县域低碳转型与绿色发展——灵丘县试点研究.pdf

县域低碳转型与绿色发展 灵丘县试点研究2023 年 9 月中国建筑科学研究院有限公司 自然资源保护协会2 02 报 告目 录执行摘要 i前言 x第1章：现状分析 11.1 灵丘简介 21.2 资源禀赋 21.3 社会经济 41.4 社会用能 5第2章：调研评估 102.1 能源规划 112.2 实地调研 112.3 潜力评估 142.4 调研总结 15第3章：情景分析 163.1 发展情景 173.2 情景参数 173.3 能耗总量 183.4 碳排放总量 21第4章：减排路径 234.1 工业领域 244.2 农业领域 294.3 建筑领域 324.4 交通领域 354.5 碳汇 36第5章：总结建议 385.1 总结 395.2 建议 39参考文献 41i/县域低碳转型与绿色发展/报告执行摘要县域在国民经济社会发展中具有不可替代的地位，它是实施碳达峰、碳中和战略的重要空间载体，也是绿色发展和低碳转型发展的重点和薄弱区域。开展县域能源低碳转型研究对支撑国家双碳战略和乡村振兴战略具有重要而深远的意义。与大中城市的能源低碳转型不同，县域能源低碳转型在实施过程中仍面临政策、技术、资金等诸多挑战。在自然资源保护协会（NRDC）的支持下，中国建筑科学研究院有限公司选择山西省大同市灵丘县作为研究对象，开展了对县域经济、产业结构、能源消耗、可再生能源（风能、太阳能、生物质能）开发应用等现状的调研，总结了县域能源低碳发展过程中的问题，构建了县域能源消耗总量和碳排放总量预测模型，明确了县域未来减排重点，提出了县域新能源产业与工业、建筑、交通、农业融合发展的转型路径。课题研究内容及主要结论如下：1、县域转型挑战与潜力（1）县域经济基础薄弱，县级财政难以承担转型成本。灵丘县县域经济基础相对薄弱，人均可支配收入远低于全国平报告/县域低碳转型与绿色发展/ii均值。2012年后，传统采矿、冶金产业整顿关停，县域财政收入收紧。尽管近年来可再生能源产业的发展对县域经济有一定的带动作用，但县级财政收入仍然难以提供县内绿色低碳项目发展所需的大量财政补贴。县内煤改电、煤改气等各项绿色转型建设项目完全依赖国家财政补贴，建设规模受限、可持续性差。（2）县域用能结构高碳化，工业、居民生活领域减排任务重。县域社会用能总量为51.76万吨标煤，对传统能源依赖度高，可再生能源占比仅为12%，能源结构高碳化。工业、居民生活（主要体现为建筑）、交通是主要的用能行业，其中工业用能占比57%，居民生活占比34%。目前灵丘的人均社会用能为2456千克标煤，低于全国人均社会用能水平1，县城生活人均用电量为500kWh，而全国人均则为776 kWh2，随着社会发展和居民生活水平的不断提高，县域用能将持续增长，工业、居民生活用能的减排任务重。（3）县域可再生能源资源丰富，但未得到充分利用。灵丘县风力、太阳能资源丰富，经初步计算评估，风力发电、太阳能光伏、生物质发电潜力为321亿kWh，折合414.41万吨标煤，有较大的开发潜力。2021年已经开发应用的风电、光伏发电等可再1 国家统计局数据显示，2020年我国人均能源消费量为3531千克标煤。2 根据国家能源局发布的2020年全社会用电数据计算。iii/县域低碳转型与绿色发展/报告生能源共发电12.31亿kWh，既有可再生能源开发利用率仅为3.8%。且目前县域可再生能源发电利用以并网外送为主，可再生能源对县域工业、居民生活的节能减排贡献不明显。（4）县域交通区位优势明显，有承接京津冀地区产业转移的条件灵丘县县域面积广阔，总面积2732平方公里；地理区位优势明显，是山西省距京津冀最近的一个县，并处在大同、张家口、北京、天津、保定、石家庄、太原经济圈中心位置。交通便捷，是京原铁路和大涞、天走、京原三条公路干线的这里交汇交通区位优势和广阔的面积赋予灵丘承接京津冀地区产业转移的便利条件。近年来，灵丘也在着手完善产业承接条件，社会经济整体呈逐年增长趋势，但社会人均产值、人均可支配收入仍远低于全国人均水平，存在较大的社会经济发展空间。（5）县域气候、能源优势有益于新兴产业发展，但存在人才、技术等方面障碍灵丘县土地资源充裕，气候凉爽干燥，有丰富的可再生能源资源，适宜于发展大数据产业。大同市也在积极推动相关产业发展，出台多项政策方案推动大数据产业落地。灵丘县大数据产业园目前已引入多家数据中心，计划推动当地信息技术基地建设，服务京津、华北地区。