碳中和與電力能源轉(zhuǎn)型

在中國能源電力“十三五”成就與“十四五”展望論壇上的主旨演講中國電力企業(yè)聯(lián)合會專職副理事長 王志軒

 

習近平主席在9月22日聯(lián)合國大會上宣布：“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，爭取在2060年前實現(xiàn)碳中和”（以下簡稱新NDC）；10月29日中共中央十九屆五中全會通過的《中共中央關(guān)于制訂國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二O三五年遠景目標的建議》（以下簡稱《建議》）第“3”條提出“展望二O三五年……碳排放達峰后穩(wěn)中有降”，第“5”條提出 “堅持系統(tǒng)觀念……辦好發(fā)展安全兩件大事，堅持全國一盤棋……實現(xiàn)發(fā)展質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、規(guī)模、速度、效益、安全相統(tǒng)一”，第“35”條提出“降低碳排放強度，支持有條件的地方率先達到碳排放峰值，制定二O三O年前碳排放達峰行動方案”。以上內(nèi)容及黨和國家一系列一脈相承的有關(guān)低碳發(fā)展的理念、目標、方針、政策，清晰表達了中國堅定走低碳發(fā)展道路為全球應對氣候變化貢獻力量的決心和初心。

 

習近平主席宣布新NDC的70多天以來，這一承諾已經(jīng)在國際社會產(chǎn)生了巨大反響。中國的承諾將重新改寫近年來一些國家、地區(qū)及眾多機構(gòu)在政治、經(jīng)濟、社會、能源、環(huán)境等問題上的研究結(jié)論。2020年，中國NDC新承諾將與中國抗擊新冠肺炎的壯舉一樣，為人類發(fā)展史添上濃墨重彩的一筆。新NDC是影響世界、影響全局、影響未來的大事。只有立足全局、堅持系統(tǒng)思維才能準確理解和把握新NDC和《建議》的基本精神，把NDC承諾緊密地與“開啟全面建設社會主義現(xiàn)代化國家新征”要求相融合，才能看清一個行業(yè)或地區(qū)在個整體系統(tǒng)中的定位和作用，才能在全國一盤棋布局下知道一個行業(yè)或者地區(qū)做什么、怎么做。下面，結(jié)合能源電力低碳轉(zhuǎn)型的特點我講幾點個人認識。

 

如何看待對碳達峰節(jié)點和碳中和的宏觀措施

 

從實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的長期目標看，中國二氧化碳越早達峰、峰值越低、峰值的平臺期越短、峰值后下降速度越快、碳中和目標越早實現(xiàn)，則越有利于2攝氏度甚至1.5攝氏度溫升幅度控制目標。但中國正處于全面建設社會主義現(xiàn)代化國家新征途中，發(fā)展是解決我國一切問題的基礎和關(guān)鍵，碳達峰與碳中和具體路徑方案設計，要與新發(fā)展理念的系統(tǒng)要求相協(xié)調(diào)。

 

理論和實踐都證明，低碳發(fā)展主要措施是提高單位產(chǎn)品能效、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也即減少高能耗產(chǎn)品的產(chǎn)量、以及能源結(jié)構(gòu)向低碳轉(zhuǎn)型。

 

提高產(chǎn)品能效并改變生活方式才能抑制碳排放總體水平。經(jīng)過幾十年改革開放發(fā)展，中國能源、電力、重點工業(yè)領域的物理能效顯著提升，如發(fā)電、鋼鐵、建材、有色金屬等部門主要產(chǎn)品全生命周期可比性的產(chǎn)品能效總體居于世界先進水平，部分達到領先水平。雖然中國單位GDP能源消耗水平從數(shù)字上看與發(fā)達國家相比還有約一倍的差距，但這主要反映出的是經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及匯率計算上的差別而不是物理能效的差別。如采用購買力評價法（PPP）則這種差距明顯縮小甚至好于某些發(fā)達國家。且由于中國正處于發(fā)展階段，人均能源消費尤其是生活用能水平仍然很低，使得能效水平提高的同時，能源需求量的提高卻是同步增長的。中國要通過能效水平提升抑降低碳排放總量，關(guān)鍵是要優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和合理提高人均生活用能水平。要在繼續(xù)堅持節(jié)能優(yōu)先的原則下，要強化結(jié)構(gòu)調(diào)整對節(jié)能的貢獻率，尤其是強化通過結(jié)構(gòu)調(diào)整節(jié)約或減少煤碳的使用。

 

