海南省低碳转型中长期展望——基于EPS模型探索“双碳”路径

关于绿色创新发展研究院（iGDP） 绿色创新发展研究院（Institute for Global Decarbonization Progress，简称“研究院”，缩写（iGDP）是专注绿色低碳发展的战略咨询平台，于 2014 年成立于北京，旨在成为具领先专业素养和独立影响力的国际化智库。成立以来，根植我国地方绿色低碳实践，面向全球应对气候变化进程，为决策者、投资者和社区提供具有国际视野和前瞻思考的解决方案和公益性知识产品。 报告编写团队 绿色创新发展研究院（iGDP）：宋曼娇、杨鹂、李鑫迪、袁雅婷海南大学：吴丹、张明、徐扬 联系方式 绿色创新发展研究院（iGDP）：igdpoffice@igdp.cn 致谢 非常感谢能源创新公司对本研究提供的技术支持。 本报告编写及建模所需要数据和信息均基于公开、可得的数据源，报告内容是对所研究领域的初步探索，旨在加强相关领域的讨论交流，如有不足之处，敬请谅解并指正。报告中主要结论及观点仅代表作者迄今为止的认识，不反映作者所属机构以及研究支持方的立场。 免责声明 宋曼娇 , 吴丹 , 杨鹂 , 李鑫迪 , 袁雅婷 , 张明 , 徐扬 .(2025).海南低碳转型中长期展望——基于 EPS 模型探索“双碳”路径 .北京：绿色创新发展研究院 . 引用建议 目 录 研究背景与目标······································································1海南省低碳转型进程··································································2低碳转型现状············································································2低碳转型目标············································································3模型工具和情景分析··································································5海南省“双碳”路径····································································6能耗双控与碳排放双控····································································6碳中和重点减排政策······································································7投资需求及对 GDP 和就业的影响····························································11结论及政策建议······································································12综合发展趋势和禀赋条件制定双碳目标·······················································12结合地方需求识别低碳转型方向·····························································12分阶段分部门制定低碳转型中长期路径······················································13参考文献············································································14 研究背景与目标 随着全球气候影响加剧，《2024 年排放差距报告》指出，守住 1.5℃目标需要全球在 2030 年前相对于 2019年减少 42% 的温室气体排放[1]。面对日益迫切的减排需求，我国作为最大碳排放经济体明确提出“2030 年前碳达峰，2060 年前碳中和”的双碳目标。各省结合资源禀赋、减排潜力与产业结构科学制定分部门低碳发展路径，并按照发展目标推进相关工作，是全国碳排放目标完成的基本、前提和关键[2]。 海南省非化石资源丰富，借助海上风电、光伏发电和气电等清洁能源，大幅提高新能源比重，加速落实“清洁能源岛”规划[3]，此外海南还计划建立零碳能源支撑体系，全面谋划打造零碳能源岛[4]、“低碳岛”[5]，高效控制碳排放，积极应对气候变化。为了打造优先发展清洁能源的低碳转型示范区，海南省需要尽快编制出台面向碳中和的长期战略规划，分阶段分部门锚定重点措施，政府、社会与市场合力保障经济社会的低碳发展与平稳转型。 本研究构建海南能源政策模拟模型（Energy Policy Stimulator, EPS），量化不同政策组合下的能源消费、温室气体排放、投资需求和经济社会影响，为海南省低碳转型路径研究提供科学评估工具。 本报告系统回顾了海南省低碳转型的进展与成效，运用情景分析方法，分部门预测能源消费与温室气体排放的长期趋势，并分阶段梳理实现“碳中和”目标的关键政策措施。同时，报告全面评估了政策组合对经济发展、就业以及投资需求的潜在影响，提出了切实可行的政策建议，旨在为海南的低碳发展路径提供科学依据与决策参考。 第一章 海南省低碳转型进程 低碳转型现状 海南经济体量较小，2023 年，全省 GDP 为 7551.18 亿元（现价，下同），相当于全国总量的 0.6%；人均GDP 为 72958 元[6]，低于全国人均水平。海南省“第三产业主导，第一、二产业相当”，2023 年海南省第三产业占比为 60.8%，位列全国第四。