電力相關(guān)行業(yè)在碳達(dá)峰和碳中和的政策下發(fā)展機(jī)遇的探討

譚明

（臺(tái)山核電合營(yíng)有限公司，廣東臺(tái)山 529228）

要研究和分析碳達(dá)峰和碳中和的問(wèn)題，首先要了解我國(guó)碳排放到底來(lái)自哪里？從我國(guó)科委對(duì)于氣候變化項(xiàng)目課題組測(cè)算來(lái)看，目前煤炭、石油、天然氣的碳排放系數(shù)分別為0.726、0.583和0.409。第一產(chǎn)業(yè)（農(nóng)業(yè)）和第三產(chǎn)業(yè)（服務(wù)業(yè)）的碳排放較少，第一產(chǎn)業(yè)排放量占5%，第二產(chǎn)業(yè)約占70%，第三產(chǎn)業(yè)占25%。其中第二產(chǎn)業(yè)中98.1%的碳排放來(lái)自于各種工業(yè)，約有1.9%的碳排放來(lái)自建筑業(yè)。

碳達(dá)峰、碳中和需要各行各業(yè)各自努力研究政策、市場(chǎng)、技術(shù)發(fā)展所出現(xiàn)的新機(jī)會(huì)，盡量使用新能源減少對(duì)煤炭、石油、天然氣的依賴。筆者來(lái)自電力行業(yè)，深刻感受到我國(guó)電力行業(yè)在過(guò)去10多年來(lái)快速發(fā)展的良好勢(shì)頭，也逐步理解了電力行業(yè)未來(lái)發(fā)展的對(duì)于減少碳排放、實(shí)現(xiàn)碳中和巨大潛力、貢獻(xiàn)能力和機(jī)遇。本文將舉幾方面的例子來(lái)探討一下相關(guān)行業(yè)如何助力于碳達(dá)峰和碳中和？主要涉及：（1）電力生產(chǎn)企業(yè)在電力結(jié)構(gòu)調(diào)整方面的機(jī)遇。（2）儲(chǔ)能行業(yè)的機(jī)遇。（3）電力基建產(chǎn)品參與新基建的機(jī)遇。本文主要在這三個(gè)方面探討碳達(dá)峰和碳中和的總能源政策方針下的商業(yè)機(jī)會(huì)。

