2020年中國(guó)向世界宣示了2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)碳中和的國(guó)家目標(biāo)。這不僅是我國(guó)積極應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)策,也是基于科學(xué)論證的國(guó)家戰(zhàn)略;是國(guó)內(nèi)生態(tài)文明建設(shè)和對(duì)外構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的融合點(diǎn),也是推動(dòng)雙循環(huán)、促進(jìn)新發(fā)展格局的抓手;它更清晰了“能源革命”的階段目標(biāo),也要求我們?yōu)槟茉吹吞嫁D(zhuǎn)型作出更為扎實(shí)、積極的努力。
中國(guó)工程院院士杜祥琬認(rèn)為,碳減排雙目標(biāo)是能源革命的兩個(gè)里程碑,是有機(jī)聯(lián)系的兩個(gè)目標(biāo),實(shí)質(zhì)都是低碳轉(zhuǎn)型,二者相輔相成。實(shí)現(xiàn)雙目標(biāo)必須從人類文明形態(tài)進(jìn)步的高度認(rèn)識(shí)能源革命,樹立新的能源安全觀,重新認(rèn)識(shí)我國(guó)的能源資源稟賦,實(shí)現(xiàn)公平、公正的能源轉(zhuǎn)型,牢牢把握實(shí)現(xiàn)碳減排雙目標(biāo)的九個(gè)抓手,深刻推動(dòng)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)步和長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
實(shí)現(xiàn)碳減排雙目標(biāo)的路徑是什么?
1.從人類文明形態(tài)進(jìn)步的高度來認(rèn)識(shí)能源革命。現(xiàn)代非化石能源巨大的進(jìn)步正在推動(dòng)人類由工業(yè)文明走向生態(tài)文明,這是又一輪深刻的能源革命!澳茉吹吞蓟玛P(guān)人類未來”已經(jīng)是全球高度的共識(shí)。
2.樹立新的能源安全觀。能源安全很重要的是供需安全,要以“科學(xué)供給”滿足“合理需求”。除此之外,環(huán)境安全、氣候安全,能源造成的環(huán)境問題(大氣、水、可持續(xù)等)和氣候問題要解決好。
3.重新認(rèn)識(shí)我國(guó)的能源資源稟賦。豐富的非化石能源資源是我國(guó)能源資源稟賦的重要組成部分。重新認(rèn)識(shí)我國(guó)的能源資源稟賦,是正確認(rèn)識(shí)本國(guó)國(guó)情的要素。對(duì)于確保國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)的能源安全、引導(dǎo)能源轉(zhuǎn)型具有方向性、戰(zhàn)略性的意義。
4.能源轉(zhuǎn)型中的化石能源;茉匆M可能適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型,做出貢獻(xiàn)。應(yīng)堅(jiān)持清潔、高效利用,發(fā)電為主,通過技術(shù)進(jìn)步,減少非發(fā)電用煤;發(fā)展清潔供暖,更大力度替代散燒煤;與非化石能源協(xié)調(diào)互補(bǔ),支持能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
5.實(shí)現(xiàn)碳減排雙目標(biāo)的九個(gè)抓手!澳茉礈p碳”與“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”協(xié)同推進(jìn)。大力推進(jìn)節(jié)能提效。做好電力行業(yè)、交通行業(yè)及工業(yè)領(lǐng)域減排。推行超低能耗建筑,打造一體化新型建筑配電系統(tǒng)。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),促進(jìn)固廢資源化利用,發(fā)展碳匯,鼓勵(lì)CCUS等碳移除和碳循環(huán)技術(shù)。用好碳交易、氣候投融資等引導(dǎo)碳減排的政策工具。
01、碳減排雙目標(biāo)的來歷和含義
1.《巴黎協(xié)定》是“最低限度行動(dòng)”
新冠疫情啟示我們,人類需要一場(chǎng)自我革命。氣候變化是另一種全球性非傳統(tǒng)安全問題,全球平均溫度持續(xù)上升、山地冰川物理量明顯減少、北極海冰范圍顯著縮減、海平面上升、極端天氣氣候事件增多增強(qiáng)等氣候變化的事實(shí)強(qiáng)烈警示并呼喚人類采取緊迫行動(dòng)。在此背景下,世界各國(guó)共同努力達(dá)成的《巴黎協(xié)定》,是人類近代史上少有的理性成果,是氣候變化全球治理的里程碑和新起點(diǎn)。
