城市是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和人口高度集聚的地區(qū)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的中流砥柱。城市也是能源消耗和溫室氣體排放的集中區(qū)域，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵所在。我國(guó)城市在持續(xù)快速發(fā)展的進(jìn)程中，要在時(shí)間短、基礎(chǔ)弱、任務(wù)重的現(xiàn)實(shí)情況下，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和面臨的壓力和挑戰(zhàn)顯而易見(jiàn)。在新發(fā)展理念指引下，通過(guò)城市與能源協(xié)同發(fā)展，因城施策探索城市碳達(dá)峰碳中和模式和路徑，是實(shí)現(xiàn)城市和能源高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑。

01 城市碳達(dá)峰碳中和對(duì)全社會(huì)碳達(dá)峰碳中和至關(guān)重要

我國(guó)城市規(guī)模大、增長(zhǎng)速度快、發(fā)展空間大，現(xiàn)在和將來(lái)都是“雙碳”和能源革命的主戰(zhàn)場(chǎng)。從發(fā)展規(guī)?？?，截至2022年底，我國(guó)城鎮(zhèn)化率已經(jīng)達(dá)到65.22%，城鎮(zhèn)人口達(dá)到9.21億，無(wú)論從體量還是占比都創(chuàng)造了歷史新高。從發(fā)展速度看，我國(guó)仍舊處于新型城鎮(zhèn)化快速發(fā)展期，過(guò)去10年，我國(guó)城鎮(zhèn)化率增長(zhǎng)了11.49%，是我國(guó)歷史以來(lái)城鎮(zhèn)化率提升最快的時(shí)期。從發(fā)展空間看，我國(guó)城鎮(zhèn)化率與世界上主要的發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有15%~20%的差距，預(yù)期未來(lái)仍有較大的提升空間。由于人口和產(chǎn)業(yè)不斷在城市匯聚，我國(guó)能源消費(fèi)也高度集中在城市。近年來(lái)，我國(guó)城市能源消費(fèi)在國(guó)家能源消費(fèi)中的占比達(dá)到88%，城市碳排放占全國(guó)碳排放的比重也高達(dá)85%，且總量尚未達(dá)峰。由于城鎮(zhèn)化率的快速提升，近年來(lái)我國(guó)能源消費(fèi)的增量主要由城市貢獻(xiàn)，2018年至2022年，我國(guó)城市能源消費(fèi)量由不到42億噸標(biāo)準(zhǔn)煤上升到超過(guò)48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，基本等同于我國(guó)同時(shí)期全國(guó)能源消費(fèi)量的增量。

城市具有實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)必需的技術(shù)、人才、資金和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，蘊(yùn)藏著實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的巨大潛能。城市是能源示范實(shí)踐的制高地。城市是各項(xiàng)國(guó)家重大戰(zhàn)略落地實(shí)施的基本單元，在這個(gè)包含各類(lèi)執(zhí)行主體和實(shí)施對(duì)象的單元中，最容易融合多方需求，形成綜合多元的“雙碳”解決方案。城市是能源創(chuàng)新的制高地。城市強(qiáng)大的創(chuàng)新要素聚集能力為新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式的孕育發(fā)展提供了豐厚土壤。城市是能源投資的制高地。智慧能源、綜合能源系統(tǒng)、分布式能源、新型儲(chǔ)能、充電樁等城市能源基礎(chǔ)設(shè)施是新型基礎(chǔ)設(shè)施的投資重點(diǎn)。城市是能源市場(chǎng)改革的制高地。城市具有最為豐富的能源市場(chǎng)主體、應(yīng)用場(chǎng)景以及交易環(huán)境，最能激發(fā)有效競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)和市場(chǎng)體系不斷完善。

