南科大环境学院叶斌团队在能源政策领域取得研究进展

近日,南方科技大学环境科学与工程学院叶斌课题组在Nature旗下期刊Humanities & Social Sciences Communications发表题为“Low-carbon energy transition evaluation framework and development strategy for energy-intensive enterprises in China’s electric-carbon market”的研究论文。该研究创新性地构建了一个包含5个维度、16项指标的低碳能源转型评估框架,为高耗能企业在电-碳市场协同机制下识别转型进展、比较行业差异以及制定差异化政策提供了重要的理论与实践参考。

Humanities and Social Sciences Communications是Nature旗下唯一面向人文社会科学的子刊。该期刊在人文和社会科学领域的分区排名均为Q1,在人文学科-多学科领域的409种期刊中排名第3,在社会科学跨学科领域的265种期刊中排名第1。

图1 研究流程图

在“双碳”目标持续推进的背景下,以“高能耗、高资源消耗和高污染”为特征的高耗能产业作为能源消耗与碳排放的核心主体,其低碳能源转型进程直接关系到我国碳中和目标的实现。文章指出,中国火电、钢铁、非金属矿物制品、炼油焦化、化工和有色金属等六大高耗能行业合计占全国能源消费总量的一半以上,并贡献了约80%的二氧化碳排放。与此同时,我国近年来相继推动碳市场试点、全国碳市场、绿证交易和绿电交易等制度建设,电力市场与碳市场的协同发展正在成为推动企业能源结构优化和减排转型的重要机制。在这一背景下,如何科学评估高耗能企业在电-碳市场中的低碳能源转型表现,已经成为政策制定与企业决策中的一个核心问题。

尽管已有不少研究围绕低碳能源转型评估展开,但现有研究大多聚焦于国家、城市等宏观层面,或是针对发电企业等供给侧主体,针对消费侧高耗能企业的评估框架较为缺乏。同时,现有框架未能充分考虑企业参与绿电交易、碳配额交易等市场行为带来的转型潜力,也忽略了企业自身的转型意愿,难以适配电碳市场协同下的转型评估需求。

针对这一研究缺口,研究团队提出了更具针对性的高耗能企业评价框架。该框架不仅考察企业的碳排放和能源效率,还进一步纳入了企业在碳市场中的交易潜力、在绿色电力市场中的参与潜力,以及企业未来转型规划所体现的转型意愿。具体而言,研究构建的五个一级指标包括碳排放指标、能源消费指标、碳市场交易潜力指标、绿色电力市场交易潜力指标,以及企业转型潜力指标。其中,前四项为硬指标,最后一项为反映企业主动转型意愿的加分指标,从而较好地兼顾了企业低碳转型的现实表现与未来潜力。研究采用层次分析法(AHP)构建三层级指标体系,并结合既有文献中的相对权重比例进行二次校准,以降低单纯依赖专家主观判断可能带来的偏差。最终结果显示,在四项核心硬指标中,碳排放指标权重最高,绿色电力市场交易潜力次之,随后是能源消费指标和碳市场交易潜力指标。

图2 电碳市场企业的低碳能源转型指标体系

研究团队选取了湖北省试点市场中10家纳入碳配额管理范围的代表性企业开展实证分析,涵盖钢铁、造纸、汽车制造、煤电、玻璃、食品饮料、化工、装备制造、石化和水务等行业。选择湖北作为案例地区,主要是因为湖北试点碳市场是我国最活跃的碳市场之一,历史成交量和成交额均处于全国前列,具有较强的代表性。研究结果表明,不同行业企业的低碳能源转型水平存在明显异质性,综合得分从0.258到0.506不等,多数企业的得分集中在0.3至0.4之间,说明当前我国高耗能企业虽然已普遍启动转型进程,但整体仍处于爬坡阶段,进一步提升空间较大。从具体结果看,化工企业综合得分最高,显示出较强的碳减排能力和绿色电力市场参与能力;食品饮料、汽车制造和石化企业也表现相对较好。相比之下,玻璃企业得分最低,虽然其未来转型规划较积极,但现实中的碳市场和绿电市场参与能力相对较弱,反映出“转型意愿较强、实施能力偏弱”的结构性矛盾。研究还发现,不同行业呈现出不同的转型路径:部分企业更偏向通过技术升级和直接减排提升绩效,例如化工和装备制造企业;另一些企业则更依赖碳交易和绿电交易等市场机制,例如汽车制造和造纸企业。总体而言,市场化机制已成为高耗能企业推进低碳能源转型的重要抓手,但企业在能效改善、主动规划和多维协同方面仍需进一步加强。

图 3 十家代表性工业企业各项指标得分。子图 a–e 为十家企业一级指标的测算结果;子图 f 为十家企业低碳能源转型(LCET)综合得分排名。本次选取的十家代表性工业企业分别为:钢铁(S)、造纸(P)、汽车制造(VM)、燃煤发电(CP)、水务(WU)、玻璃(G)、食品饮料(FB)、化工(C)、装备制造(EM)、石油化工(PC)。

该研究构建的评估指标体系,不仅可以作为高耗能企业的动态自评工具,帮助企业实时跟踪自身的转型现状与未来转型潜力,也为政策制定和企业管理提供了数据驱动的决策参考,支持其设计差异化、针对性的激励政策。此外,该框架具备良好的可迁移性,通过调整指标权重与适配地方政策条件,可推广应用到全国不同地区与行业的高耗能企业转型评估中。

该论文第一作者兼通讯作者为南方科技大学环境科学与工程学院叶斌副教授。南方科技大学与华南理工大学为共同通讯单位,论文的合作者包括叶斌课题组原科研助理、现华南理工大学博士研究生蒲泓江、叶斌课题组博士后娄铎和德国莱布尼茨农业景观研究中心彭叶宸楠博士。研究得到了国家自然科学基金(编号72573075、72173058和72394391)以及高水平大学专项基金(编号G030290001),国家电网湖北分公司为本研究提供了支持。