碳中和目標(biāo)下電力低碳轉(zhuǎn)型路徑探析

周宏文 遠(yuǎn)景能源有限公司

我國也在積極推動低碳發(fā)展戰(zhàn)略，提出2020年前全國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%，即CO2排放強(qiáng)度先降低后升高的“雙控制”政策。因此，電力節(jié)能減排勢在必行。我國碳排放量居世界首位，要想全面實現(xiàn)碳減排會面臨重大挑戰(zhàn)，電力行業(yè)作為國內(nèi)各大產(chǎn)業(yè)中碳排放量占比最多的產(chǎn)業(yè)，負(fù)重致遠(yuǎn)。

一、電力行業(yè)的現(xiàn)狀

截至2020年全國總發(fā)電量76236億kW·h，比上年增加4成。隨著我國的電力工業(yè)也在不斷地完善與進(jìn)步，從總量上看，我國目前已經(jīng)成為全球第一大電力生產(chǎn)國和消費國。預(yù)計到2020年我國火電發(fā)電量占總發(fā)電量的比重將達(dá)到67.9%左右，比2016年下降了一個百分點，而在這期間內(nèi)，火電將減少約72.3%，可見發(fā)電對我國電力發(fā)展的重要性?；痣娫谖覈茉粗姓紦?jù)著重要地位，而我國又是一個以燃煤發(fā)電為主的國家，所以說，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開火電的支撐，同時也促進(jìn)了我國煤電的快速發(fā)展，這就造成我國電力行業(yè)年碳排放量不斷增加，加重我國環(huán)境問題。

二、碳中和目標(biāo)下我國電力行業(yè)存在的問題

（一）煤電裝機(jī)產(chǎn)能過剩

當(dāng)前，中國煤電產(chǎn)能嚴(yán)重過剩并產(chǎn)生大量擱淺資產(chǎn)，極大浪費發(fā)電集團(tuán)煤電項目投入，導(dǎo)致發(fā)電集團(tuán)巨幅虧損，甚至出現(xiàn)強(qiáng)制裁員。因此，必須加快推進(jìn)我國電力產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展步伐。本文首先分析了當(dāng)前我國煤電行業(yè)所面臨的困境及其成因，然后對如何實現(xiàn)煤電企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)行探討研究。預(yù)計到2020年，我國電力行業(yè)的總發(fā)電量占總發(fā)電量的比例也會越來越大。煤電作為我國主要的可再生清潔能源之一，在經(jīng)歷了漫長的發(fā)電時代之后，已經(jīng)進(jìn)入了“碳中和”階段。

另外，過去十幾年新上煤電項目也將給今后數(shù)十年碳減排行動造成更大障礙。此外，由于現(xiàn)有的煤電項目已經(jīng)有了超過30年的運行壽命，如果繼續(xù)增加新的煤電機(jī)組投入運營的話，那么這些老的煤電項目就會逐漸被淘汰掉，這將導(dǎo)致大量的清潔能源裝機(jī)項目的建設(shè)。所以，在這種情況下，最佳選擇是不再建設(shè)新煤電項目了。30年來，由于技術(shù)的進(jìn)步和設(shè)備的性能提高以及運行壽命延長等原因，世界上許多國家的煤電機(jī)組都在逐步淘汰，而一些新的發(fā)電項目也開始向可再生能源發(fā)電方向發(fā)展。這樣可以避免因長期大量投資帶來的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問題，同時，這種低碳化發(fā)展方式也符合我國的節(jié)能環(huán)保政策。未來，隨著高占比的煤電裝機(jī)比重下降，電力行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。若任由煤電裝機(jī)規(guī)模持續(xù)增長，電力行業(yè)今后再走轉(zhuǎn)型發(fā)展之路步履維艱。

（二）電網(wǎng)的穩(wěn)定性面臨挑戰(zhàn)

以碳中和為目標(biāo)，未來電力行業(yè)將實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型，煤電裝機(jī)在電力總裝機(jī)中占比將降低，而可再生能源發(fā)電裝機(jī)占比將增加。在未來的電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行過程中必須充分考慮可再生能源發(fā)電對傳統(tǒng)火力發(fā)電廠造成的影響，以保證其安全穩(wěn)定的供電。未來規(guī)?；稍偕茉窗l(fā)電接入電網(wǎng)，雖然滿足了電力行業(yè)大范圍轉(zhuǎn)型需求，但對電網(wǎng)效率、穩(wěn)定性、安全性等都將造成極大壓力。