應從全局角度考慮產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移對碳減排的作用。發(fā)達國家碳減排是在實現(xiàn)了工業(yè)化之后、工業(yè)用能顯著減少、人均生活水平顯著提高，以及與高能耗、低附加值產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移出去以及與能源低碳轉(zhuǎn)型有直接關(guān)系。而中國高碳排放的特征，既與中國高碳能源資源稟賦有關(guān)，在很大程度與承接了大量的高載能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移有關(guān)，也就是說中國碳排放量的上升與發(fā)達國家碳排放量的下降存在耦合關(guān)系。雖然這種產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的結(jié)果從歷史的眼光看給中國和世界的發(fā)展都帶來巨大利好，但面向未來，中國也能繼續(xù)遵循這一模式嗎？顯然，不論從人類命運共同體的角度看，還是從中國自身所處的發(fā)展階段看，都不具備快速產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移條件。從中國自身看，一個正處在發(fā)展中的14億人口大國，還需要強大而高質(zhì)量的產(chǎn)業(yè)體系支撐現(xiàn)代化目標實現(xiàn)。而且從全球來看，包括新能源技術(shù)及設備在內(nèi)的中國產(chǎn)品對全球經(jīng)濟振興、推進全球低碳發(fā)展也有比較優(yōu)勢。因此，從發(fā)展規(guī)律來看，通過減少高載能產(chǎn)品產(chǎn)量來加快降碳的模式在中短期內(nèi)難以達到顯著效果。要從“暢通國內(nèi)大循環(huán)，促進國內(nèi)國際雙循環(huán)”的大思路下，綜合考慮產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型問題。

 

比較全球、OECD國家和中國的用電量，可以進一步理解以上邏輯。2019年，全球、OECD國家和中國，人均用電量分別為3289、8480、5186千瓦時，中國是全球平均的1.58倍、是OECD國家的0.61倍；但人均生活用電量分別為880、2619、733千瓦時，中國是全球平均的0.83倍，僅是OECD國家的29%。中國人均生活用電最高的是福建省1173千瓦時，大于1000千瓦以上的有福建、北京、浙江、上海。2019年，OECD國家的工業(yè)、商業(yè)、居民用電占比分別為31.7%、31.4%、30.9%，中國工業(yè)用電占比67.2%。中國人均用電量和工業(yè)用電量比重都相對較高，而生活用電量顯著偏低，說明了中國發(fā)展是基于對世界貢獻的基礎上的、中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整任務艱難，在發(fā)展方式上要向大力提高人民生活水平的方向轉(zhuǎn)變。

 

能源結(jié)構(gòu)低碳化是中國低碳轉(zhuǎn)型的根本性措施，也是迫切的措施。中國已基本具備了持續(xù)大幅度提高非化石能源尤其是可再生能源在一次能源中的占比的技術(shù)基礎和產(chǎn)業(yè)基礎。通過持續(xù)推動電氣化，大幅度提高非化石能源電能在終端能源消費中的比重，會跨越或縮短以石油替代燃煤、燃氣替代石油、可再生能源替代燃氣的分段轉(zhuǎn)型的時間，完成碳中和的歷史使命。

 

基于以上初步認識，參考歐盟及一些國家和地區(qū)碳中和的戰(zhàn)略及措施，并考慮到可再生能源發(fā)電技術(shù)進步趨勢，以及對未來由于技術(shù)發(fā)展對減碳成本下降幅度的預期，中國在2030年前實現(xiàn)碳達峰后，經(jīng)過一段具有波動性峰值平臺期，到2035年達到穩(wěn)中有降，在2050年顯著下降，到2060年前實現(xiàn)碳中和。

 

充分認識電力行業(yè)

 

在低碳轉(zhuǎn)型中的使命和作為

 

第一，要充分認識到，電力行業(yè)要堅持全國一盤棋，發(fā)揮好電力行業(yè)在低碳發(fā)展全局中的作用。不僅是電力行業(yè)，其他行業(yè)都應在全國一盤棋中扮好各自角色。率先碳達峰及碳中和對于微觀經(jīng)濟活動主體和地區(qū)而言有實質(zhì)意義，《建議》中提出“支持有條件的地方率先達到碳排放峰值”，其中的“條件”是指資源條件、技術(shù)條件、能效水平、經(jīng)濟水平等綜合分析而來，而不是以經(jīng)濟發(fā)達程度來劃分。率先達峰需要嚴格而規(guī)范的核算體系來保障，避免一個地區(qū)實現(xiàn)了低碳是用另一個地區(qū)高碳為代價，且總體上增加了社會成本；要引導鼓勵能夠促進全社會提前達峰、降低峰值、減少成本的地區(qū)間、行業(yè)間的碳轉(zhuǎn)移——這也是碳市場的基本原理。因此，對于一個行業(yè)來說，不是圍繞行業(yè)本身而是要圍繞全社會整體減碳效益最佳原則來布局減碳的程度和進程。從人類文明史來看，能源轉(zhuǎn)型是推進人類文階段性演化的基本動力，對經(jīng)濟社會的影響是全面的，對生產(chǎn)方式和生活方式改變是革命性的。以低碳化為目標的電氣化也將滲透在電能生產(chǎn)、存儲和應用的各個環(huán)節(jié)，電能應用方式也發(fā)生巨大變化，與經(jīng)濟社會各領域發(fā)生深度融合。這些變化都將使 “電力行業(yè)”的概念發(fā)生變化，行業(yè)率先達峰的判斷非常困難。從政策、規(guī)劃、標準的制定的科學性和可操作性層面看，針對生產(chǎn)對象和全國的單位發(fā)電量碳排放量、針對地方及全國的電能占終端能源消費比重、包括熱電聯(lián)產(chǎn)在內(nèi)的電煤占煤炭消費比重、針對激勵先進淘汰落后的碳總量等指標等，比行業(yè)率先達峰的指標更能從全局角度發(fā)揮電力促進低碳發(fā)展的作用。

