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在全国范围内，西北地区具有自身化石能源产业发展的独特优势与特点。西北地区不仅具备丰富的能源资源，通过产业集聚分析还能发现西北地区具备较高的产业集聚度，而且具备优渥的资源基础，即具备一定的价格优势，配合较为先进的技术装备，提高能源资源的开采利用率，是西北地区化石能源的发展优势。西北地区虽然具备产业发展基础优势，但围绕“双碳”目标，西北地区还面临十分艰巨的任务。
单位GDP能耗是反映能源消费水平和节能降耗状况的主要指标，一次能源消费总量与GDP的比率，是一个能源利用效率指标。该指标说明一个国家在经济活动中对能源的利用程度，反映经济结构和能源利用效率的变化。2010—2020年西北地区单位GDP能耗如图9-3所示。
图9-3 2010—2020年西北地区单位GDP能耗
2010—2020年，西北地区的单位GDP能耗整体呈下降趋势，但各省份稍有差异。宁夏回族自治区在五省区中单位GDP能耗相对最高，2020年为2.19，近10年平均单位GDP能耗为2.21，说明宁夏回族自治区对传统化石能源产业的依赖度较高，并且近10年并没有表现出明显的下降趋势。青海省2010年基本与宁夏回族自治区处于同一水平，说明青海省的经济发展结构更偏重于传统化石能源业，但自2011年起，青海省的单位GDP能耗几乎呈线性下降趋势，表明青海省的产业结构在不断优化调整，减轻了对传统能源业的较高依赖。陕西省是单位GDP能耗最低的省份，其次为甘肃省，两者的单位GDP能耗也基本呈下降态势。2010—2016年，新疆维吾尔自治区的单位GDP能耗呈上升趋势，随后下降，近两年基本持平。陕西省虽为西北地区单位GDP能耗最低的省份（2010年单位GDP能耗为0.84），但2020年单位GDP能耗为0.52，相当于1单位GDP需要消耗0.52个单位的能源，消耗比例较高，从侧面反映了西北地区提升能源利用效率的任务依然繁重。
能源加工转换效率指一定时期内能源经过加工、转换后产出的各种能源产品的数量与同期内投入加工转换的各种能源数量的比率。该指标是观察能源加工转换装置和生产工艺先进与落后、管理水平高低等的重要指标。2016—2020年的数据显示，陕西省是西北五省区中能源加工转换效率最高的省份，2016年能源加工转换效率为81.92，2020年能源加工转换效率为80.11，能源加工转换效率整体略有下降。其次为甘肃省，2016年能源加工转换效率为70.99，2020年能源加工转换效率为69.89，近5年也略微下降。新疆维吾尔自治区2016年能源加工转换效率为57.14，2020年能源加工转换效率为58.99，近5年效率有所提升。宁夏回族自治区与青海省数据变化程度不大。可见，西北各省区虽具有天然的发展基础，但围绕“双碳”目标，西北各省区在产业技术、工艺水平、管理方式等方面还亟须加强。
西北地区丰富的煤炭、天然气、金属等矿产资源储量造就了基础扎实的煤化工、石油化工等重工业炼化产业，为当地带来了巨大的经济发展收益。根据《中国煤炭工业年鉴》（2019）数据，陕西省调出煤炭47913.70万吨（见表9-3），而2019年陕西省煤炭生产量为44675.88万吨，足见陕西煤炭对外输送的比例之高。除此之外，2019年西北地区煤直接制油占全国产能的100%，煤间接制油占比79%，煤制天然气占比74%，煤制烯烃占比44%，煤制乙二醇占比18%，足见西北煤化工产业的市场份额较高。但从煤化工产品结构来看，煤制烯烃、煤制乙二醇等都是下游产品的加工原料，也从侧面反映了西北地区煤化工产业链延伸度不够、产品附加值不高。不仅如此，在碳中和的背景下，西北地区的传统能源化工产业所带来的边际效益逐渐变得有限，侧面增加了西北各省区潜在的社会经济负担，且较高的碳排放也不利于碳中和目标的达成。传统高碳排放的能源产业亟须转型寻找新的经济能动力。尽管当前西北各省区均提出加快储能技术、电池储备、氢能的发展，为西北地区传统工业提供了转型的突破口，但如此庞大的经济体量要全面完成清洁化转型，仍然需要在大规模的投入和有效的转型后在就业等问题上采取应对措施。因此，西北地区整体产业转型的路线和方式都需要进一步的深入研究。