但县域新能源产业项目的实施推进过程中仍存在技报告/县域低碳转型与绿色发展/iv术、人才等方面的障碍，一定程度上影响了县域能源低碳转型发展的整体进度。2、未来用能情景分析未来灵丘县城能源需求总量依然较大，特别是大数据产业的发展，对未来电力能源需求量大，文旅产业以及建筑的用能也会持续上升，县域未来节能减排的任务依然严峻。根据三种不同发展情景，项目组对未来灵丘的用能情况（见图1）和碳排放趋势做出了分析（见图2）。基础情景即基准政策情景下，灵丘县将按照国家省市相关政策要求开展节能减排工作。中控情景则是在国家政策要求上进一步加强技术管控，提升节能减排的强度要求，并适当考虑社会经济整体发展的情景。严控情景是严格按照相关政策要求，以减排技术为主导，优先考虑减排任务，在县域层面提早实现国家要求的2030年碳达峰，2060年碳中和要求的技术路线。v/县域低碳转型与绿色发展/报告 图 1（即图 3-1）县域能源消耗总量预测 图 2（即图 3-5）县域碳排放总量预测 能耗（吨标煤）能耗（基准）能耗（中控）能耗（严控）碳排放量（吨）碳排放（基准）碳排放（中控）碳排放（严控）图1：县域能源消耗总量预测 图 1（即图 3-1）县域能源消耗总量预测 图 2（即图 3-5）县域碳排放总量预测 能耗（吨标煤）能耗（基准）能耗（中控）能耗（严控）碳排放量（吨）碳排放（基准）碳排放（中控）碳排放（严控）图2：县域碳排放总量预测报告/县域低碳转型与绿色发展/vi3、减排路径及技术建议考虑碳达峰时间和灵丘县的实际发展现状，本课题推荐实施基准情景方案，优先发展经济，在满足国家基本要求的前提下，加快社会经济的绿色低碳转型，以高质量发展为首要任务。在这一情景下，项目组通过分析县域产业能源消耗和碳排放的比例，围绕工业、居民生活（建筑）、交通等领域分析提出了共16项减排技术措施（见表1）。减排目标如图3所示。交通建筑农业工业碳排放量（吨标准煤）年碳排量年碳排量年计划碳排量设备电气化+矿山光伏+储能可再生能源电力/煤矸石。生物质替代化石燃料天然气/氢气替换焦炭还原剂煤炭清洁化利用尾矿资源化利用零碳数据中心园区建设智慧能耗管理系统公共服务车辆增量电动化/氢能重卡光储充一体化车棚既有建筑节能改造低碳供暖绿色建筑规模化可再生能源供暖节水灌溉农机电气化智慧农业农光互补图3：县域减排路径示意图vii/县域低碳转型与绿色发展/报告表1：县域能源低碳转型技术措施领域低碳转型技术措施技术工艺适用对象工业1）设备电气化+矿山光伏+储能矿石采选、矿山修复巍山工业园区2）可再生能源电力/煤矸石/生物质替代化石燃料冶炼工艺减排电炉冶炼+储能技术 生物炭化石燃料替代3）天然气/氢气替换焦炭还原剂高炉焦炭替代减排4）煤炭清洁化利用煤炭替代煤炭高效利用5）尾矿资源化利用非金属制品制造新型建筑材料6）零碳数据中心园区建设数据中心零碳园区7）智慧能耗管理系统县城数字化建设智慧县城农业8）农业电气化农机机械农机电气设备9）节水灌溉农业灌溉节水灌溉10）生物质资源化利用秸秆利用、禽畜粪便利用生物质能源开发利用11）光伏发电+农业大棚农业大棚农光互补建筑12）建筑节能改造+储能既有建筑改造建筑可再生能源应用13）可再生能源+储能供暖。清洁供暖、既有建筑改造风电供暖、光电供暖14）可再生能源+储能+生活用能电气化生活用能生活用能电气化交通15）可再生能源+绿色交通工具交通工具用能低碳交通碳汇16）生态修复+生物多样性保护生态修复、生物多样性保护碳汇技术报告/县域低碳转型与绿色发展/viii4、政策建议灵丘县具有丰富的可再生资源，发展空间大，但在推进县域绿色低碳转型基础中仍存在政策、技术、人才方面的不足，影响了整体转型发展推进工作，通过分析总结，项目组建议：（1）完善顶层设计，编制绿色低碳发展专项规划。可再生能源是灵丘县宝贵的财富，在县域财政经济非常有限的情况下，建议进一步开展县域可再生能源资源评估工作，制定详细的县域低碳发展专项规划，明确县域低碳发展路径，合理有序推进县域可再生能源产业发展。（2）加强新能源行业引导监管，保障居民利益。县域层面，培育壮大县域新能源企业，可实现新能源富县惠民工程；加强市场化企业投资建设的利益分配监管，有效指导村民鉴定和保护自身利益，加强农村分布式光伏应用技术监管，引导解决好农户房屋安全与可再生能源的经济利益分配问题，提高县域居民资源性收入。（3）加强新能源产业与传统产业的融合发展。加强新能源产业与传统产业的融合发展相关研究工作，使新能源产业能更好的服务社会经济发展。