現(xiàn)代氣候變化的主因是人類活動(dòng)排放的溫室氣體。大氣中的溫室氣體包括二氧化碳、甲烷和氮氧化物等多種,但主要是二氧化碳(約占73%),而二氧化碳排放的90%來自化石燃料(煤炭、石油、天然氣)的燃燒。當(dāng)前,全球一次能源利用中84%來自化石能源,其二氧化碳排放375億噸(2018年),其次是甲烷排放等。下圖是世界主要國(guó)家二氧化碳排放總量圖,橫軸是時(shí)間(不同年份),縱軸是二氧化碳排放量(億噸為單位)?梢钥闯,2006年后中國(guó)(圖中紅線所示)成為世界二氧化碳第一排放大國(guó),2019年我國(guó)二氧化碳排放將近98.26億噸,超過了美國(guó)(49.65億噸)和歐盟(41.11億噸)的總和【1】。
根據(jù)荷蘭環(huán)境評(píng)估署(PBL)2020年發(fā)布的數(shù)據(jù),自2010年以來,全球溫室氣體排放總量平均每年增長(zhǎng)1.4%。2019年創(chuàng)下歷史新高,不包括土地利用變化的排放總量達(dá)到524億噸二氧化碳當(dāng)量,分別比2000年和1990年高出44%和59%【2】。世界資源研究所的研究表明,全球已經(jīng)有57個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)了碳排放(溫室氣體排放的簡(jiǎn)稱)達(dá)峰,占全球碳排放總量的36%,預(yù)計(jì)到2030年實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰的國(guó)家將有59個(gè),將占到全球碳排放總量的2/3。根據(jù)2018年政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)1.5℃特別報(bào)告的主要結(jié)論,要實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》下2℃目標(biāo),要求全球在2030年比2010年減排25%,在2070年左右實(shí)現(xiàn)碳中和。而實(shí)現(xiàn)1.5℃目標(biāo),則要求全球在2030年比2010年減排45%,在2050年左右實(shí)現(xiàn)碳中和【3】。同時(shí),根據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署最新發(fā)布的《排放差距報(bào)告2020》,要實(shí)現(xiàn)2℃和1.5℃的溫控目標(biāo),則2030年全球溫室氣體排放量必須比各國(guó)的國(guó)家自主貢獻(xiàn)再多減少150億噸和320億噸【4】,整體減排力度須在現(xiàn)有的《巴黎協(xié)定》承諾基礎(chǔ)上有更大決心的提升,因此各國(guó)要在2021年氣候大會(huì)上給出更進(jìn)一步的目標(biāo),我國(guó)主動(dòng)提出碳減排雙目標(biāo),這是一個(gè)大背景。
2.理念和實(shí)踐的發(fā)展變化
我國(guó)在承受氣候?yàn)?zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí),也為高碳、粗放的發(fā)展付出了沉重的資源、環(huán)境代價(jià),制約著我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。積極應(yīng)對(duì)氣候變化不僅是為了規(guī)避氣候變化的風(fēng)險(xiǎn),而且是為了提高我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的質(zhì)量和效益,破解資源、環(huán)境的約束,事關(guān)國(guó)家的全局和未來。
我國(guó)“十一五”規(guī)劃第一次提出了節(jié)能減排的概念;2014年中央提出了“能源革命”,并且明確“應(yīng)對(duì)氣候變化是我們自己要做,不是別人要我們做”;2015年我國(guó)向聯(lián)合國(guó)提交了國(guó)家自主貢獻(xiàn)(NDC),并為《巴黎協(xié)定》的達(dá)成做出了重要貢獻(xiàn),黨的十八屆五中全會(huì)還提出了“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的新發(fā)展理念;“十三五”規(guī)劃提出能耗總量和能源強(qiáng)度雙控目標(biāo),并將能源強(qiáng)度、碳強(qiáng)度列入了各地考核指標(biāo);2019年超額完成了我國(guó)承諾的2020年碳強(qiáng)度比2005年下降40%—45%的指標(biāo),實(shí)際上達(dá)到48%;2020年提出了碳減排雙目標(biāo),既立足于我國(guó)現(xiàn)實(shí)和發(fā)展階段,又體現(xiàn)“共區(qū)原則”。
3.“十四五”和“十五五”是關(guān)鍵期
中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新階段,正從高速增長(zhǎng)走向高質(zhì)量發(fā)展,從外延擴(kuò)張型的平面發(fā)展走向更注重質(zhì)量的立體深度發(fā)展【5】。碳減排雙目標(biāo)是能源革命的兩個(gè)里程碑,是有機(jī)聯(lián)系的兩個(gè)目標(biāo),實(shí)質(zhì)都是低碳轉(zhuǎn)型,二者相輔相成。要在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,僅剩不到十年,“十四五”和“十五五”是碳達(dá)峰關(guān)鍵期。