就中國資源稟賦而言，中國可再生能源主要資源分布區(qū)域與可再生能源主要需求區(qū)域之間存在反向分布關(guān)系，可再生能源主要分布于東北、西南及西北區(qū)域，可再生能源主要需求區(qū)集中于東部和中部區(qū)域。由于目前可再生能源發(fā)電技術(shù)相對落后，導(dǎo)致我國電力供應(yīng)能力不足的局面仍未得到有效緩解。因此，大力發(fā)展清潔能源對于保障我國能源供應(yīng)具有十分重要的意義。同時，也有利于提高國家能源安全水平。

（三）電力企業(yè)集團(tuán)缺少對于碳中和目標(biāo)的長期規(guī)劃

中國電力行業(yè)作為今后要轉(zhuǎn)型、要建設(shè)“清氣”社會的中堅力量，一定要意識到“清氣”發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)前國際、國內(nèi)發(fā)展主流，要明確黨的十九大報告中關(guān)于“清潔清氣”的總體方向，要真正同意國家關(guān)于2060年代“清氣”的戰(zhàn)略要求。電力能源是人類生產(chǎn)生活活動不可替代的基礎(chǔ)能源，是保障經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)健康發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。電力行業(yè)要順應(yīng)氣候變化的趨勢，主動適應(yīng)低碳化發(fā)展要求；同時也不能忽視自身存在的問題和不足。電力行業(yè)的企業(yè)集團(tuán)也應(yīng)將國家戰(zhàn)略與自身的發(fā)展相結(jié)合，制定出符合自身實際情況的碳中和國家戰(zhàn)略目標(biāo)及中長期發(fā)展規(guī)劃。目前，我國電力企業(yè)集團(tuán)已經(jīng)開始實施碳中和戰(zhàn)略并取得了一定成效，但是在近期內(nèi)還不能完全達(dá)到國家提出的碳中和目標(biāo)。要想達(dá)到這一目標(biāo)，必須依靠電力行業(yè)與電力企業(yè)集團(tuán)雙方的努力，而制定適宜的長遠(yuǎn)規(guī)劃則是現(xiàn)階段企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展中的一項重大工作。

（四）低碳技術(shù)仍需改善

2060年實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的提出，電力行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型對于碳捕捉與碳封存（CCS）、生物質(zhì)能碳捕捉與封存技術(shù)（BECCS）的研發(fā)推廣及應(yīng)用，將會逐漸加快推進(jìn)的力度。碳捕捉與封存技術(shù)能夠捕獲近百分之九十的碳排量，將碳捕捉與封存技術(shù)加裝到燃煤發(fā)電廠能夠使得煤炭發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N相對低碳的發(fā)電技術(shù)。生物質(zhì)能碳捕捉與封存技術(shù)是一種負(fù)排放技術(shù)，能夠用來中和電力行業(yè)剩余的碳排放。

三、碳中和目標(biāo)下我國電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的策略

（一）促進(jìn)電力清潔化發(fā)展

一是主動淘汰落后產(chǎn)能、主動減量。按照國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)《全國燃煤火電行業(yè)“十三五”規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）的通知要求，到2020年全國所有火力發(fā)電廠必須退出市場。通過擴(kuò)大煤電裝機(jī)規(guī)模和降低維修成本等措施，淘汰部分老舊煤電機(jī)組，提高符合環(huán)保要求的落后煤電裝機(jī)占比，促進(jìn)現(xiàn)有煤電機(jī)組安全穩(wěn)定運行。達(dá)到切實加快陳舊落后煤電機(jī)組退役步伐，加快向可再生能源發(fā)電機(jī)組調(diào)整升級。

二是靈活多樣的煤電裝機(jī)改造和優(yōu)化服務(wù)。隨著電力市場改革的進(jìn)一步深入，在“十三五”期間我國火電企業(yè)面臨著巨大挑戰(zhàn)和機(jī)遇。同時，國家也提出了大力推進(jìn)清潔能源特別是風(fēng)電、太陽能等新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策導(dǎo)向。未來隨著可再生能源發(fā)電在電網(wǎng)中比例的提高，傳統(tǒng)的煤電機(jī)組將面臨更大的靈活性挑戰(zhàn)；各地區(qū)煤電機(jī)組可結(jié)合本地區(qū)電廠資源稟賦特點，綜合改造升級發(fā)電機(jī)組，使其逐步向服務(wù)電網(wǎng)靈活調(diào)度、深度調(diào)峰方向轉(zhuǎn)變，并向確保未來高比例可再生能源發(fā)電電網(wǎng)穩(wěn)定服務(wù)方向優(yōu)化。

