CAEP CSTC ENERGY FOUNDATION 中可持珠文通研实中心 能源基金会 国土空间用地结构 对大气污染物与碳排放的影响研究 StudyontheInfluenceof LandUseStructureon AirPollutantsandCarbonEmissions 宇恒可持续交通研究中心 中国国土勘测规划院 生态环境部环境规划院 2021.2.27 Sustainable Transportation Research Center China LandSurveyingand PlanningInstitute ChineseAcademyof Environmentai Planning E-L FLU .
国土空间用地结构对大气污染物与碳排放的影响研究-结题报告 目录 执行摘要 1 、研究背景与目标 .6 1.项目研究背景. 二、研究目标、内容和技术路线 ...12 1.研究目标和内容 .12 2.研究思路 .12 3.研究范围. .13 三、数据获取与采集 ...14 1.全国国土空间用地结构 ..14 2.全国大气污染物和二氧化碳排放网格清单， ...15 3.工业用地数据POl（PointofInterest） ...21 四、建设用地与排放特征 ..26 1.全国层面概况. ..26 2.分区层面. .29 3.城市群层面. .31 4.城市层面.. ..35 5.网格层面. ..36 五、“用地一污染物"耦合模型的建立与相关性分析 ..39 1.主要城市建设用地碳排放与GDP的关系 ..39 2.建设用地面积与碳排放的双对数耦合模型 ..40 3.细分行业用地面积与污染物排放耦合模型 ..47 4.碳排放情景预测 .54 六、结论和建议 ..59 1.结论 59 2.建议 ...60 七、附录. ..62 1.非负约束最小二乘耦合模型 .62 2.非负最小二乘耦合结果 .67 3.各省工业用地与污染物排放/浓度分布 ...9
国土空间用地结构对大气污染物与碳排放的影响研究-结题报告 执行摘要 应对气候变化，力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和是响应 习近平主席在第七十五届联合国大会上的承诺，实现我国新时期高质量发展的重 要议题.
国土空间结构与碳排放紧密相关，用地是城乡各项人类活动的空间载 体，用地结构通过影响能耗活动水平进而对碳排放产生重要影响.
本研究通过建 立国土空间用地结构与碳排放的关系模型，探讨如何通过国土空间结构优化支持 碳达峰、碳中和目标的实现，进而为相关政策和规划的制定，以及实施效果的评 估提供理论支持.
研究思路和基础数据： 项目首次开展全国尺度的国土空间和碳排放关联影响的实证研究，在全国 国土空间用地结构分析和二氧化碳排放网格清单研究的基础上，建立全国国土空 间用地结构数据和二氧化碳排放的关联框架，并对国土空间用地特征和排放特征 进行描述和关联分析，建立用地结构一碳排放的回归模型，为用地和排放关系的 政策情景分析应用提供支撑.
使用的基础数据包括： 1.2009一2018年全国国土用地结构数据，部分数据精度达到1km精度； 2.2015年全国范围10kmx10km精度网格二氧化碳清单数据： 3.基于生态环境部企业许可证数据库的规上污染企业清单数据： 4.近10万工业POI人口训练转化AOI智慧工业用地识别.
1受数据限制，本研究中的全国指除港澳台之外的大陆地区.
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国土空间用地结构对大气污染物与碳排放的影响研究一结题报告 基本结论： 一、从全国分区域碳排放来看，东部地区排放总量最高，达42.3万吨，约 占全国总排放的39%：西部地区排放量27.7万吨，占比25%：中部地区排放量 25.6万吨，占比24%：东北地区排放量最小，为13.2万吨，占比12%.
二、从省级碳排放来看，排放总量差异显著.
山东、内蒙古、江苏、河北、 山西、河南、广东、辽宁、安徽和浙江的碳排放量居于全国前十名，排放总量占 全国总排放的59%.
三、从城市群碳排放来看，城市群的经济发展相对更加低碳.
五大城市群 GDP占全国50%左右，碳排放占全国的33%.
其中，珠三角城市群单位碳排放 的GDP最高，经济发展相对更低碳.