“十四五”和“十五五”能源行業(yè)要走上高質(zhì)量發(fā)展的新征程。
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“十四五”期間:能源的增量主要依靠非化石能源(可再生能源和核能)和天然氣提供。因此,要大力調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),特別是要抑制高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的沖動(dòng),加上技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)步,節(jié)能提效取得更好成效。要邁開能源轉(zhuǎn)型的堅(jiān)實(shí)步伐,除了非化石能源自身的發(fā)展外,電力、熱力系統(tǒng)要增強(qiáng)靈活性,為新能源更高比例做好準(zhǔn)備!笆奈濉逼陂g煤炭消耗不再增長(zhǎng),要做到煤達(dá)峰,甚至煤過峰。積極推動(dòng)核電發(fā)展,走出新局面。
“十五五” 期間:隨著非化石能源進(jìn)一步增長(zhǎng)與再電氣化的發(fā)展,開始部分替代煤和油的存量。在此期間“煤炭+石油”的消耗要盡早達(dá)峰,中東部比較發(fā)達(dá)的地區(qū)要率先實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰,逐步建立我國(guó)的新能源電力體系、能源體系,基于這個(gè)能源體系的經(jīng)濟(jì)體系將支撐我國(guó)的生態(tài)文明社會(huì)的建設(shè)和發(fā)展。
4.關(guān)于碳中和
碳中和是指將全球溫升穩(wěn)定在一個(gè)給定的水平,意味著全球“凈”溫室氣體排放需要大致下降到零,即在進(jìn)入大氣的溫室氣體排放和吸收的匯之間達(dá)到平衡【6】,本文中的碳中和主要針對(duì)二氧化碳,可以用一張圖(見圖2)和三個(gè)公式簡(jiǎn)單歸納。
公式(1)是能源的碳排放,需對(duì)煤炭、石油、天然氣分別求算后加和。公式(2)意味著碳匯主要來自于林業(yè)碳匯和CCS(含CCUS)。碳中和即能源的碳排放降低至等于碳匯,亦可說碳匯足以抵消剩余碳排放,即公式(3),也就意味著圖2天平秤左右兩邊秤砣相當(dāng)。當(dāng)今世界和中國(guó)的現(xiàn)實(shí)是,公式(1)的排放值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于公式(2)的碳匯值。要做到中和,主要的著力點(diǎn)應(yīng)該在減排,關(guān)鍵在于能源,
由此可以得出碳中和三要素。第一,節(jié)能提效,降低能源消費(fèi)總量;茉礊橹鞯慕裉欤(jié)能提效是全球和中國(guó)降碳的首要措施,交通、工業(yè)、電力、建筑這些領(lǐng)域的潛力都很大;第二,替代,在能源結(jié)構(gòu)中降低化石能源(特別是煤炭),高比例發(fā)展非化石能源,使它成為高質(zhì)量的能源。第三,移除,增加碳匯(及CCUS)。
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02、實(shí)現(xiàn)碳減排雙目標(biāo)的路徑
1.從人類文明形態(tài)進(jìn)步的高度來認(rèn)識(shí)能源革命
人類文明形態(tài)的不斷進(jìn)步是歷史的必然,能源革命是基礎(chǔ)和動(dòng)力。現(xiàn)代非化石能源巨大的進(jìn)步正在推動(dòng)人類由工業(yè)文明走向生態(tài)文明,這是又一輪深刻的能源革命!澳茉吹吞蓟玛P(guān)人類未來”已經(jīng)是全球高度的共識(shí)。歐盟2020年提出了綠色復(fù)蘇計(jì)劃,決定投入1.82萬億歐元,努力成為第一個(gè)碳中性大陸;美國(guó)新一屆政府已經(jīng)宣布了重返《巴黎協(xié)定》;德國(guó)宣布2050年要實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放。企業(yè)層面,近期國(guó)內(nèi)外眾多能源公司紛紛發(fā)布碳中和目標(biāo)、行動(dòng)方案。
2.樹立新的能源安全觀
能源安全很重要的是供需安全,要以“科學(xué)供給”滿足“合理需求”。目前階段,一方面是化石能源供給,另一方面要逐步倚重自己可以掌控的非化石能源供給。值得強(qiáng)調(diào)的是,可再生能源資源的利用是我國(guó)自己可以掌控的,它不依賴國(guó)際地緣政治的變幻,有利于能源體系的獨(dú)立性和安全性。牽引可再生能源快速增長(zhǎng)的,是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求,而支撐其穩(wěn)定、快速增長(zhǎng)的是其背后的自然資源和開發(fā)這些資源的技術(shù)能力的提升及成本的不斷下降。能源安全除包括供需安全外,還應(yīng)當(dāng)包括環(huán)境安全、氣候安全,能源造成的環(huán)境問題(大氣、水、可持續(xù)等)和氣候問題要解決好。
