈總體下降趨勢，2018 年英國溫室氣體排放量為5.63 億噸二氧化碳當量，是1990 年溫室氣體排放量的67.6%（見圖8、圖9）。倫敦充分發揮低碳理念踐行和環境政策實施的引領作用，強調提高城市建筑的能源效益，并在城市新發展計劃中提出優先使用可再生能源的要求。倫敦通過推行碳市場、施行碳稅等一系列措施，抑制傳統高污染高排放行業，刺激清潔能源等行業發展，有效減少溫室氣體排放，并通過制度與技術的協同創新帶動整個城市交通、建筑、消費和社會的低碳化轉型。長沙作為發展中國家的城市，有別于發達國家的城市特征和政策支持，既要充分吸收和借鑒倫敦低碳城市的建設經驗，包括發展理念、制度規則、政策體系、運營機制，又要梳理經濟增長和城市建設發展的內外部環境、變化因素以及存在的問題，在不斷實踐的過程中總結出長沙方案。

圖8 英國電力結構（1998—2018 年）

圖9 英國溫室氣體排放量（1990—2018 年）

（二）中國北京，能源調整

2012 年，北京達到碳排放峰值，碳達峰目標已順利完成，但碳排放情況不容樂觀，單位能耗低于長沙水平。經過相關治理，2013 年以來碳排放出現大幅下降，煤炭消費量由2015 年的1 165.2萬噸大幅削減到2020 年的約135 萬噸，占全市能源消費的比重由2015 年的13.1%降為2020 年的1.5%，實現終端消費電氣化、電力供應脫碳化。2020 年，北京GDP 能耗為0.21 噸標準煤/萬元，比2015 年累計下降24%左右，萬元GDP 碳排放下降0.42 噸，降幅居全國首位（見圖10）。[23]北京城市總體規劃以及“十二五”“十三五”規劃綱要中都確立綠色低碳循環發展的總體思想和高標準目標任務。目前北京經濟主要增長點來自金融、科技等產業，具有能耗低、技術先進、附加值高等特點。長沙和北京相比，經濟體量雖然不可比擬，但起點情況優于北京，碳排放量相對較低，且單位GDP 二氧化碳排放比以及人均碳排放量均優于北京，北京的治理經驗可被借鑒采納。

圖10 碳排放強度降幅最大的十個省份（2005—2020 年）

（三）深圳特區，技術革新

深圳作為國家首批低碳試點城市、碳排放權交易試點城市、可持續發展議程創新示范區，始終堅持綠色發展理念，將綠色低碳技術作為破解深圳發展難題的重要抓手，嚴格控制溫室氣體排放，初步形成具有深圳特色的低碳發展模式。[24]大力發展高技術服務業和制造業，淘汰落后產能，高技術和先進制造業增加值占全市規模以上工業增加值70%以上，淘汰、轉型低端企業超過1.7萬家；同時優化能源結構，核電、氣電、可再生能源等清潔電源裝機在全市總裝機中的占比達到86%；在綠色建筑、低碳交通、生態環境等方面堅持低碳發展?！稇獙夂蜃兓瘓蟾妫?021）》顯示，深圳城市綠色低碳發展水平位居全國第一（見圖11），萬元GDP 能耗強度和碳排放強度降至全國平均水平的33%和20%。根據深圳發展經驗，長沙也應調整產業結構，限制高碳產業準入，加強低碳技術的自主研發，大力發展低碳產業提倡綠色消費。

圖11 國內城市凈零碳發展水平排行

四、長沙雙碳示范城市建設的對策措施

長沙具有獨特區位優勢、良好產業基礎和優秀科教資源，面對以制造業為主的產業結構、能源儲備缺失和產業聯動不強等現狀，長沙必須搶抓機遇，借鑒國內外典型低碳城市的建設經驗，推進用能結構轉型，全面提升高質量發展水平，構建全國雙碳示范城市。[25]

（一）統籌長沙科教優勢與產業基礎推廣低碳技術

自2017 年長沙獲批第三批國家低碳城市試點以來，長沙市成立了低碳城市試點建設工作領導小組，印發了《長沙市低碳城市試點實施方案》《長沙市碳積分制和數字低碳城市建設實施方案》等相關文件，統一協調全市能源、生態環境、經濟等部門的節能減排工作。

協同長沙高校和企業現有的新材料、電氣化、能源交通等低碳技術優勢，加強低碳技術開發，形成湖南乃至全國低碳技術核心示范區。在清潔能源開發方面，長沙在太陽能、風能、核能發展方面不具備足夠條件，應該以氫能、生物質能、燃料電池等研究開發為主攻方向。