推進(jìn)城市能源“雙碳”，就是培育城市高質(zhì)量發(fā)展新引擎。為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，城市能源革命驅(qū)動(dòng)發(fā)展高能效、低排放、低污染的現(xiàn)代高質(zhì)量城市經(jīng)濟(jì)體，支撐城市可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力提升。通過(guò)資源大范圍配置和本地可再生能源的充分利用，推動(dòng)跨城市間聯(lián)防聯(lián)治，有效在城市群實(shí)現(xiàn)能源資源的合理利用，減小并控制污染物排放，驅(qū)動(dòng)城市生態(tài)文明建設(shè)。通過(guò)推動(dòng)城市能源發(fā)展理念、治理技術(shù)和變革模式的創(chuàng)新和提升，構(gòu)筑數(shù)字化智慧化的城市能源管理平臺(tái)，打破城市能源條線(xiàn)管理壁壘，驅(qū)動(dòng)城市治理水平升級(jí)。通過(guò)帶動(dòng)新能源、節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)升級(jí)和轉(zhuǎn)型，創(chuàng)造更多高水平就業(yè)崗位，提供更加以人為本的能源服務(wù)，為城市居民美好生活作貢獻(xiàn)。

02 城市碳達(dá)峰碳中和面臨艱巨挑戰(zhàn)

實(shí)現(xiàn)城市碳達(dá)峰碳中和是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題，面臨五方面挑戰(zhàn)。

一是城市能源消費(fèi)需求在城市規(guī)模擴(kuò)大和經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響下仍將剛性增長(zhǎng)，能源供應(yīng)保障和碳排放控制之間矛盾突出。2035年前我國(guó)經(jīng)濟(jì)將邁入中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平，我國(guó)城鎮(zhèn)化率也將保持年均增長(zhǎng)0.6%的較快水平，兩個(gè)主要影響因素疊加下，城市能源消費(fèi)特別是電力消費(fèi)將繼續(xù)保持剛性的增長(zhǎng)，而供應(yīng)側(cè)在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)仍不能實(shí)現(xiàn)完全綠電。盡管通過(guò)能效提升和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，可以有效緩解能源消費(fèi)總量增量并控制碳排放增速，但仍不足以中和需求增長(zhǎng)帶來(lái)的排放增加。這意味著在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，快速發(fā)展的城市將面臨電力保供和碳“雙控”的多重約束，需要城市和能源發(fā)展模式創(chuàng)新突破。

二是我國(guó)大部分城市傳統(tǒng)能源資源相對(duì)匱乏，新能源供應(yīng)不夠穩(wěn)定，能源供應(yīng)存在較大缺口和波動(dòng)，新的供需平衡下資源約束有待破解。城市能源安全可靠供應(yīng)是城市高效運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，而大部分城市天然具有能源資源稟賦差的基礎(chǔ)特征，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的資源約束明顯。雖然“雙碳”下伴隨著碳“雙控”推進(jìn)，非化石能源和外來(lái)電力在城市能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)中占比不斷提升，減緩了部分本地資源約束帶來(lái)的矛盾，但同時(shí)又帶來(lái)能源供應(yīng)波動(dòng)性不斷加強(qiáng)、能源對(duì)外依存度不斷攀升等新問(wèn)題，城市能源面臨要求更高和供給更不穩(wěn)定的雙重壓力。如何處理不可靠能源為主的能源體系下的安全供應(yīng)和保障成為重大挑戰(zhàn)。

三是能源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中排放大量溫室氣體、有害氣體和粉塵顆粒，加劇破解城市環(huán)境問(wèn)題的挑戰(zhàn)。能源利用是城市污染物排放和溫室氣體排放的重要根源。同時(shí)，城市的新型能源體系和新型電力系統(tǒng)建設(shè)剛剛起步，與可再生能源特征匹配的能源系統(tǒng)還未建成，對(duì)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的支撐有限，對(duì)減少溫室氣體和污染物排放的貢獻(xiàn)有限。短期來(lái)看，高排放高碳的特征依舊明顯，且會(huì)加劇城市環(huán)境挑戰(zhàn)和熱島效應(yīng)，增加災(zāi)害發(fā)生概率。

四是碳減排核心技術(shù)遠(yuǎn)未成熟，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)無(wú)法一蹴而就，城市協(xié)同推進(jìn)降碳、減污、擴(kuò)綠、增長(zhǎng)面臨“瓶頸”。技術(shù)創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)城市碳達(dá)峰碳中和的根本，城市構(gòu)建多元能源供應(yīng)體系、清潔低碳能源消費(fèi)體系，與各種能源技術(shù)的發(fā)展與突破密切相關(guān)。目前，從材料到技術(shù)到裝備，各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)、碳捕捉和碳封存技術(shù)、高效率太陽(yáng)能電池、可再生能源制氫、可控核聚變、零碳工業(yè)流程再造等碳減排核心技術(shù)遠(yuǎn)未成熟。規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，滿(mǎn)足未來(lái)城市對(duì)能源系統(tǒng)的多元化要求，還需要突破新的材料、新的技術(shù)、新的裝備創(chuàng)新瓶頸。