可在县城层面推广风电储热集ix/县域低碳转型与绿色发展/报告中供暖工程，建设低碳供暖示范县，实现零碳供暖，推动服务业提质升级；在农村农业发展方面，吸收借鉴车河有机社区转型发展经验，进一步推动与光伏、风电能源产业融合，建设零碳社区，以低碳赋能现代农业产业发展，建设高品质零碳农产品生产基地；加强与旅游资源融合发展，打造县域低碳旅游景区。报告/县域低碳转型与绿色发展/x前言实现碳达峰碳中和是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求，党的二十大报告明确提出了协同推进降碳、减污、扩绿、增长，推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展的要求。县域在国民经济社会发展中发挥重要作用，是实施碳达峰、碳中和战略的重要空间载体，也是绿色发展和低碳转型发展的重点和薄弱区域，开展县域能源低碳转型研究对指导县域高质量发展具有重要意义。山西省是全国的煤炭大省和能源基地，是习总书记提出“能源革命”以来确定的第一个能源革命综合试点省，大同市作为山西省能源革命尖兵，肩负着推动能源革命、走出转型新路的使命，灵丘县作为大同市的典型县城，风光等可再生能源资源丰富，研究提出基于资源禀赋的县域能源低碳转型发展路径，具有重要的示范意义。受自然资源保护协会（NRDC）的委托，在“县域能源低碳转型”的大框架下，我们在山西省灵丘县人民政府的大力支持下开展了课题研究，研究内容主要分为四部分：1.对灵丘县气候条件、资源禀赋、社会经济、人口、能源消耗现状情况进行调研分析；2.分析县域社会经济产业、可再生能源（风能、太阳能、生物质能）产xi/县域低碳转型与绿色发展/报告业开发应用现状，总结发展过程中的影响因素，并对可再生能源潜力进行评估分析；3.构建能源消耗总量和碳排放总量预测模型，开展“基准情景”、“中控情景”、“严控情景”分析，对县域未来能源总量、碳排总量进行预测研究，提出县域减排的实施步骤；4.对县域工业、农业、建筑、交通领域的减排目标和实施路径进行研究，提出全域绿色低碳发展的转型路径，以及灵丘县能源低碳转型发展的建议。报告/县域低碳转型与绿色发展/1第 1 章 现状分析自然资源保护协会2/县域低碳转型与绿色发展/报告1.1 灵丘简介灵丘战国时为赵邑，西汉置灵丘县，以赵武灵王葬此，故名。灵丘县位于山西省东北部，东与河北涞源、蔚县接壤，南与阜平交界，西与繁峙、浑源毗邻，北与广灵相连。总面积2732平方公里，辖11个乡镇、186个行政村。灵丘县是山西省距离京津最近的一个县，距北京直线距离198公里，至雄安新区直线距离160公里。图1-1：灵丘县区位图灵丘交通区位优势明显，位于晋东北边缘，是大同通往沿海地区的南大门，并处在大同、张家口、北京、天津、保定、石家庄、太原经济圈的中心位置。境内虽有山川之险峻，却无交通之阻，京原铁路和大涞、天走、京原三条公路干线在这里交汇，县乡公路四通八达。1.2 资源禀赋1.2.1 矿产灵丘县位于五台山、太行山、恒山三大山脉余脉的交接处，基本地貌由三部分构成，其中85.8%为土石山区，8%为丘陵，6.2%为平川。灵丘境内群山连绵，沟壑纵横，地貌特点是山多、坡多、沟多，素有“九分山水一分田”之称。矿产资源十分丰富，已探明的主要有金、银、铜、铁等10多种金属矿和煤、磷、硫、石棉、珍珠岩、花岗石、大理石等20多种非金属矿。铜矿、银矿、锰矿储量大，品位高，分布集中，锰矿在华北地区独一无二，巍山银矿储量也在全国名列前茅。1.2.2 旅游灵丘历史文物丰富，革命遗址众多，自然风景优美，区域文化独特，历史人文遗迹和自然景观星罗棋布。境内有国家、省、市、县级文物保护单位和自然景区50多处。其中以平型关战役遗址、赵武灵王墓、北魏觉山寺、曲回寺唐代石佛冢群、桃花山天然溶洞、甸子梁空中草原最为著名，发展旅游业潜力巨大。自 然 资 源保护协会报告/县域低碳转型与绿色发展/31.2.3 农业灵丘气候复杂多样，受地形影响南北气温、湿度、无霜期等气候条件差异较大，适宜种植多种经济作物。土地资源具有巨大的开发潜力，全县现有51万亩耕地，其中41万亩属中低产田，近年来通过改造仍有35万亩低产田，有机农业产业潜力巨大。1.2.4 气候受季风影响，一年四季分明，春季多风沙，夏季雨集中，秋凉霜早，冬冷少雪。热指数70-79.9，干燥度大于1.9。年平均气温6.5，一月平均气温-12左右，七月平均气温21.7，年降水量380-400mm，全年无霜期135天，大风天多集中在3-5月，8级以上大风年平均42.8天，瞬时风速可达20余米/秒（见表1-1）。