1.電力生產(chǎn)企業(yè)在電力結(jié)構(gòu)調(diào)整方面的機(jī)遇

電力結(jié)構(gòu)調(diào)整的機(jī)遇表現(xiàn)在以低碳排放替代高碳排放電力的商業(yè)投資機(jī)會(huì)。截至2020年底中國(guó)電力供應(yīng)還是煤電為主，2020年我國(guó)核電發(fā)電量為3663億度，水力發(fā)電量為12140億度電，火力發(fā)電量為52,799億度電?；鹆Πl(fā)電仍然占71.2%（比2019年只下降1%左右）；水力發(fā)電量占16.4%，核能約占4.9%，風(fēng)力占比5.6%,太陽(yáng)能發(fā)電的占比最小只有1.9%。從這些數(shù)據(jù)來(lái)看，降低碳排放最大的火力發(fā)電占比任重道遠(yuǎn)。從發(fā)電成本來(lái)看，2020年我國(guó)風(fēng)電的平均發(fā)電成本為0.38元/度（陸地），0.64元/度（海上），由于我國(guó)的核電站的大部份核電堆型發(fā)電成本為0.21～0.4元/度，火電發(fā)電成本的為0.26～0.33元/度。光伏電站的發(fā)電成本0.22～0.42元/度。從這些成本的數(shù)據(jù)來(lái)看，太陽(yáng)能、核電、風(fēng)電的發(fā)電成本已經(jīng)相當(dāng)接近火電項(xiàng)目的發(fā)電成本了，而全國(guó)的地理資源稟賦差異較大，廣大的西北部地區(qū)地大人稀，戈壁和沙漠的邊沿地區(qū)適合大力發(fā)展大陽(yáng)能和風(fēng)能。隨著長(zhǎng)距離、特高壓輸電技術(shù)的發(fā)展，部分光伏發(fā)電的成本也比火電項(xiàng)目更有優(yōu)勢(shì)。如果把西北消耗不完的太陽(yáng)能、風(fēng)能和西南的水電比較經(jīng)濟(jì)地輸送給對(duì)電力需求較大的東部和中部區(qū)，可以大大地減少煤電的使用。我國(guó)東部的第二產(chǎn)業(yè)中黑色金屬冶煉機(jī)壓延加工、非金屬礦物制造業(yè)、化工原料機(jī)化學(xué)制品制造業(yè)、石油加工及煉焦行業(yè)主要以使用煤炭作為能源占碳排放總量80%以上。其中僅黑色金屬冶煉及壓延加工就占第二產(chǎn)業(yè)碳排放總量的25%左右[2]。未來(lái)我國(guó)東部的黑色金屬冶煉機(jī)壓延加工業(yè)可以通過(guò)電爐煉鋼代替部分煤炭高爐煉鋼。而且，中國(guó)東西部跨越3h的時(shí)區(qū)，東部沿河地區(qū)太陽(yáng)落山后，西部的新疆還是陽(yáng)光燦爛。利用特高壓輸電線路可以把西部的太陽(yáng)能、風(fēng)能、水電源源不斷地輸送過(guò)來(lái)我國(guó)東部用于高爐煉鋼，在特高壓的幫助下，未來(lái)20年預(yù)計(jì)把第二產(chǎn)業(yè)的碳排放降低到12%左右。而對(duì)核電來(lái)說(shuō)，有些堆型的核電發(fā)電成本已經(jīng)比火電更加有優(yōu)勢(shì)，部分光伏發(fā)電的成本也比火電項(xiàng)目更有優(yōu)勢(shì)。從上文的這些成本數(shù)據(jù)來(lái)看，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)，在中國(guó)沿海地區(qū)適宜加大核電的發(fā)展，逐步取代火力發(fā)電。根據(jù)中核智庫(kù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，2020年中國(guó)國(guó)內(nèi)的核電的發(fā)電量只能承擔(dān)的國(guó)內(nèi)4.94%左右的用電需求量，與發(fā)達(dá)國(guó)家美國(guó)核電為美國(guó)每年提供20%的用電量相差較大。中國(guó)的核電規(guī)劃在2030年要達(dá)到全國(guó)發(fā)電量10%左右任重道遠(yuǎn)，投資機(jī)會(huì)巨大，相當(dāng)于需要再投入超過(guò)1萬(wàn)億人民幣建設(shè)新的核電機(jī)組。這對(duì)于核電企業(yè)來(lái)說(shuō)未來(lái)10～20年絕對(duì)是最重要戰(zhàn)略發(fā)展器和投資黃金期。

據(jù)測(cè)算，通過(guò)使用核電、水電、太陽(yáng)能、風(fēng)電代替火電，可以將目前占70%左右的火力發(fā)電量在未來(lái)10年降低到50%以內(nèi)。10年以后低碳的非化石能源的發(fā)電量將超過(guò)火力發(fā)電量。在西北地區(qū)開(kāi)發(fā)非化石能源替代火電的同時(shí)，國(guó)家也大力實(shí)施退耕還林、荒漠變林場(chǎng)的綠化政策。發(fā)電企業(yè)在西北沙漠邊緣地區(qū)逐步建設(shè)太陽(yáng)能發(fā)電站的同時(shí)，政府對(duì)荒漠地區(qū)固沙復(fù)綠的工作也在同步開(kāi)展，當(dāng)西北地區(qū)有了富余的電力還可以把南水北調(diào)的工程的水資源抽到更遠(yuǎn)的干旱荒漠進(jìn)行灌溉，從而進(jìn)一步幫助林區(qū)草場(chǎng)的擴(kuò)大，這也就是利用清潔能源發(fā)電的同時(shí)也把部分荒漠變?yōu)榫G洲，以實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)和碳達(dá)峰過(guò)程的良性循。