3.重新認(rèn)識(shí)我國(guó)的能源資源稟賦
我國(guó)中東部的能源可以按“身邊取和遠(yuǎn)方來”相結(jié)合、“分布式與集中式”相結(jié)合的思路發(fā)展。在西北地區(qū)建電力大基地,通過特高壓西電東送(集中式、遠(yuǎn)方來)只是一種模式,而“分布式、身邊取”將提高中東部能源自給比例,論證表明:這種模式的資源可供性、技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性都是成立的,不僅有助于“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的局域電網(wǎng),“微網(wǎng)”和“虛擬電廠”的批量生長(zhǎng),可減緩“西電東送”和“北煤南運(yùn)”的壓力,而且對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)低碳化、空間格局的趨于平衡、城鄉(xiāng)一體化的能源基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)都是有利的。重新認(rèn)識(shí)我國(guó)的能源資源稟賦,是正確認(rèn)識(shí)本國(guó)國(guó)情的要素。對(duì)于確保國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)的能源安全、引導(dǎo)能源轉(zhuǎn)型具有方向性、戰(zhàn)略性的意義。
4.能源轉(zhuǎn)型中的化石能源
我國(guó)是世界最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó),煤炭目前仍是我國(guó)能源供應(yīng)的基礎(chǔ)性能源,應(yīng)堅(jiān)持清潔、高效利用,發(fā)電為主,通過技術(shù)進(jìn)步,減少非發(fā)電用煤;發(fā)展清潔供暖,更大力度替代散燒煤,煤炭消耗總量在“十四五”盡早達(dá)峰;同時(shí),與非化石能源協(xié)調(diào)互補(bǔ),支持能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化。2019年我國(guó)煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量比重為57.7%,能源偏煤,轉(zhuǎn)型有困難的一面,但也恰恰可以在低碳轉(zhuǎn)型中從能效方面獲益更多。技術(shù)進(jìn)步加上能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,能源強(qiáng)度到2050年會(huì)下降40%。穩(wěn)油增氣,要常非并重、陸海并舉、加強(qiáng)勘探、增加儲(chǔ)備。提高天然氣消費(fèi)的比例,2025年前后石油消費(fèi)進(jìn)入平臺(tái)期。
5.實(shí)現(xiàn)碳減排雙目標(biāo)的九個(gè)抓手
(1)“能源減碳”與“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”協(xié)同推進(jìn)。雖然溫室氣體排放和污染排放是兩個(gè)不同的概念,但在中國(guó)以化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)下,它們基本同根、同源,走向綠色和走向低碳采取的實(shí)際行動(dòng)是高度一致的【7】。隨著碳達(dá)峰和進(jìn)一步降碳,化石能源將逐步減量,空氣質(zhì)量的特征量PM2.5將逐漸下降,首先達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)35ug/m3,并進(jìn)一步達(dá)到全球標(biāo)準(zhǔn)15ug/m3。
(2)節(jié)能、提效,潛力巨大。我國(guó)節(jié)能成績(jī)很大,但至今我國(guó)單位GDP能耗是世界平均水平的1.3倍、是OECD國(guó)家平均水平的2.7倍。在當(dāng)前消費(fèi)水平和化石能源為主結(jié)構(gòu)下,能耗降1%,就可減0.5億噸標(biāo)煤,減排1億多噸二氧化碳。最大的潛力在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,高耗能產(chǎn)業(yè)占比過大,傳統(tǒng)高耗能產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入總量達(dá)峰和下降期,抑制發(fā)展高耗能產(chǎn)業(yè)的沖動(dòng)是當(dāng)務(wù)之急。其次,管理和政策節(jié)能、技術(shù)進(jìn)步節(jié)能、生活方式節(jié)能等潛力也不小。節(jié)能提效是降碳的首要舉措,控制高碳化石能源總量是重點(diǎn)。