灵丘县境内太阳能资源、风能资源丰富，适宜大数据、新能能源等新兴产业发展。表1-1：灵丘县气象参数统计表月份平均相对湿度（%）日照时数（小时）风速（米/秒）降水量（毫米）平均风速最大风速最大风速日期最大风向一月份35153.5-1.47.412WNW二月份43146.111.68.73WNW三月份33239.932.18.929NNW四月份50204.381.32.19.513NW五月份36280.0 72.311.119NW六月份55222.160.91.97.88NW七月份69195.2102.21.87.61N八月份69230.470.71.87.528WNW九月份65288.844.71.46.617WNW十月份61246.837.41.58.828WNW十一月份53210.0 4.91.79.717WNW十二月份53228.0 4.61.77.71WNW平均521.8数据来源：灵丘统计年鉴 2020自然资源保护协会4/县域低碳转型与绿色发展/报告1.3 社会经济3灵丘是大同市第一大县，山西省第四大县。牧坡草场面积1504.85平方公里，占全县总土地面积的55.08%；建设用地面积91.76平方公里，占3.36%。3 数据发布，灵丘县人民政府官网：http:/ 1-2 常住人口 图 1-3 2011 年2019 年灵丘县社会生产总值 县常住人口城乡人口城镇人口乡村人口常住人口线性 城镇人口线性 乡村人口（万元）图1-2：常住人口 图 1-2 常住人口 图 1-3 2011 年2019 年灵丘县社会生产总值 县常住人口城乡人口城镇人口乡村人口常住人口线性 城镇人口线性 乡村人口（万元）图1-3：2011年2019年灵丘县社会生产总值自 然 资 源保护协会报告/县域低碳转型与绿色发展/52021年全县地区生产总值67.9亿元，比上年增 长7.5%；城 镇 居 民 人 均 可 支 配 收 入30817元，自2012年 年 均 增 长6.30%；一 二 三 产 业 比 例 为10.13:30.08:59.79。受生态环境保护政策趋紧影响，灵丘县产业结构开始调整，第二产业占比逐渐降低，第三产业结构比例逐渐升高，成为主导产业。图 1-4 一二三产产值变化情况 图 1-5 2019 年社会用能结构 第三产业第二产业第一产业生产值（万元）第一产业第二产业第三产业原煤焦炭天然气汽油柴油电煤矸石非化石燃料发电图1-4：一二三产产值变化情况1.4 社会用能1.4.1 能耗概况2019年全县三产及人民生活终端消费能源消耗总量为51.76万吨标煤，主要为焦炭、原煤、电力、汽油为主，其中焦炭占比47%，原煤占比18%，非化石能源占比12%，电力占比10%，汽油5%，柴油5%（见图1-5）。灵丘县社会用能结构高碳，亟需开展社会用能端能源结构转型（数据来源：灵丘县统计年鉴2020、灵丘县 2020 年国民经济和社会发展统计公报）。图 1-4 一二三产产值变化情况 图 1-5 2019 年社会用能结构 第三产业第二产业第一产业生产值（万元）第一产业第二产业第三产业原煤焦炭天然气汽油柴油电煤矸石 图 1-6 2019 年社会各行业用能分布 图 1-7 2019 年社会行业用能量 基础设施交通城乡居民生活用能建筑业农业工业基础设施交通城乡居民生活用能建筑业农业工业用能量（吨标煤）图1-5：2019年社会用能结构图1-6：2019年社会各行业用能分布自然资源保护协会6/县域低碳转型与绿色发展/报告工业、城乡居民生活用能（主要为建筑用能）比例分别为59%、32%，是能源转型重点关注的行业领域。图 1-6 2019 年社会各行业用能分布 图 1-7 2019 年社会行业用能量 基础设施交通城乡居民生活用能建筑业农业工业基础设施交通城乡居民生活用能建筑业农业工业用能量（吨标煤）图1-7：2019年社会行业用能量1.4.2 工业用能黑色金属矿采选业和黑色金属冶炼和压延产业用能较高，2019年能源消耗总量分别为14.13万吨和5.26万吨，能源消耗量较大，属于典型高能耗产业，对焦炭、电力能源依赖度较高（见图1-8）。图 1-8 规上企业用能分布 图 1-9 居民生活用能 黑色金属矿采选业农副食品加工业文教、工美、体育和娱乐用品制造业医药制造业非金属矿物制品黑色金属冶炼和压延加工有色金属冶炼和压延加工电力、热力生产和供应业能源消耗（吨标煤）城镇住宅公建用能农村住宅图1-8：规上企业用能分布自 然 资 源保护协会报告/县域低碳转型与绿色发展/71.4.3 居民生活用能2019年灵丘县民用建筑总面积约为1199万平方米，其中城镇住宅、农村住宅和公建建筑面积分别为355万平方米、569万平方米，276万平方米（数据依据县人口和人均住房面积计算获得）。