五是城市各能源系統(tǒng)間、能源與其他行業(yè)間協(xié)同發(fā)展的體制機(jī)制尚未形成，市場(chǎng)壁壘、信息壁壘依然嚴(yán)重，導(dǎo)致資源利用效率繼續(xù)提升困難重重。城市中存在大量的場(chǎng)景，需要通過(guò)不同能源系統(tǒng)之間的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)能源效率的深度挖掘，而城市能源從規(guī)劃、建設(shè)到運(yùn)營(yíng)，不同的環(huán)節(jié)面對(duì)不同的政府與市場(chǎng)主體，不同的能源品種也分別有不同的上級(jí)主管部門(mén)分別管理，城市能源管理涉及管理部門(mén)多、管理權(quán)限條線(xiàn)復(fù)雜且多數(shù)為線(xiàn)條管理。與此同時(shí)，各個(gè)擁有數(shù)據(jù)的能源企業(yè)和用能主體，一方面缺少數(shù)據(jù)共享的意愿，另一方面缺少數(shù)據(jù)共享的機(jī)制和安全保障。在以提升系統(tǒng)能效和綜合能源服務(wù)為主的未來(lái)城市能源系統(tǒng)中，這樣的管理方式逐漸不能適應(yīng)以用戶(hù)為中心的未來(lái)能源服務(wù)方式以及更多產(chǎn)銷(xiāo)一體用戶(hù)出現(xiàn)的趨勢(shì)。能源系統(tǒng)缺乏協(xié)同、管理?xiàng)l塊化、信息壁壘等嚴(yán)重制約了能效進(jìn)一步提升的空間。

03 以城市與能源協(xié)同發(fā)展的理念因城施策促進(jìn)碳達(dá)峰碳中和

推進(jìn)城市“雙碳”工作，必須以城市與能源協(xié)同發(fā)展的理念為指導(dǎo)，找準(zhǔn)城市能源發(fā)展和轉(zhuǎn)型的起點(diǎn)，立足城市實(shí)際，綜合考慮城市定位、發(fā)展目標(biāo)、能源稟賦、能源需求、能源基礎(chǔ)設(shè)施等因素，通過(guò)分析城市與能源的內(nèi)在作用機(jī)制，結(jié)合城市的發(fā)展目標(biāo)和階段性需求，形成推進(jìn)城市能源碳達(dá)峰碳中和的路線(xiàn)圖。

首先，應(yīng)以“三個(gè)視角”來(lái)剖析城市與能源的相互影響關(guān)系并掌握城市實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的起點(diǎn)。通過(guò)歷史視角，縱向分析城市能源系統(tǒng)和碳排放現(xiàn)狀形成的背后影響因素，分析各種因素相互作用的機(jī)理；通過(guò)比較視角，分析城市與國(guó)內(nèi)外典型城市在各個(gè)維度存在的差異，汲取碳達(dá)峰碳中和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；通過(guò)系統(tǒng)視角，將城市碳達(dá)峰碳中和的模式和路徑置于城市發(fā)展大局下觀(guān)察，判斷“雙碳”有關(guān)措施是否有利于促進(jìn)城市的高質(zhì)量發(fā)展。