2.儲(chǔ)能行業(yè)的機(jī)遇

為了進(jìn)一步推行碳達(dá)峰、碳中和的政策，我國(guó)大部分地區(qū)已經(jīng)逐步推進(jìn)差異電價(jià)交易機(jī)制，用電峰谷差異電價(jià)的交易有利于鼓勵(lì)用電企業(yè)在用電低谷儲(chǔ)能以節(jié)約能源。以廣東省為例已經(jīng)發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善我省峰谷分時(shí)電價(jià)政策有關(guān)問(wèn)題的通知》并計(jì)劃于2021年10月1日起執(zhí)行，見(jiàn)表1。

表1 汕頭、潮州、揭陽(yáng)、汕尾、陽(yáng)江、湛江、茂名、肇慶8市電價(jià)價(jià)目表

廣東發(fā)改委針對(duì)廣東省電網(wǎng)波動(dòng)特別大的特點(diǎn)，用電高峰時(shí)供電非常緊張，珠三角有的地區(qū)甚至限制用電，而在冬節(jié)節(jié)假日等時(shí)間段低谷時(shí)供電電網(wǎng)負(fù)荷又不足的電力需要提供的電價(jià)數(shù)據(jù)可以看出，非珠三角地區(qū)在低谷時(shí)的電價(jià)不到高峰時(shí)電價(jià)的25%，目前的我國(guó)新型的電動(dòng)車（對(duì)比P7智跑與某國(guó)際知名品牌汽油車），最新型電動(dòng)小汽車每一度電平均7km～10km，每百公里平均耗10～14度電（即使外出充電車主電費(fèi)成本最貴也就20～28元，如果居民用電價(jià)格充電才6.5～9元），而接近檔次2.0L排量汽油車一般油耗也在6L～8L以上（油費(fèi)成本約42～56元），從這些數(shù)據(jù)來(lái)看電動(dòng)車的使用能耗成本是汽油車的14%～50%(不同的充電價(jià)格成本不同)。對(duì)于儲(chǔ)能式充電樁或換電企業(yè)來(lái)說(shuō)，利用非珠三角地區(qū)低谷電價(jià)進(jìn)行儲(chǔ)能供電有較大的成本優(yōu)勢(shì)，且這些地區(qū)可供商業(yè)開(kāi)發(fā)的土地也多、成本相對(duì)較低，投資儲(chǔ)能式充電站的門檻不高，這些城市普遍適合投資建設(shè)儲(chǔ)能式充電站。除了常規(guī)利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷電價(jià)的儲(chǔ)能電站外，光伏式儲(chǔ)能項(xiàng)目的電價(jià)也隨著電芯成本的下降和儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步而有了一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，近年來(lái)儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)格下降得也比較快，2020年一些儲(chǔ)能企業(yè)為降低自身的投資風(fēng)險(xiǎn)，甚至采用了租賃模式儲(chǔ)能電站。因?yàn)椋?020年參與投標(biāo)企業(yè)給出的報(bào)價(jià)最低是1.06元/kW·h水平，而市場(chǎng)以上普遍的充電站電費(fèi)零售價(jià)為2元/kW·h，購(gòu)銷價(jià)格差額可達(dá)0.94元/kW·h這些充電項(xiàng)目比較適合建在陽(yáng)光充足的景區(qū)、海島或土地便宜相對(duì)非珠三角核心城市。此外，由于全國(guó)核心城市也都推出了低碳電動(dòng)車的上牌的措施和電力峰谷差價(jià)措施，這也有利于城市內(nèi)的停車場(chǎng)改造成停車和儲(chǔ)能充電的場(chǎng)地。儲(chǔ)能企業(yè)可利用這些優(yōu)勢(shì)走出一條低成本啟動(dòng)的“農(nóng)村包圍城市”的道路，與此同時(shí)把城市內(nèi)部有條件的小區(qū)、商業(yè)大廈、公共設(shè)施的停車場(chǎng)地等逐步改造和增加的汽車充電樁以適應(yīng)低碳出行的需求。全國(guó)各個(gè)城市逐步地把常規(guī)的公交站改造成儲(chǔ)能電站運(yùn)營(yíng)電動(dòng)的公共汽車站，可以讓公共汽車在夜晚停運(yùn)時(shí)段利用電網(wǎng)供電的負(fù)荷低谷進(jìn)行充電，相當(dāng)于節(jié)約了大量的石油、煤炭的使用和減少了大量的碳排放。