建筑总能源消耗为17.6万吨标煤，其中供暖能耗为6.52万吨标煤（含可再生能源集中供暖1.89万吨），公共建筑总能耗为3.03万吨标煤，城镇住宅总能耗（非供暖部分）为2.07万吨标煤，农村住宅建筑总能耗为6.21万吨标煤（含生物质、散煤）。图 1-8 规上企业用能分布 图 1-9 居民生活用能 黑色金属矿采选业农副食品加工业文教、工美、体育和娱乐用品制造业医药制造业非金属矿物制品黑色金属冶炼和压延加工有色金属冶炼和压延加工电力、热力生产和供应业能源消耗（吨标煤）城镇住宅公建用能农村住宅图 1-9：居民生活用能城镇住宅（非供暖）万农村住宅万公共建筑（非供暖）万供暖能耗万万万万万建筑面积能耗强度总建筑面积万总能耗万可再生能源供暖万图1-10：居民生活（建筑）用能情况自然资源保护协会8/县域低碳转型与绿色发展/报告1.4.4 电力消费2019年全县用电量63841.62万千瓦时，其中城乡居民用电量为9285.12万千瓦时，工业用电量45135.87千瓦时。从用电趋势来看，与社会经济发展相似，2012年-2015年社会用电量开始下降，2015年以后呈逐年上升趋势。图 1-11 县域总用电量情况 图 1-12 县域工业用电与民用用电对比 全县用电量（万千瓦时）年份用电量（万）居民生活用电量工业用电量图1-11：县域总用电量情况 图 1-11 县域总用电量情况 图 1-12 县域工业用电与民用用电对比 全县用电量（万千瓦时）年份用电量（万）居民生活用电量工业用电量图1-12：县域工业用电与民用用电对比自 然 资 源保护协会报告/县域低碳转型与绿色发展/9 图 1-13 电力结构比例 图 3-2 县域产业电力消耗总量预测 水电光伏风电火电用电需求（万千瓦时）产业电力需求（基准）产业电力需求（中控）产业电力需求（严控）图1-13：电力结构比例全县用电以火力发电为主，火力发电的比例为45%，县域水电、光伏和风电发比例分别为1%、15%和39%（见图1-13）。10/县域低碳转型与绿色发展/报告第 2 章 调研评估自 然 资 源保护协会报告/县域低碳转型与绿色发展/112.1 能源规划为深入实施能源革命战略，2021年灵丘县人民政府编制印发灵丘县国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标纲要（下文简称纲要）。纲要坚持“绿色、低碳、循环”发展理念，以供给侧结构性改革为主线，着力优化能源结构，把清洁能源发展作为调整能源结构的主攻方向。2.2 实地调研为了解县域能源产业发展过程中政策、技术和管理等对光伏、风电、水电等新能源产业的影响，课题组调研走访了县人民政府、各主要委办局、能源相关产业的建设投资方，总结分布式光伏、集中光伏、风电等项目的建设实施情况如下。2.2.1 县域新能源产业发展现状2021年全县共11家能源企业，其中3家水电站、8家新能源企业。8家新能源企业并网发电（光伏4家，风电4家），总装机容量达743.58MW，其中：光伏105.58MW，风电638MW。2021年，光伏发电共计1.46亿千瓦时，产值0.93亿元；风电发电共计10.85亿千瓦时，产值1.93亿元。2022年新签约项目16个，重点建设新能源项目3个。（1）大同秦源新能源有限公司在灵丘县赵北乡赵北村、上红峪村总投资6亿元的灵丘150MW光伏发电+10%储能项目。项目装机容量150MW；新建220kV升压站一座，同步配置15MW/30MWh储能系统；新建道路工程、输电系统及相关附属配套设施。（2）中国华能集团有限公司山西分公司总投资2.3亿元的灵丘县整县推进50MW屋顶分布式光伏规模化发电项目。占用项目屋顶总面积约104.59万平米，根据屋顶归属分成四种建设场景：政府机关单位屋顶，公共建筑屋顶，工商业屋顶，居民屋顶。（3）灵丘县欣盛新能清洁能源有限公司在灵丘县白崖台乡建设26MW风力发电项目。（4）2022年6月23号，县 人 民 政 府 与 中 国铁建投资集团中铁十七局集团签署战略合作协议，双方拟在新能源开发领域建立全面战略合作关系，投资405亿元，建设孟台站点（青沄站点）1200MW、月返站点1000MW，3GW光伏发电项目，约43.8亿kWh，折合53.83万吨标准煤，1GW风力发电项目，年发电17亿kWh。