（二）加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)

提高電網(wǎng)智能化程度，建設(shè)靈活綜合智能電網(wǎng)電力系統(tǒng)。在此背景下，智能電網(wǎng)應(yīng)運而生。將智能化技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)電力系統(tǒng)中，可以加快電網(wǎng)響應(yīng)速度，提高電網(wǎng)的綜合調(diào)節(jié)能力；大規(guī)模間歇性可再生能源電力在智能電網(wǎng)中會得到更加安全、靈活、經(jīng)濟(jì)的調(diào)度。

發(fā)展儲能技術(shù)，建設(shè)可以在地區(qū)間配置的電網(wǎng)，發(fā)揮智能電網(wǎng)資源優(yōu)化配置能。文章介紹了儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的重要意義以及國外儲能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。電網(wǎng)企業(yè)在優(yōu)化資源配置時，應(yīng)遵循從樞紐型到平臺型再到共享型的順序，才能起到合理優(yōu)化配置電力資源的效果。

（三）加快制定電力企業(yè)長期規(guī)劃

加快制定高效目標(biāo)，以供電碳排放為核心指標(biāo)，積極促進(jìn)完成供電碳排放減排任務(wù)。充分發(fā)揮企業(yè)自身的碳減排潛能，利用先進(jìn)的高效低碳技術(shù)降低企業(yè)碳排放；根據(jù)企業(yè)特點，有針對性地進(jìn)行碳中和長期規(guī)劃是非常必要的。建立一套完善的碳中和管理體系。通過對碳中和項目進(jìn)行科學(xué)有效的管理，提高企業(yè)能源利用效率。最終達(dá)到減少二氧化碳排放量和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目的。在制定多種規(guī)劃時，各企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身特點對碳中和路徑進(jìn)行劃分，并針對各階段不同條件制定各有重點的低碳轉(zhuǎn)型方案。

（四）推進(jìn)低碳減排技術(shù)研發(fā)及規(guī)?；瘧?yīng)用

加強(qiáng)先進(jìn)發(fā)電技術(shù)和低碳技術(shù)研發(fā)與投資，積極發(fā)展可再生能源發(fā)電技術(shù)、碳捕捉與封存等低碳減排技術(shù)。加強(qiáng)研究合作和技術(shù)開發(fā)；在國家政策層面上加大對我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持力度。制定相應(yīng)配套政策以推動節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)。同時，積極引進(jìn)國際先進(jìn)技術(shù)，特別是可再生能源發(fā)電技術(shù)（CCS）等。經(jīng)過不斷研究開發(fā)與完善，減少了技術(shù)能耗、降低了成本、增加了經(jīng)濟(jì)性。

加大裝備創(chuàng)新與研發(fā)投入。加快發(fā)展清潔高效的重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)及二氧化碳捕集與火電改造技術(shù)；推進(jìn)第三代核電機(jī)組技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，加快發(fā)展第四代反應(yīng)堆；發(fā)展大功率風(fēng)電機(jī)組的整機(jī)設(shè)計技術(shù)；促進(jìn)風(fēng)電裝備制造企業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)。加速風(fēng)電設(shè)備關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化步伐。大力推動風(fēng)電裝備制造業(yè)信息化建設(shè)。建立風(fēng)電行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新體系。發(fā)展柔性直流和風(fēng)電場組網(wǎng)技術(shù)；大力發(fā)展新能源發(fā)電，實現(xiàn)大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)向多元化方向轉(zhuǎn)變。建立適合我國國情的低碳經(jīng)濟(jì)模式。加強(qiáng)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運行維護(hù)和故障診斷；加強(qiáng)對能源技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，促進(jìn)能源的多梯級利用和能量的高效轉(zhuǎn)換，并積極發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用；使我國技術(shù)產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)都能規(guī)范地有法可依，才能更好地促進(jìn)我國技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程，加速我國技術(shù)產(chǎn)業(yè)研發(fā)示范和大規(guī)模應(yīng)用。