表9-3 西北各省区煤炭资源输送量 单位：万吨
资料来源：《中国煤炭工业年鉴》（2019）。
在各类传统化石能源资源以及各类丰富的矿产资源的基础上，煤化工、石油化工等重工业一直是西北地区经济发展的重要支柱。煤炭主要集中在新疆、宁夏和陕西，天然气主要集中在陕西的陕北地区。从工业结构看，西北地区的能源化工一直占比较高。因此，传统化石能源面临着较大的碳中和压力。在未来的发展中，应充分利用能源转型大背景下可再生能源的发展机遇，倒逼化石能源产业转型升级，还需要从技术、制度等方面优化产品需求，提高生产制造效率。
随着西北地区经济的高质量发展，产品需求也在向高质量发展转型。以低碳绿色为导向，西北地区应持续拉长能源产业链，优化产品结构，提高产品附加值，加强对内对外的同步产品输出。借力西北区域内各省份的发展优势，形成优势互补的产业发展模式。如陕西在“十四五”期间将发展高端装备制造等项目，由此带来的人口、项目建设等需求必然会提高对能源产品的需求，再在此基础上推动传统能源产业向高端化、智能化、绿色化发展。不仅如此，西北地区各省份“十四五”发展规划中均提到要做好东部、中部产业的承接。经济发展程度一般与能源消费呈正相关，但中东部大部分地区并不适宜发展能源产业，而发展成为中东部地区产业承接地，将给西北地区能源发展、经济发展带来新的机遇。今后，西北地区各省份要充分挖掘自身优势，将优势产出最大化，以技术和制度作为支撑，不仅推动经济发展上一个台阶，更将经济发展推向低碳可持续。
西北地区能源产业的集聚性较强，具有多个大型能源生产基地，具备生产大型化、集成化优势。一方面，西北地区是全国的煤化工生产重地，煤化工生产规模较大，集成化特征明显。基地和园区是西北地区煤化工生产的主体单位，生产环节的集成大大有利于余热余压的综合利用，以及上下游生产环节物料的充分互供，从而减少能源和资源的消耗，降低碳排放。另一方面，较高程度集聚的能源化工业给高效的碳捕集提供了途径。煤化工的生产具有高浓度且较为集中的碳排放，会有效地降低碳捕集的成本。同时，捕获的二氧化碳还可以作为原料利用到一些化工生产环节中，达到降碳的目的。煤化工生产中，浓度较高的二氧化碳主要是工艺过程中排放的，浓度可达到65%～95%。排放浓度较高，会减少对二氧化碳提纯的投入，降低后续处理的难度和成本。提取的二氧化碳还可以作为工业原料进行二次利用，如二氧化碳可以用于甲醇等主要化工产品的生产，实现碳的循环利用。
以上分析表明，西北地区具备充分利用煤化工生产物料、提升能效系统的先天优势，再配合以碳捕集等技术手段，不仅可以发展能源工业的循环经济，更可以发展产业互补的循环经济。
西北地区不仅拥有优越的传统化石能源资源，而且拥有丰富的可再生能源。绿氢是氢气的一种，是通过可再生能源分解水得到的氢气，燃烧过程中会产生水，可以说是完全的绿色新能源，近年来得到了快速发展。绿氢一直存在运输方面的问题，不适宜远距离运输。但绿氢可以就地转化为化工工业原材料，将绿氢投入能源化工生产过程中，不仅可以减少碳排放，达到低碳的目的，还可以与化石能源合成为化工产品。以绿氢为原料耦合到传统煤化工的过程中，调节碳氢比将大大减少甚至避免过程中的碳排放。利用光伏发电、电解水制氢，制得的氢气可进一步与二氧化碳合成为甲醇。相较于氢气，甲醇具有化学性状稳定、储存运输更为安全以及成本更低的优势，因此，甲醇可以作为煤、石油等化石燃料的替代燃料品，也可以作为初级化学燃料进一步合成烯烃、芳烃、含氧化合物，进而节省煤炭和石油，降低碳排放。例如，2021年我国首个万吨级光伏绿氢示范项目——中国石化新疆库车绿氢示范项目正式启动建设。项目将新建装机容量300兆瓦、年均发电量6.18亿千瓦·时的光伏电站，电解水制氢年产能2万吨。项目预计2023年6月建成投产，生产的绿氢将供应中国石化塔河炼化，替代现有天然气化石能源制氢。预计每年可减少二氧化碳排放48.5万吨，将为当地GDP年均贡献1.3亿元，创造税收1800余万元。