2.2.2 县域重点项目踏勘（1）传统产业与特色农业项目根据灵丘县“442”十大产业体系（第一个4是铁精粉、球团、富锰渣、硅锰四个传统产业，第二个4是数字服务、新能源、通用航空、教育培训四个新型产业，2是现代特色农业、文旅产业两个民生产业）发展规划，课题组对传统产业园区、新能源、特色农业文旅产业进行了实地调研。根据产业发展规划，灵丘县正在深入推进矿产资源整合和矿山企业升级改造，并依托巍山产业园区，打造京津冀雄地区装备制造业和铸造产业转移承接平台，推动宗银银制品、力昂钢结构、新北海金属构件等产业发展。实地调研发现，目前灵丘县传统产业的发展比较困难。随着环保成本上升，同时受经济整体发展趋势影响，企业的整体效益下降。调研中的巍山工业园区，仅有部分生产线正在运行，多数处于停滞状态，企业生产设备锈迹斑斑，亟需转型脱困。自然资源保护协会12/县域低碳转型与绿色发展/报告图2-1：车河有机农业社区 课题组拍摄灵丘县生态优良，适合发展有机农业。位于灵丘县红石塄乡的车河有机社区是一个集乡村振兴、产业扶贫、省转型综改重点项目、农村人居环境改善工程于一体的综合性项目。车河有机社区由灵丘车河有机农业开发公司和车河经济合作社共同建设，采取“有机农业+美丽乡村建设+生态旅游的模式，是传统农业转型发展的成功范例。通过发展特色产业、生态旅游等沟域经济4，村民将土地经营权集中流转给合作社，合作社流转给灵丘车河有机农业综合开发公司统一规划经营，实现资源变资产、资产变股金、农民变股民。农民收入来源包括四方面：土地流转收入、劳务收入、旅游服务收入、公司盈余分红收入。车河有机社区村民人均收入在过去10年增长了10倍。（2）新能源项目河北建投新能源有限公司在灵丘投资建设了灵丘建投横冠风能有限公司，承担河北建投在灵丘的风电场项目的建设、运维管理及电力产品的销售。目前，该公司已在灵丘建设4个风电场，总装机容量198兆瓦。4 沟域经济是指以山区自然沟域为单元，充分发掘沟域范围内的自然景观、历史文化遗迹和产业资源基础，对山、水、林、田、路、村和产业发展进行整体科学规划，集成生态涵养、旅游观光、民俗欣赏、高新技术、文化创意、科普教育等产业内容，建成绿色生态、产业融合、高端高效、特色鲜明的沟域产业经济带，以达到服务首都发展和农民致富目标的一种经济形态。图2-2：课题组在灵丘县能源企业实地调研2021年9月灵丘县被国家能源局列入整县光伏推进名单。开展整县（区）屋顶分布式光伏建设，是贯彻落实“碳达峰、碳中和”与乡村振兴两大国家战略的重要举措，有利于整合资源实现集约开发，削减电力尖峰负荷，节约优化配电网投资，引导居民绿色能源消费。灵丘县日照时间长、辐射量多，为充分发挥太阳能资源优势，培育高质量发展新动能，该县大力推进光伏产业发展，目前已规划设计一个整县推进分布式光伏项目，即华能山西灵丘县整县50MW屋顶分布式光伏项目。该项目一期计划建设20MW屋顶光伏，二期计划建设30MW，项目利用灵丘县党政机关、学校、医院、村委会和工商业厂房以及居民楼等屋顶进行分布式光伏电站建设。此外，也有私企在灵丘县利用个人备案上网形式进行分布式光伏项目开发。目前灵丘县居民屋顶光伏开发模式中，95%以上为屋顶租赁模式，光伏开发企业将电力全额上网卖给电力公司，再按照在居民屋顶上安装的光伏板数量向居民支付租金；剩余的少部分为居民自投资模式，居民出资安装并拥有设备，并直接向电网卖电获取收益。以最普遍的屋顶租赁模式为例，典型农户屋顶可安装光伏板40块，每块板对应年租金30-45元，则合同期内自 然 资 源保护协会报告/县域低碳转型与绿色发展/13（一般为15年），农户每年可收取租金1500元左右。考虑到2020年灵丘县农村人均可支配收入仅为9530元，即屋顶租赁费用可达家庭人均可支配收入的15%，对农户增收贡献明显。然而，项目组在调研过程中发现整县推进光伏项目推进过程缓慢，经分析主要影响因素如下：（1）变压器容量不足，基础设施建设无法满足现有发展需求。调研发现，很多农户已经签署屋顶租赁协议，但工程项目尚未推进，分布式光伏安装工作处于暂停状态，其主要原因是变压器容量不足，为保障原电网用电安全稳定，光伏发电已经无法并网。（2）光伏设备、安装等缺乏统一标准，房屋安全存在隐患，部分居民安装分布式光伏意愿低。房屋安全是影响屋顶光伏推进的重要因素。县域民房，尤其是农房在建造设计时并未考虑大量屋顶承重需求，部分光伏开发企业在安装屋顶时对房屋结构考虑不足，导致房屋结构损坏，对人员安全造成威胁，影响了居民的安装意愿。