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前言

LEAP模型（Long-range Energy Alternative Planning system），全称长期能源替代规划模型，是由瑞典斯德哥尔摩环境研究所（SEI，Stockholm Environment Institute）和美国波士顿大学共同开发的综合能源建模工具。作为一种“自下而上”的模拟模型，LEAP模型可用于分析和预测各区域各部门的燃料需求、气体污染物排放量、成本效益等，目前已广泛应用于全球、国家和地区的能源消费研究和温室气体减排评价。LEAP模型主要由能源需求、加工转换、资源供应、成本分析、环境评价等模块构成，研究者可以根据研究对象特点、数据可用性、分析目的和类型等自由选择合适的模型框架和数据结构，具有结构灵活、数据透明等特点。通常情况下，研究者需要输入基准年的现状数据以及未来一定年限内的预测数据，数据结构主要包括分部门（行业）的活动水平（如人口、产值、产量等）、能源强度和燃料种类等内容。

2020年9月，我国宣布将力争于2030年实现碳达峰，努力争取2060年实现碳中和的“双碳”目标。随后，各省市各行业开始关注碳达峰出现时间和碳中和实现路径。基于目前的研究结果来看，产业结构调整、能源转型和重点用能部门节能降碳是当前我国实现“双碳”目标的主要路径。

重庆是西部大开发的重要战略支点，处在“一带一路”和长江经济带交汇点上，重庆还是低碳试点城市和七个碳排放权交易试点城市之一，其节能减排对于推动长江经济带高质量发展具有重要意义。工业作为重庆国民经济的关键组成部分，对地区GDP增长的贡献率达40 %以上，同时工业能源消费占到了全市能源消费总量的50 %左右，因此工业部门具有较高的节能减排潜力。本文以2020年为基准年，通过LEAP模型设置基准情景、能源结构调整情景、技术进步情景和综合情景，从工业部门未来产业结构、技术水平和能源结构等方面，对重庆市2021-2040年工业部门能源需求和碳排放进行分情景预测。

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模型构建

2.1 情景设置

（1）基准情景：在此情景下，重庆市工业部门节能降碳和发展目标以重庆市现行相关规划为参考。根据重庆市“十四五”规划中所阐述的发展格局，要把发展经济着力点放在实体经济上，一手抓传统产业转型升级，一手抓战略性新兴产业发展壮大，培育具有国际竞争力的战略性新兴产业集群和先进制造业集群。在此情景下，传统高耗能行业，如金属压延加工、非金属制品和电力等行业处于平缓发展状态，汽车、医药、装备制造和电子信息等新兴产业发展壮大。

（2）能源结构调整情景：在此情景下，2020年以后，工业部门低碳发展目标相比基准情景略高。传统高耗能行业的发展趋势放缓，电气化水平提高，但总产值能耗将不会发生太大变化，与基准情景一致。

（3）技术进步情景：在此情景下，2020年以后，重庆市加快工业节能降碳技术创新等方面工作，单位产值能耗显著降低，该情景下能源结构与基准情景保持一致，各行业经济占比与能源调整结构情景一致。

（4）综合情景：该情景是同时考虑能源结构调整和技术进步的情景。

2.2 参数设置

（1）基准情景：此情景下，重庆市工业发展仍保持在较快的速度，《重庆市制造业高质量发展“十四五”规划（2021-2025年）》提出：“到2025年，全市规上工业产值将实现3万亿，年均增速6 %”。根据规划目标以及现有发展趋势进行合理外推，设置2025年、2030年、2035年和2040年的全市规上工业生产总值分别为30025亿元、35787亿元、41549亿元和47311亿元。

单位产值能耗方面，《重庆市“十四五”节能减排综合工作实施方案》中明确“到2025年全市生产总值能耗比2020年下降14 %”的任务。为了体现对传统高耗能行业的约束，高耗能行业的下降率要高于新兴产业，因此设置2021 - 2025年高耗能行业和新兴产业的单位产值能耗分别下降14.5 %和14 %，随后在此基础上，由于技术进步程度放缓，能源强度的下降速率将逐渐降低。