除了從事電動(dòng)汽車的電力儲(chǔ)能企業(yè)以外，電力儲(chǔ)能的需求受5G產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、電動(dòng)汽車高速增長(zhǎng)以及局部地區(qū)電力供應(yīng)過(guò)剩，電力需求峰谷變化差異變大的影響而快速增加。與上一代4G機(jī)站相比較，5G機(jī)站的運(yùn)算功能更快、且耗能更高平均每個(gè)4kW以上，全國(guó)需要建設(shè)600萬(wàn)個(gè)以上，即超過(guò)2400萬(wàn)kW的總功率，總能耗超過(guò)2個(gè)三峽水電站，且5G對(duì)不間斷供電的要求更高，否則無(wú)法滿足自動(dòng)駕駛和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需要，為了不間斷供電和消耗電力成本更低，5G基站需要增加儲(chǔ)能設(shè)備以便在電力需要低谷時(shí)存儲(chǔ)電能，以幫助電網(wǎng)消峰平谷。

未來(lái)10年儲(chǔ)能行業(yè)的面臨這數(shù)千萬(wàn)個(gè)充電樁、超過(guò)600萬(wàn)個(gè)基站儲(chǔ)能設(shè)備和數(shù)以萬(wàn)計(jì)的公共汽車站場(chǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目投資和建設(shè)。這涉及1萬(wàn)億元～1.5萬(wàn)億元的行業(yè)商業(yè)機(jī)會(huì)。