图2-3为典型的木结构农房安装屋顶光伏板后的结构受损情况。该农房已经安装光伏板两年，安装光伏板后屋顶重量超出房屋结构承载能力，木梁断裂，墙体开裂，造成安全隐患。图2-3：灵丘县下沿河村农房屋顶 课题组拍摄图2-4：农户光伏贷合同 课题组拍摄此外，光伏板安装后，易发生屋顶防水破坏或屋顶漏水情况，房屋维修较为困难，出于对收益和风险的考虑，对于建设年代较早的房屋，部分农户拒绝安装光伏板。（3）分布式光伏市场监管机制不完善，居民利益缺乏保障。尽管分布式光伏对农户增收贡献明显，但农村青壮年流失严重，普遍以高龄居民为主，而光伏项目专业性强、收益计算复杂，导致农户对光伏项目和收益缺乏理解。现有分布式光伏市场缺乏监管，信息普及也并不到位，居民利益难以保障。调研中我们发现偏远村镇有居民由于缺乏法律意识，与光伏开发企业签订了存在较大隐患的光伏贷合约（见图2-4），而居民与村镇干部均未察觉潜在问题。自然资源保护协会14/县域低碳转型与绿色发展/报告2.3 潜力评估2.3.1 风电灵丘县“山多、坡多”，风电资源丰富，年风力一般是四到五级，全年风电可利用2317小时。最近的目标在“十四五”末装机容量达到345MW，发电量可达79936.5万千瓦时，合计9.8万吨标煤。按照初步估算，赵北乡、柳科乡、石家田乡全域风电潜力约为300亿kWh，折合标煤368万吨标煤（按县域10%风机覆盖面积计算）。2.3.2 太阳能灵丘县年均日照2829.4小时，年均总辐射为1585.56kWh/m2（570.8*104kJ/m2），属于太阳能资源丰富区。根据光伏发电站设计规范GB50797推荐公式，计算得到设计工况下城乡住宅和公建屋顶光伏发电组件的理论发电EP。其计算公式为：AZPASPEHKE=HA为水平总太阳辐射量，kWh/m2；PAZ为光伏组件的安装容量，KWP；ES为标准测试条件下的太阳辐射量，kWh/m2，为常数，取值为1；K为综合效率系数，经验取值为0.750.85。若采用单晶硅光伏组件，取单位面积装机容量为0.16kW，单位面积单晶硅光伏组件的理论年均发电量为190.26215.63kWh,本研究取值200 kWh计算。县城房屋面积约1199万平方米，城镇房屋屋顶利用率0.3，农村房屋屋顶利用率为0.5，计算获得屋顶光伏可安装面积约为655.89万平方米，太阳能潜力13.1亿千瓦时，折合标准煤16.9万吨标准煤。2.3.3 生物质能根据灵丘县年鉴2020公布的畜牧业生产情况，2019年畜牧业畜禽粪便总量为944792吨。假设县域生物质能源全部用于沼气生产，全县生物质能年产沼气量可达7598.35万立方米，折合5.30万吨标准煤。表2-1：2019年灵丘县畜牧业畜禽粪便产量水平粪便产量（kg/天）数量饲养天数年产量（吨）猪5.37953419983884.51牛3033417365365916.15羊2.66497891365483402.37蛋鸡0.1519054336510432.22肉鸡0.117257155949.14兔0.151540090207.9合计944792.3备注：禽畜数量依据灵丘县统计年鉴数据；粪便产生量依据山西省畜禽粪污年产生量估算及环境效应。自 然 资 源保护协会报告/县域低碳转型与绿色发展/15表2-2：畜禽粪便利用潜力能源潜力猪粪牛粪羊粪鸡粪合计干物质含量(吨)15099.2162205.75145020.713414.41225740.08沼气(万m3)634.171866.174930.70167.307598.352.3.4 水电储能灵丘县水资源丰富，主干流唐河、沙河均属海河流域大清河水系，最终汇入雄安新区白洋淀，是雄安新区重要水源地。根据中国铁建投资集团规划，孟台村站点上下库新建水库，电站装机容量1200MW，月返村站点上下库均为新建水库，1000MW，按照日均运行3小时计算，可实现全年发电600亿kWh，折合标准煤737.4万吨标准煤。2.3.5 小结灵丘县可再生资源发电潜力丰富，根据不充分估算，风电约368万吨标煤、屋顶光伏16.9万吨标煤、生物质5.3万吨标准煤，抽水蓄能潜力约为737.4万吨标煤。2.4 调研总结（1）县域资源丰富，可再生能源产业空间巨大。县域可再生能源资源丰富，新能源产业潜力巨大，经计算，灵丘县风力、太阳能资源丰富，风力发电、太阳能光伏、生物质发电潜力为321亿kWh，折合414.41万吨标准煤。