借鑒上海、深圳、杭州等國內城市低碳經濟建設實踐經驗，結合長株潭兩型社會綜合改革試驗區機遇，主動與世界自然基金會（WWF）、聯合國氣候變化專門委員會（IPCC）等國際相關機構對接，爭取在長沙進行低碳經濟建設試點。建設低碳經濟示范園區，以點帶面推動長沙低碳經濟發展，打造長沙低碳技術策源地和低碳產業集聚區，提升第三產業的科技含量與創新水平，增強第三產業發展后勁。結合長沙建設全球研發中心城市的發展戰略，協調成立長沙市低碳工程中心，攻克低碳建筑、低碳交通、余熱循環、低碳能源、低碳農業和新型材料等關鍵技術，設立低碳工程中試基地。

（二）優化能源使用結構以大幅減少源頭排放

缺煤無油無氣的能源稟賦決定了長株潭城市群實現雙碳目標必將任重道遠、艱難前行。在確保能源供給的基礎上，應朝著“減煤穩油、增氣加新”方向調整能源結構，優化能源供給和發展清潔能源。

控制煤炭消費總量，[26]推動化石能源高效利用，提升天然氣利用規模，挖掘新能源和發展清潔能源。新建公共建筑區域采用清潔能源供能系統。在對建和在用的公共建筑進行充分論證基礎上將原供能系統改造為清潔能源供能系統，試點一批近零碳排放區示范工程。

逐步實現電力、氫能、太陽能等非碳能源對化石能源消費的替代。構建低碳能源體系，不斷優化能源結構和提高用能效率，在能源供應、“雙碳”目標和經濟發展之間尋求能源轉型的最優解，維持經濟發展與能源轉型之間的平衡。

（三）“風光+風水”牽頭推進長株潭城市群能源革命

長沙加強雙碳城市示范建設，要尊重客觀規律，把握長沙節奏，先立后破、穩中求進。作為省會城市及長江經濟帶重要城市，長沙肩負著能源革命綜合改革試點和深化能源革命的重大使命，應努力走在全省、全國前列，率先開創能源清潔低碳安全高效新局面，為長株潭城市群全省能源革命提供示范、樹立標桿。

通過“源、網、荷、儲”實現電力供需雙向調度，建立“風光+風水”、火儲多能互補系統。根據長沙市的實際情況科學規劃、合理布局能源系統。長沙市生態環境優良，有“山水洲城”之美譽，清潔能源的選用一定是要在保護好長沙生態環境的基礎之上，不能因為短期能源利益而破壞長遠的生態環境。

風能是清潔、安全、可再生的綠色能源，但是也會在諸多方面對生態環境造成一定破壞和影響，[27]如影響鳥類生存、破壞森林植被、影響小氣候等問題。長沙在風能建設中要慎重發展與科學論證，從生態角度慎重開發風電，不能因小失大、顧此失彼。

光伏的使用是低碳產業，但從整個生命周期而言，前期制造端和后期處理端都是“高碳”產業，同時占地面積大。長沙以提倡屋頂光伏為宜，尤其是政府機關、企事業單位、工業園區可嘗試屋頂使用光伏。

開發水能對江河的綜合治理具有“雙刃劍”的作用，要在對河流生態破壞最小化的前提之下合理利用長沙江河資源?；陂L沙雨水多的特征，大力發展循環水能和蓄能系統是理想選擇。例如黑麋峰建立上下游水庫，用電高峰期發電輸出，晚上低峰期從下游水庫抽水到上游蓄水（能）。

（四）“三生減碳”助推產業聯動和生態環境保護

“三生”即生產、生活與生態，“三生減碳”是湖南“三高四新”戰略的題中之義，將“三生”與碳交易市場等生態環境政策工具結合，走出一條具有長沙特色的雙碳之路（見圖12）。

圖12 “三生減碳”實現路徑

推進產業聯動，以先進制造業高地和科技創新高地戰略推動工業低碳轉型，強化電子信息、新能源等低碳行業建設，加快產業聯動構建本地化產業鏈，扶持三一重工、中聯重科等企業低碳化轉型，打造我國中部地區最具競爭力的工程機械研制基地。

加快農業低碳型適用技術和設備的推廣和應用，推進農業大數據、人工智能等現代信息技術及智能農業裝備在農業全產業鏈條和全產業領域中的應用，推進農業與工業、服務業融合發展，進一步完善農業現代產業體系，促使農業向生態化、低碳化發展。

加快形成科學合理和健康的“三二一”產業格局，加速現代服務業的培育和發展，重點加快綠色金融、低碳物流等十大重點服務業發展。推動岳麓山國家大學科技城、馬欄山視頻文創產業園等六大重點片區建設，提升第三產業品味。