3.電力基建產(chǎn)品企業(yè)參與新基建的機(jī)遇

我國(guó)西北部富有風(fēng)能和太陽(yáng)能，西南部又富有水能發(fā)電，但是，這些富有電力能源的地方又偏偏是距離電力消耗較大的城市區(qū)域。如果用500kV的高壓電網(wǎng)每輸電100km的綜合線損就有5%～8%左右，500kV的高壓電無(wú)法把西北部和西南部的電東輸，但是1000kV的高壓電網(wǎng)輸電1000km平均綜合線耗約為3%～5%。顯然而見(jiàn)，在碳達(dá)峰、碳中和政策和市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，1000kV（一百萬(wàn)伏）的特高壓就是未來(lái)的解決西南西北電力東輸?shù)闹匾緩?，在“十四五”期間國(guó)家將建設(shè)四橫六縱的特高壓電網(wǎng)[3]。特高壓的建設(shè)也可以部分地減少我國(guó)利用70%鐵路運(yùn)力來(lái)運(yùn)輸煤炭的問(wèn)題，煤炭從西部的煤礦通過(guò)鐵路運(yùn)輸?shù)綎|部的電廠本身就消耗電力，特高壓輸電與運(yùn)輸煤相比，西部北部的大型煤電基地的電力通過(guò)特高壓輸送到東部負(fù)荷中心，到網(wǎng)電價(jià)比當(dāng)?shù)孛弘姌?biāo)桿上網(wǎng)價(jià)低0.06～0.13元/kW·h。在特高壓所經(jīng)的地區(qū)，供電企業(yè)應(yīng)尋找適合的地點(diǎn)建太陽(yáng)能、風(fēng)能和水電從而參與電力新基建所帶來(lái)的歷史機(jī)遇。除了特高壓的所帶來(lái)的機(jī)遇以外，城市的電力的新基建也必將帶來(lái)巨大的變化，供電網(wǎng)絡(luò)和樞紐變電站均需要超前規(guī)劃，電網(wǎng)更需要提前思考未來(lái)城市和未來(lái)軌道交通、儲(chǔ)能站建設(shè)和電動(dòng)車出行所需，以電動(dòng)車為例，公安部預(yù)測(cè)截止到2040年，中國(guó)的汽油車減少，電動(dòng)車將增加到9000萬(wàn)輛以上，以每輛每天平均只行走50km，耗電7度來(lái)來(lái)算，則每天耗電6.3億度，相當(dāng)于兩個(gè)三峽水電站再加上一個(gè)大亞灣核電站的總發(fā)電量。如此大的用電量需要通過(guò)數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的充電樁來(lái)分配給這些電動(dòng)車輛，這就關(guān)系到城市和農(nóng)村大量的電纜線路鋪設(shè)和充電樁、變壓設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備的市場(chǎng)需求。未來(lái)10年，特高壓變電站、特高壓電纜、電塔、調(diào)峰用的抽水蓄能發(fā)電站、以及特高壓線路沿途的太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電場(chǎng)等。光是以特高壓輸電、西北、西南新建新增的發(fā)電設(shè)施來(lái)代替和減少15%左右的煤電發(fā)電量，就需要投入近3萬(wàn)多億元以上投資。這對(duì)于國(guó)內(nèi)從事電力基建相關(guān)行業(yè)的企業(yè)來(lái)說(shuō)也是快速發(fā)展的重要機(jī)遇期。

未來(lái)10年智能電網(wǎng)產(chǎn)品相關(guān)的投資更加巨大，國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)光是110kV以上已經(jīng)在運(yùn)行的傳統(tǒng)變電站和半智能變電站總數(shù)量接近8萬(wàn)座，其中110kV的變電站進(jìn)行智能化改造需要資金5000多萬(wàn)元，220kV的則需要1.2億元以上，越大的變電站進(jìn)行智能化改造需要求的資金也多。如果未來(lái)10～20年對(duì)每個(gè)變電站進(jìn)行更新?lián)Q代為全智能的變電站，以實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)供電的碳達(dá)峰和碳中和的階段性目標(biāo)，則涉及的智能變電站投資預(yù)計(jì)不低于7萬(wàn)億元人民幣。相關(guān)的智能設(shè)備制造行業(yè)和軟件的制造企業(yè)應(yīng)抓住這難得的歷史機(jī)遇，大力研發(fā)智能電網(wǎng)相關(guān)的硬件和軟件。

4.結(jié)語(yǔ)

碳達(dá)峰、碳中和不僅僅是一個(gè)環(huán)保政策，而是黨和政府制定的重大政策方針和經(jīng)濟(jì)民生發(fā)展的重大戰(zhàn)略。這個(gè)高瞻遠(yuǎn)矚的政策和發(fā)展戰(zhàn)略關(guān)系到我國(guó)多個(gè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代；關(guān)系到我國(guó)提高GDP發(fā)展的質(zhì)量，突破中等發(fā)達(dá)收入陷阱；關(guān)系到我國(guó)突破油氣資源短缺的短板；關(guān)系到突破發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)的人工智能技術(shù)封鎖，從技術(shù)跟跑到領(lǐng)跑的重大機(jī)遇；關(guān)系到幫助占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)制高點(diǎn)保持我國(guó)電力相關(guān)行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)競(jìng)爭(zhēng)力。這個(gè)戰(zhàn)略性的政策還為我國(guó)電力相關(guān)行業(yè)未來(lái)20～30年發(fā)展提供了10萬(wàn)億元以上的市場(chǎng)以及指明了方向。