依据《规划》所述，要大力发展战略性新兴产业，坚决遏制高耗能高排放项目，即传统高耗能行业的发展速度减缓，各行业经济占比如表1。

（2）能源结构调整情景：在此情景下，工业内部结构进一步优化，工业总产值较基准情景有所下降，2025年、2030年、2035年和2040年的规上工业总产值分别为29148.24亿元、34117.78亿元、39235.447亿元和44058.97亿元，且以煤炭为主的高耗能行业能源结构发生变化，煤炭使用比例降低，天然气和电力使用比例增加。根据各行业能源消费现状可知，高耗能行业中的电力、热力生产和供应业、非金属矿物制品业、化学原料及化学制品业、黑色金属冶炼和压延加工业以及有色金属冶炼和压延加工业的原煤、焦炭等煤炭类燃料比重最高，分别为89.25 %、36.85 %、70.60 %、80.08 %和56.45%，而新兴制造业中的用能结构主要为电能。因此，在该情景下应重点调整电力、热力生产和供应业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼和压延加工业以及有色金属冶炼和压延加工业的能源结构。在此情景下，单位产值能耗与基准情景保持一致。

（3）技术进步情景：在此情景下，能源结构不发生变化，各行业经济占比设置与能源结构调整情景保持一致，由于技术进步，单位产值能耗进一步下降，2021 - 2025年高耗能行业和新兴行业单位产值能耗下降率分别为15.4 %和14.8 %。

（4）综合情景：综合考虑能源结构调整情景和技术进步情景。

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结果

3.1 能源消费总量

经过LEAP模型的计算，可得各个情景下的能源消费总量的变化趋势，如图2所示，2020年，重庆市规上工业能源需求总量为4194.02万tce。

（1）基准情景：工业能源需求量持续增长至2030年的5234.22万tce，并于该年达到峰值，随后逐渐下降，到2040年需求量为4637.32万tce；

（2）技术进步情景：工业能源需求在2028年达到峰值，峰值能耗为5062.55万tce；

（3）能源结构调整情景：工业能源需求也在2028年达到峰值水平的944.13万tce；

（4）综合情景：在2026年能源需求达到峰值水平的4866.88万tce，与基准情景相比节能367.34万tce。由此可见，能源结构调整和技术进步共同作用可使得工业部门能源需求量明显减少。

3.2 工业能源CO2排放量预测

通过LEAP模型可得各个情景下的工业部门能源消费碳排放的变化趋势，如图3所示。

（1）基准情景：2021-2030年工业部门能源消费碳排放量持续增长，并于2030年达到峰值，峰值排放量为10749.89万tCO2；

（2）技术进步情景：碳排放峰值出现时间提前至2028年，峰值排放量为10405.51万tCO2；

（3）能源结构调整情景下：碳排放峰值出现时间进一步提前至2023年，峰值排放量为8756.19万tCO2；

（4）综合情景：碳排放在2023年达到峰值水平，为8706.17万tCO2，相比于基准情景可减排2043.72万tCO2。

此外，能源结构调整情景和综合情景中2025年单位产值碳排放较2020年分别累计下降23.95 %和26.92 %。

综上所述，为实现2030年前碳达峰的目标，参考综合情景，未来几年重庆市工业部门可同时采取以下行动：

（1）严格控制传统高耗能行业盲目发展，逐步降低其在总体经济中的占比，加快推动汽车制造业和电子信息产品制造业等新兴制造业产值增长；

（2）在经济发展的同时也要重视对能源的需求，确保2030年在工业终端能源消费量在4866.88万tce以下，大力调整能源结构，重点集中于传统高耗能行业的清洁能源替代，降低其对煤炭类燃料的依赖性；

（3）通过政策鼓励企业积极研发新技术，提高能源利用效率，确保2025年前单位产值能耗以不低于年均2.9 %的速率下降，并且2026 - 2030年间的降速不低于2.5 %。

在上述执行力度下，重庆市工业部门节能减排效果显著，2030年前可将工业能源消费量稳定控制在4900万tce以下，并实现2030年前碳排放达峰的目标，对国家“双碳”战略作出应有的贡献。

然而，需要注意是，由于《重庆市统计年鉴》中并未公开分行业工业增加值数据，因此在本文中使用分行业工业产值作为活动水平的替代，这可能将导致数据存在一定的误差。此外，由于LEAP模型所需数据庞杂，本文在此仅做简要分析，以待未来进行更加深入的研究。

模型交流：V623145513