长三角城市群GDP占全国的19%，碳排 放占全国的12.2%：京津翼城市群GDP占全国的9%，碳排放占全国的7.4%： 长江中游城市群GDP占全国的9%，碳排放占全国的6.2%：珠三角城市群GDP 占全国的7%，碳排放占全国的3.0%：成渝城市群GDP占全国的6%，碳排放 占全国的4.5%.
四、从不同城市的碳排放来看，我国大部分城市仍处于土地GDP产出不 高，碳排放强度较大的粗放发展阶段.
在单位土地GDP产出相似的情况下，不 同城市土地碳排放强度有较大差异，深圳、东莞等城市表现突出，实现了土地利 用的高GDP产出和低CO2排放，是其他城市学习的榜样.
但大部分城市还处于 土地GDP产出低，土地碳排放强度大的状况，说明城市层面通过用地控制碳排 放强度潜力较大.
五、城镇地区的空间结构优化是实现碳达峰和碳中和的重中之重.
城市和建 制镇用地（简称城镇用地）占国土总面积的1%，但碳排放约占全国总排放的近 90%.
这近90%的碳排放中，工业用地（城镇用地的约17%）的碳排放和非工 业用地的碳排放约各占一半.
六、从全国及各省份的工业产业用地与碳排放的空间分布来看，二者相关性 很强.
通过细分行业类型用地和碳排放的耦合模型结果来看，水电气等基础能源 2
国土空间用地结构对大气污染物与碳排放的影响研究一结题报告 和市政供应用地的碳排放强度最大，工业用地次之，城镇非工业生活生产用地再 次之.
工业用地中，石油、化工、金属、非金属等重工业用地的碳排放强度较 高，应严格控制新增.
七、控制新增建设用地面积是控制碳排放增长的重要抓手.
建设用地（包括 城镇村矿及交通用地）推动碳排放呈指数级增长.
全国的历史数据回归结果表 明，建设用地面积每增加1倍，碳排放约增加1.7倍.
八、从分省来看，各省空间用地结构不同，技术发展水平不同，造成碳排放 随建设用地增加的幅度差异显著.
当建设用地面积增加一倍时，海南省的碳排放 增加1.36倍，山东省的碳排放增加2.78倍.
增幅最大的10个省份是青海、西 藏、贵州、山东、山西、吉林、河南、辽宁、福建、宁夏，增幅最小的10个省 份是内蒙古、四川、海南、安徽、北京、湖北、湖南、云南、甘肃、黑龙江.
九、现有用地体系的“存量提质”非常重要.
同一行业用地在不同区域的碳 排放强度数值也有较大差别，如果各行业用地都达到国内先进省的平均水平，可 以减少目前碳排放的一半左右.
选取各区域用地结构相近的网格单元进行分析， 发现东部区域的碳排放明显低于其他区域，反映了技术和管理因素对碳排放的影 响.
对比各省份同一行业用地的碳排放强度，发现数值差别较大，有时可达几 倍.
对各行业选取碳排放强度较小省份的数值作为行业标杆，如果全国都达到行 业标杆值，碳排放总量可降低一半左右，其中城镇非工业用地减排潜力大，可达 此类减排的46%：其次为化工（14%）、电力热力（12%）、非金属矿物制品 （12%）、黑色金属（6%）等行业.
对于这些行业，结合产能过剩调整，应该 在未来土地供给和功能调整中予以重点控制（如附图5）.
十、按照现有国有空间结构继续发展，不采取任何控制措施的情况下，碳排 放将持续增长.
2030年碳排放预测结果表明，如果建设用地按照过去十年年均 约60万公顷的速度继续增长，且不采取用地结构调整、碳排放强度约束等措 施，那么二氧化碳排放量将持续增长，预计2030年相比2020年增加16%.
十一、通过国土空间规划体系进行碳排放控制高效可行，可以在近期实现达 峰，远期支持碳中和的目标达成.
设定五种情景，得到不同情景下的碳排放模拟 3