灵丘县新能源产业已初具规模，2021年已经开发应用的风电、光伏发电12.31亿kWh，年经济效益2.86亿元，现有可再生能源开发利用率仅为3.8%。县域可再生能源产业发展空间巨大。（2）县域可再生能源产业发展对县域经济转型具有较好的推动作用。灵丘县2000-2010年依赖县内丰富的金银铜铁锰等矿产资源发展采矿业，经济形势稍好，年财政收入保守估计5-6亿元。2012年后，部分矿山被关停，县财政收入陡降至2亿元/年左右。随着新能源产业的发展，灵丘县县域经济总量依然呈增长趋势，2020年电力、热力、燃气等生产和供应业投资增长139.4%，2021年县新能源企业已经达到7家，年发电量达15亿千瓦时。新能源产业的发展有效带动了大数据产业、新能源产业的发展，对县域经济转型发展具有良好的推动作用。16/县域低碳转型与绿色发展/报告第 3 章 情景分析自 然 资 源保护协会报告/县域低碳转型与绿色发展/17为进一步分析灵丘县未来转型发展之路，课题组根据国家、山西省、大同市2030年碳达峰2060年碳中和相关政策文件要求，构建了县域能源与碳排放预测模型，开展了县域能源低碳发展路径预测。3.1 发展情景3.1.1 基础情景：基础情景也称基准政策情景，按照国家省市相关政策要求开展节能减排工作。2020 年至 2030 年：城镇化稳步推进，人口增长遵循历史趋势。发展农产品加工、旅游业等低碳产业，规模化绿色建筑，应用可再生能源供热供电。传统工业经济上升，碳排放随产业活动增加，加快设备电气化，发展废弃矿山碳汇，稳步增加新能源电站。县域游客数量逐年增加，旅游产业GDP稳步增高，人均GDP增高，汽车保有量增加，新能源车比例增加，非化石能源比例达25.5%。2031 年至 2045 年：经济增速较此前10年稍缓，县内充电桩等基础设施基本布局完成，非化石能源比例达69%。2046 年至 2060 年：经济水平于2049年达到发达国家水平，非化石能源比例达99%。3.1.2 中控情景：中控情景是基于国家政策进一步加强技术管控，提升节能减排的强度要求，并适当考虑社会经济整体发展的情景。2020 年至 2030 年：加快农产品加工、旅游业等低碳工业发展，加快降低单位GDP能耗。布局全县新能源建设速度比基准稍快，煤炭与新能源耦合发展，促进低碳能源经济发展，非化石能源比例达31.5%。2031 年至 2045 年：各电力、储能、氢能等行业商业化，快速降低电力、原煤、石油制品应用比例，工业应用碳捕集技术减少工艺碳排，实现绿色运输、绿色制造、绿色采购，非化石能源比例达80.6%。2046 年至 2060 年：完成低碳转型，经济水平于2049年达到发达国家水平，清洁能源占能源比例90%以上。3.1.3 严控情景：严控情景是严格按照相关政策要求，以减排技术为主导，优先考虑减排任务，提早实现国家要求的 2030年碳达峰，2060 年碳中和要求的技术路线。2020 年至 2030 年：提速城镇建设和能源布局，加快工业化进程，提高低碳工业占比，加速降低单位GDP能耗。2031 年至 2045 年：进入工业化转型，低碳产业生产总值增速减缓，限制高碳排企业碳排放，降低工业单位GDP碳排，完善人民生活新能源基础设施。2046 年至 2060 年：经济水平于2048年达到发达国家水平。3.2 情景参数根据县域用能影响因素分析，分别从县域建设、人口发展、经济发展、生活水平提升、技术发展进度等角度设置情景参数。根据国家、省级对灵丘县高质量发展规划，优化县城产业结构，使三种情景的产业结构参数一致。到2025年，产业结构为10:35:55；到2030年产业结构优化为5:45:50；到2049年，我国达到发达国家水平，三产接近70%。自然资源保护协会18/县域低碳转型与绿色发展/报告表3-1：情景参数表参数因素基准情景中控情景严控情景城镇化率到2025年，达60.0%；2030年达66.5%；到2060年达77.0%。与基准情景一致。与基准情景一致。人口以0.27%速率增长以0.5%速率增长以0.7%速率增长GDP年均增长6.0%，十四五平均增长达到8.75%，十五五10.30%。年均增长6.2%，十四五平均增长达到8.67%，十五五10.10%。年均增长6.3%，十四五平均增长达到8.59%，十五五9.90%。能耗强度年均降低3.1%，十四五降低14.5%，十五五降低14.0%。年均降低3.6%，十四五和十五五降低16.0%。年均降低4.1%，十四五降低17.5%，十五五降低18.0%。人均可支配收入与GDP同步增长。与GDP同