（五）低碳轉(zhuǎn)型需要大量資金投入

隨著電力工業(yè)向低碳轉(zhuǎn)變，有必要在電網(wǎng)中投入大量可再生能源，這對目前的電力工業(yè)發(fā)展提出了新的要求。這一轉(zhuǎn)變的成本，不僅僅是在可再生能源的設(shè)備上，另外，還需要對可再生能源進(jìn)行改造，更新整個電網(wǎng)，研發(fā)，使用，開發(fā)和投資碳捕獲技術(shù)。由清華大學(xué)環(huán)境與環(huán)境研究所牽頭，提出中國未來30年將投資138萬億元，實現(xiàn)“零排放”目標(biāo)。中國投資協(xié)會表示，中國將在新的能源與科技方面投入70萬億美元。如此龐大的市場規(guī)模，為我國綠色金融的迅速發(fā)展帶來了新的契機(jī)。面對著數(shù)以億計的投資需求，單憑政府的力量是無法解決的，因此，在確保風(fēng)險可控的前提下，如何引導(dǎo)和支持各種資金的有序流動，促進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，已成為當(dāng)前我國發(fā)展的一個重大問題。

（六）不斷創(chuàng)新綠色金融，確保投資規(guī)模

在國家長期的重大投入情況下，由于電力行業(yè)的中長期要進(jìn)行低碳發(fā)展，所以，政府投資的增加大大超過現(xiàn)實情況，這也就形成了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要原因，在當(dāng)時的環(huán)境條件下，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)已成為社會的需要，為達(dá)到低碳共和的目的，應(yīng)發(fā)揮綠色金融的功能，在商品、政策等領(lǐng)域創(chuàng)新。

要做好綠色金融的有關(guān)政策法規(guī)研究，持續(xù)地做好新技術(shù)的推廣和產(chǎn)品的研究，促進(jìn)中國經(jīng)濟(jì)社會的綠色資源的開發(fā)創(chuàng)新，尤其是在發(fā)展綠色新興市場的領(lǐng)域中，要豐富商品的種類，加快對綠色金融工具的創(chuàng)新研究，促進(jìn)中國綠色資本、全球綠色資本的充分投入和合理利用，引導(dǎo)社會公眾更加合理的參與可再生綠色資產(chǎn)的開發(fā)經(jīng)營，提高社會綠色資金對可再生資源的投資支持，為了中國的“雙循環(huán)”經(jīng)濟(jì)建設(shè)打下良好基礎(chǔ)。

（七）構(gòu)建更具靈活性的現(xiàn)代電力市場系統(tǒng)

電力市場亟待更新，這是當(dāng)務(wù)之急，也正因為如此，電力行業(yè)必須要更加的靈活、更加的科學(xué)、更加的具有競爭力，就可以在未來的發(fā)展中站穩(wěn)腳跟了。要突破省級電網(wǎng)公司體制的制約，使其能夠得到更多的來自政府的保障，要讓交易體制更加科學(xué)化、規(guī)范化，也可以更好地為人民、為國家服務(wù)。建議建立一個統(tǒng)一的交易平臺，并建立一個規(guī)范而完整的交易系統(tǒng)，也有利于提高市場份額，進(jìn)而提升全國電力資源的合理分配性，便于使能源利用率最大化。

與其他經(jīng)濟(jì)體系是一樣的，電力交易市場也會轉(zhuǎn)向可持續(xù)性、長久性發(fā)展的前進(jìn)方向，所以交易市場要確保有足夠的交易時間，便于尋求更大的發(fā)展，而目前的交易仍以現(xiàn)貨為基礎(chǔ)，將來交易的目標(biāo)很多，將不再局限于目前的單一品種，會建立更完善的多品種、多功能交易制度和市場體系。特別是在市場化背景下，要盡快制定完善、具體的電價制定體系，使得電價能夠更好地體現(xiàn)電網(wǎng)運行成本，旨在大力推動中長期電力交易，完美實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化交易，市場可以直接做各地區(qū)的直接交易，也可以做多區(qū)域甚至跨交易。

四、結(jié)語

在碳和出臺的大環(huán)境下，為了更好地實現(xiàn)中國電力行業(yè)碳和碳中和，電力行業(yè)必須進(jìn)行低碳轉(zhuǎn)型。目前，電力行業(yè)已經(jīng)在電力生產(chǎn)、經(jīng)營、管理等方面取得一定成績，但也存在一些亟待解決的問題。文章從這些即將遇到的問題出發(fā)，提出相應(yīng)的解決措施。電力行業(yè)要實現(xiàn)碳中和轉(zhuǎn)型，可以促進(jìn)煤電朝著清潔高效方向發(fā)展，促進(jìn)可再生能源開發(fā)，強(qiáng)化智能電網(wǎng)建設(shè)，加快電力企業(yè)長遠(yuǎn)規(guī)劃制定，促進(jìn)電力減排技術(shù)和規(guī)?；瘧?yīng)用等方面采取應(yīng)對措施。