海南省正处于社会经济高速发展与转型窗口期，“旅游业、现代服务业、高新技术产业和热带特色高效农业”并驾齐驱的产业体系[7]将带来经济发展的契机和转型减排的独特挑战。 2005 年以来，海南省人均 GDP 稳定增长，能源消费波动上升，能耗强度和碳排放强度稳定下降（图 1）。近年来，海南省经济增长与碳排放呈现弱脱钩趋势，在人均 GDP 保持增长的情况下，碳排放从 2021 年开始明显减少。 2022 年海南省能源消费总量为 2424 万吨标准煤，仅占全国总量的 0.45%，煤炭、原油、天然气和一次电力消费占比较为接近，分别为 28%、31%、20% 和 21%，能源多样化程度较高，对煤炭的依赖度远低于全国平均水平（56%），可再生能源消费占比略高于全国平均水平。从 2022 年分部门碳排放来看，交通是除火力发电外的第二大碳排放部门（图 2），占比 25%，明显高于占比 19% 的工业部门。 海南省发电结构清洁程度略优于全国水平。2022 年，海南全省统调装机总容量为 1164.8 万千瓦，清洁能源装机占比（含气电）76.3%[8]，能源转型走在全国前列，但可再生发电占比仍有较大的提升空间。2022 年，海南省本地发电量 380 亿千瓦时，火电占比 64%，非化石能源发电主要依赖发电量占比全国最高（28%）的核电，而水风光发电占比合计仅为 8%。 低碳转型目标 海南省致力于建设绿色低碳的自由贸易港，争当美丽中国示范样板。基于此目标，海南省在“十四五”期间发布了《海南省碳达峰实施方案》，将“双碳”目标纳入全省生态文明建设整体布局，并通过《海南省“十四五”交通运输（公路水路）发展规划》和《海南省“十四五”节能减排综合工作方案》等政策提出分部门、分阶段目标，压实各行业的主体责任。 海南省兼顾自由贸易港、国家生态文明试验区发展和绿色低碳转型的重点在于高比例发展非化石能源、加强高耗能行业电能替代以及加快交通运输和公共建筑领域节能降碳。表 1 和表 2 分别总结了全省整体及分部门低碳发展目标。 第二章 模型工具和情景分析 海南“双碳”路径的量化分析主要借助 EPS 模型，该模型是一个基于系统动力学的免费和开源分析工具，用于模拟和评估能源与气候政策对能源消费、温室气体排放、污染物排放、投资需求及相关宏观社会经济指标的影响。海南 EPS 模型（EPS Hainan 2024）是由 iGDP 在 EPS China-iGDP 2024[9]基础上开发的免费开源工具，旨在帮助决策者、研究者及相关从业人员采用情景分析方法，评估不同能源和低碳相关宏观社会经济指标的影响。 EPS 模型主体由 5 大行业模块构成，分别是交通、电力供应、建筑运行、工业、土地利用和林业。其中，交通模块包含道路交通、航空、水运、铁路和摩托，建筑建造业和农业被划入工业模块。 本研究选择基年为 2020 年，预测年份为 2021-2060 年，并设置了三个情景模拟海南在不同政策参数设置下的能源消费和碳排放路径（表 3）。 第三章 海南省“双碳”路径 能耗双控与碳排放双控 双碳“1+N”政策将助力海南省一次能源消费总量提前达峰以及峰值下降。2020 政策冻结情景下，海南省一次能源消费预计在 2055 年达峰；政策情景下，一次能源消费在 2035 年达峰并进入平台期；双碳情景下，全省排放同样在 2035 年达到峰值后缓慢下降。煤炭和石油加速淘汰，2060 年，一次电力及其他占比达到 63%。 海南省政策情景的能源相关碳排放在 2030 年前后略有反弹，即现有政策力度难以在 2030 年前实现碳排放总量达峰后平稳下降，而实现“碳中和”更需要 2030 年后进一步加强低碳措施。政策情景下，海南省 2025 年达到能源相关二氧化碳排放和温室气体排放峰值（图 4），但直到 2055 年仍有个别年份排放反弹，这是因为核电项目的投产退役将显著影响排放。2060 年仍余 1730 万吨能源相关碳排放，而双碳情景下，2060 年余约 560 万吨能源相关碳排放，相当于峰值水平的 14%。 政策情景下，“十四五”期间，海南省单位 GDP 能耗2和碳排放下降率分别为 11% 和 17%。海南应提高能源利用效率，发展低碳技术，评估省内实际情况后明确“十五五”单位 GDP 能耗下降目标和实施路径，以确保有序推动双碳进程。 碳中和重点减排政策 海南经济高质量发展，各行业加速电气化促使终端电力需求持续增长，电力部门碳中和需要终端部门在推动电气化的同时减少能耗、加速发展非化石能源发电，同时加强电网消纳可再生电力的能力。工业部门的深度减排需要工业低碳节能推广和电网清洁化双管齐下，水泥和化工行业都应加速推进电能替代，并研发和推广氢能替代技术以实现深度减排。建筑部门脱碳基本依赖于电力的清洁化。此外，用能需求增长主要体现在公共建筑部分，海南省应落实绿色公共建筑的新建和升级改造，大力推行公共建筑绿色制冷、绿色照明和节能家电。海南省交通部门在道路交通电动化进程上领先全国，但 2020 年船运和航空碳排放占比约 44%。自贸港展使船运、航空周转量需求持续强劲增长，而落实推广低碳燃料替代，对海南研发能力和经济发展挑战较大。因此，海南省交通部门近期仍应聚焦道路交通的电能 / 氢能替代。海南省约 80% 的甲烷排放来自于农业，剩余 20% 来自于污废水处理[10]。政府应当明确并量化农业甲烷减排措施，全面提升生活污水收集处理效能和污泥无害化、资源化利用水平。政策和双碳情景重点领域的政策实施目标如表 4 所示。 为顺利实现“碳中和”目标，海南省应该根据每个阶段的减排重点政策及时调整政策重点和实施路径。“十五五”期 间， 双 碳 情 景 下， 海 南 省 温 室 气 体 减 排 贡 献 排 名 前 三 的 政 策 分 别 是 非 化 石 装 机 按 期 建 设 并 网3、 建 筑 节 能 标准提升和工业电气化及氢能替代，减排量分别占“十五五”期间总减排量的 62%、8% 和 8%（图 5