(3)電力行業(yè)減排。電力行業(yè)占碳排放總量的40%左右,主要是煤電。在推動(dòng)煤電高效、潔凈化利用,熱電聯(lián)產(chǎn),生物質(zhì)摻燒同時(shí),逐步、有序減少煤電。要大力開發(fā)非化石能源電力,發(fā)展智能電網(wǎng)、儲(chǔ)能、分布式,提升配電網(wǎng)服務(wù)水平?稍偕茉闯峁╇娏ν,還可提供“綠氫”、供熱(冷)。核電根據(jù)國(guó)家“安全前提下,積極有序發(fā)展”的要求,做出新貢獻(xiàn)。
(4)交通行業(yè)減排。大力發(fā)展公共交通,切實(shí)提倡綠色出行。公路、鐵路交通走電氣化之路,培育電動(dòng)車和氫燃料電池車,以電代油或以氫代油,實(shí)質(zhì)上是以可再生零碳燃料替代石油。不易電動(dòng)的航空動(dòng)力,可以由生物航空燃油和合成航空燃油及氨代替石油。逐步建成美麗中國(guó)脫碳的交通能源體系。
(5)工業(yè)減排。工業(yè)耗能占到全社會(huì)能耗的60%。實(shí)現(xiàn)碳減排雙目標(biāo),需要工業(yè)部門盡早碳達(dá)峰和深度減排。通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,繼續(xù)推進(jìn)工業(yè)節(jié)能,抑制發(fā)展高耗能產(chǎn)業(yè)的沖動(dòng),同時(shí),大幅度提高電力化的水平。在輕工業(yè)方面可以發(fā)展熱泵、電加熱來取代鍋爐。技術(shù)進(jìn)步可帶來明顯的減排效益,將帶來行業(yè)顛覆性轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)重新布局。冶金可以從煤炭時(shí)代走向綠氫冶金時(shí)代。
(6)建筑,包括建造和運(yùn)行。電氣化是關(guān)鍵,供暖、制冷、照明、烹飪、家用電器等均可電氣化,電則主要來自可再生能源,還可利用工業(yè)余熱。推行超低能耗建筑,建筑的改造(如護(hù)圍)不僅可以節(jié)能,還能產(chǎn)能,利用BIPV(與建筑結(jié)合的光伏),電力自發(fā)自用,潛力巨大,“能源產(chǎn)消一體化”國(guó)內(nèi)外已有成功案例。我國(guó)城鄉(xiāng)建筑面積大約600億平方米,可利用的面積大約250億平方米,外加其他建筑表面,即使用50%,可裝15億千瓦的光伏,每年可以發(fā)電2萬億千瓦時(shí)。要提高靈活性電源,儲(chǔ)電、電動(dòng)車等等成為一體化的新型建筑配電系統(tǒng)。同時(shí)數(shù)字化、智能化的應(yīng)用,智能家居、智能家用電器的普及會(huì)加速建筑業(yè)的脫碳。
(7)循環(huán)經(jīng)濟(jì)——固廢資源化利用,把廢棄物分類資源利用的程度,作為現(xiàn)代化的一個(gè)必備的標(biāo)志。減少垃圾填埋、高比例資源化,將減少填埋垃圾產(chǎn)生的溫室氣體;能源轉(zhuǎn)型產(chǎn)生新型固廢、新冠疫情產(chǎn)生的新型固廢,要做好循環(huán)利用;固廢中再生資源(如金屬)的利用,可大幅降低冶金的煤炭消耗,為國(guó)家實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)做貢獻(xiàn)。
(8)發(fā)展碳匯,同時(shí),鼓勵(lì)CCUS等碳移除和碳循環(huán)技術(shù)。目前我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力大約為每年12億噸二氧化碳,我們國(guó)家也宣布了森林蓄積量2030年將比2005年增加60億立方米,碳匯還有增長(zhǎng)的空間。同時(shí),各種CCUS等碳移除和碳循環(huán)技術(shù)也將為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。
(9)將碳交易、氣候投融資,能源轉(zhuǎn)型基金、碳中和促進(jìn)法作為引導(dǎo)碳減排的政策工具。
03、結(jié)語
碳達(dá)峰、碳中和雙目標(biāo)是基于我國(guó)國(guó)情和科學(xué)論證的目標(biāo),不僅有路徑、可操作,而且將帶動(dòng)一系列技術(shù)進(jìn)步,帶來新投資、新產(chǎn)業(yè)、新交通、新建筑、新能源……和新的發(fā)展方式,深刻推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)步及生態(tài)文明建設(shè),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境、氣候共贏和可持續(xù)發(fā)展。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和是復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需掌握好工作的節(jié)奏,做好積極而穩(wěn)妥。