長沙減排政策設計要兼顧消費側，引導長沙形成并保持綠色低碳消費的消費剛性。出臺長沙市建筑節能標準，推廣利用綠色建材及節能新技術，推動高能耗既有公共建筑的節能改造；完善智慧交通系統，大力發展軌道交通和大容量交通系統，市政府加強對比亞迪等新能車交通工具的推廣和使用；抓好農村節能，加快農業提水排灌機電設施更新改造。

修復自然生態系統，增加長沙自然碳匯。根據湖南省林業局的統計，長沙市森林覆蓋率達55%（見表4），發展碳匯林業和農業潛力較大?？刹扇≈矘湓炝?、綠色長廊等構筑長沙森林生態屏障，強化生態涵養和森林資源保護功能。依托中南林業科技大學和湖南農業大學加快建設百里花卉苗木走廊，大力發展油茶、楠竹產業，實施經濟林產業增加長沙生態系統碳匯功能。

表4 長沙市各區縣森林覆蓋率

（五）打造長沙為國際濕地城市與“山水洲城”

濕地素有“地球之腎”之美譽，是生態系統中重要的碳匯。在濕地植物生長、促淤造陸等生態過程中積累了大量的無機碳和有機碳，同時濕地土壤厭氧環境限制了微生物分解作用，有機碳得以大量富集堆積。

長沙市濕地資源豐富。截至2021 年，長沙濕地面積為4.34 萬公頃，市內六區濕地率達到11.36%，實現全市濕地保護率為76.66%，有多處國家級濕地公園。需對長沙市的濕地進行科學規劃布局，建設以濕地自然保護區、濕地公園、重要濕地為基本格局的濕地保護體系，加強濕地碳匯功能，推進長沙申報國際濕地城市的進程。

建設湘江長沙段、瀏陽河、撈刀河、溈水河、靳江河、龍王港、沙河“一江六河”綠色生態屏障，開展水系綠化、植樹造林、退耕還濕等項目建設，加強森林濕地保護，充分發揮森林、濕地和植物的涵養、凈化、吸附、降解功能，構建全國著名的“山水洲城”。[28]

（六）啟動碳交易試點城市申報工作

評估儲備碳匯資產，加強岳麓山、湖南植物園、南郊公園、洋湖濕地、松雅湖濕地等碳匯資源保護和評估。加快推進瀏陽全省首批林業碳匯開發項目建設，完成碳匯資產開發和注冊，積極參與全國碳交易。

爭取世界銀行、全球環境基金會、德國復興銀行等國際組織林業援助項目。依據國內和國際的碳匯計算、監測體系和標準，建立長沙市林業碳匯計算、監測評估機構，負責碳匯計量、監測評估等工作。積極爭取將新增林業碳匯納入國家碳排放權交易體系，把林業碳匯潛在價值盡快轉變為現實效益。

逐步啟動碳交易試點城市申報工作。2011 年10 月，國家發展改革委辦公廳發布了《關于開展碳排放權交易試點工作的通知》，正式批準北京、上海、天津、重慶、湖北、廣東、深圳等七省市開展碳交易試點工作，全國碳市場正式開始上線交易。2022 年1 月，全國碳排放權交易市場第一個履約周期順利結束，其中，與湖南省相鄰的廣東省、湖北省在碳交易成交總量、碳交易成交總額方面都成績斐然（見圖13）。[29]積極支持湖南國際低碳技術交易中心建設，打造低碳技術交流與孵化的重要平臺。

圖13 碳交易成交總量占比

長沙市已擁有較好的低碳發展基礎，應借鑒國內外碳交易城市的發展經驗，學習先進技術，推進體制改革，推動不同行業加強專職碳核算、碳交易、碳數據管理的隊伍建設，培養一批熟悉并掌握碳市場機制與碳交易工具的專業人才，取長補短、夯實基礎，盡快啟動按交易試點城市申報工作。

總之，低碳發展已經成為未來經濟發展的主旋律，低碳轉型已經是一個明確的方向，誰更積極更主動，誰將越有可能在未來的城市競爭新局中搶占高地。長沙市加強雙碳示范城市建設之路任重道遠，該目標的實現既符合國家經濟轉型和“三高四新”戰略的需要，符合湖南省自身高質量發展的要求。加強雙碳示范城市建設能夠有效地改善長沙城區和農村的生態環境，減少對高碳能源的依賴程度，從而鞏固地區能源安全，也為湖南省乃至全國的低碳轉型提供典型案例。