其次，應(yīng)抓住城市在特定階段的主要矛盾，瞄準(zhǔn)主要方向，制定城市“雙碳”解決方案。在“雙碳”目標(biāo)下，解決特定發(fā)展階段能源供需矛盾是城市能源發(fā)展的基本動(dòng)力。科學(xué)研判城市“雙碳”階段和發(fā)展方向，要立足城市和能源協(xié)同發(fā)展的視角理解城市能源的作用機(jī)理，洞察不同發(fā)展階段城市能源面臨的主要矛盾和矛盾的主要方面，分析梳理影響城市能源的動(dòng)力因素，總結(jié)判斷這些因素在不同發(fā)展階段的由量變至質(zhì)變的動(dòng)力變化情況，形成對(duì)城市能源發(fā)展歷程的整體理解。以北京和蘇州為例，盡管未來(lái)能源發(fā)展的動(dòng)因都是向清潔低碳、安全高效、便捷共享的方向加速演變，但北京的城市定位、第三產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，決定了北京未來(lái)脫碳的重點(diǎn)將更加集中于建筑、交通、能源結(jié)構(gòu)和個(gè)人消費(fèi)等方面。而蘇州正在建設(shè)成為世界級(jí)的制造業(yè)中心城市，工業(yè)制造業(yè)長(zhǎng)期占據(jù)接近一半的比例，煤炭在本地消費(fèi)和電力生產(chǎn)中仍占據(jù)較大比重，因此，蘇州未來(lái)脫碳的重點(diǎn)將更加集中于能源結(jié)構(gòu)和工業(yè)等方面。

再次，應(yīng)結(jié)合城市基本條件和發(fā)展目標(biāo)，細(xì)化“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)路徑，有重點(diǎn)有層次地部署重點(diǎn)任務(wù)。在明確發(fā)展起點(diǎn)和未來(lái)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，能夠明晰不同階段的主要矛盾，并結(jié)合內(nèi)外部資源制定相應(yīng)的“雙碳”實(shí)現(xiàn)路徑。以北京為例，過(guò)去30年以來(lái)，北京已經(jīng)經(jīng)歷了以“脫煤、提氣、增電”為主要特征的能源轉(zhuǎn)型過(guò)程，綠色低碳化水平顯著提高。結(jié)合北京的城市定位和經(jīng)濟(jì)社會(huì)基礎(chǔ)，北京主要通過(guò)加大本地非化石能源和外來(lái)綠電占比實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量達(dá)峰，并通過(guò)終端的電氣化和在全國(guó)一體化格局中減少電力碳排放來(lái)實(shí)現(xiàn)碳中和。而能源利用效率提升和能源結(jié)構(gòu)低碳化是蘇州實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的兩大關(guān)鍵路徑。長(zhǎng)期來(lái)看，煤炭的壓減控制和外來(lái)電中清潔電力的提升是能源供應(yīng)低碳化的重點(diǎn)任務(wù)，而依靠能源互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)升級(jí)實(shí)現(xiàn)終端能效提升將是當(dāng)前及未來(lái)能源消費(fèi)改進(jìn)的重點(diǎn)任務(wù)。

最后，城市應(yīng)承擔(dān)起能源創(chuàng)新的使命和責(zé)任，為高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供不竭動(dòng)力。城市具有高度聚合創(chuàng)新所需的資源和對(duì)象等不同元素的突出優(yōu)勢(shì)，天然地將成為能源創(chuàng)新的集中地、試驗(yàn)田、孵化場(chǎng)。在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)過(guò)程中，城市將為能源創(chuàng)新凝聚研究、產(chǎn)業(yè)、金融、人才等各類(lèi)資源，為各類(lèi)新興技術(shù)產(chǎn)品驗(yàn)證示范提供多樣應(yīng)用場(chǎng)景，為多元主體開(kāi)放合作創(chuàng)造互動(dòng)平臺(tái)，以各類(lèi)元素融合碰撞引燃創(chuàng)新動(dòng)力，引領(lǐng)并加快能源科技自主創(chuàng)新和推廣應(yīng)用步伐。面向能源低碳轉(zhuǎn)型出現(xiàn)的新特征、新需求，城市能源創(chuàng)新，最有可能實(shí)現(xiàn)各類(lèi)型靈活性資源的聚合，最有可能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分而治之的局部平衡，最有可能實(shí)現(xiàn)低投入高產(chǎn)出能源系統(tǒng)的構(gòu)建，從而成為規(guī)劃建設(shè)新型能源體系、發(fā)展新型電力系統(tǒng)提供新形態(tài)、新模式。

【作者系國(guó)家電網(wǎng)有限公司副總工程師兼國(guó)網(wǎng)能源研究院有限公司執(zhí)行董事（院長(zhǎng)）、黨委書(shū)記】