 

第二，要優(yōu)先解決好電網(wǎng)如何適應大規(guī)模可再生能源接入后電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的問題。在電力低碳轉(zhuǎn)型中，電網(wǎng)承擔著配置電能的中樞、基礎地位，即便是新能源發(fā)電不直接接入電網(wǎng)，由于影響了電網(wǎng)負荷特性，對電網(wǎng)也有直接影響。電網(wǎng)的主要任務是安全穩(wěn)定運行及接納大規(guī)模新再生能源發(fā)電。安全穩(wěn)定運行的首要任務與大規(guī)模接納新能源發(fā)電是一對對立統(tǒng)一的矛盾，沒有大規(guī)模接納新能源電力，安全穩(wěn)定運行實現(xiàn)不了低碳轉(zhuǎn)型目標，而安全穩(wěn)定運行沒有大規(guī)模接納新能源也沒有意義。電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行與新能源更多地接入電網(wǎng)呈非線性增長關(guān)系。這是因為，電能占終端能源消費比重越高，電力安全對經(jīng)濟社會的安全性就越重要；而隨機性、波動性的可再生能源接入電網(wǎng)越多，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的影響就越大；同時，由于電力系統(tǒng)中具有轉(zhuǎn)動慣量的電源比例減少，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性下降。要解決好這一矛盾，政府、社會及電力系統(tǒng)各主體都應對電網(wǎng)功能、作用的變化有新的認識。在宏觀層面上，要統(tǒng)籌好智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、通訊網(wǎng)、交通網(wǎng)等多網(wǎng)融合發(fā)展；在能源層面上，要統(tǒng)籌好能源、電力、電網(wǎng)（尤其是配電網(wǎng)）、儲能協(xié)調(diào)發(fā)展，做好規(guī)劃并及時評估修訂；在電力層面上，要加強電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的理論、技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新、與時俱進修訂技術(shù)標準、分階段提出政策措施和改革措施。在低碳轉(zhuǎn)型的大潮之中，技術(shù)發(fā)展日新月異，經(jīng)濟社會矛盾隨時會有重大變化，雖然低碳轉(zhuǎn)型的方向是明確的，但政策措施是需要依據(jù)變化的情況及時調(diào)整，防止各種技術(shù)性、政策性、產(chǎn)業(yè)性“鎖定”。

 

第三，解決好煤電問題。如果說用兩個字來概括中國低碳發(fā)展的道路、措施及效果的話，“減煤”二字不出其右，同理，電力低碳發(fā)展核心是“減煤電”三字。但是，不分青紅皂白、不分先后、不分地區(qū)、不計代價，一減了之、越快越好是行不通的！中國經(jīng)過了幾十年改革開放發(fā)展，終于站到了全球電力系統(tǒng)總體先進、部分領先的行列，煤電在維護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定、提高能源效率、加強環(huán)境污染控制、強化熱電聯(lián)產(chǎn)解決全局性煤煙型污染方面做出了巨大貢獻。2019年，在運煤電裝機容量10.4億千瓦、平均運行12年機組年齡、平均年運行小時4429、燃用23億噸原煤（約占全國原煤消費量的60%）、提供中國約62%電量、80%以上機組容量大于300MW、43.7%的熱電聯(lián)產(chǎn)機組……這就是中國煤電作用的現(xiàn)實寫照。而我國電網(wǎng)只有不到5%的靈活性電源（燃機）、燃氣對外依存度約45%且價格居高不下，煤礦格局、煤炭洗選、電網(wǎng)格局、鐵路、港口、工業(yè)布局、能源運輸、電力流向、核電、水電站布局、水資源配置、省域或地域經(jīng)濟支撐等都與煤電有直接關(guān)系。在中國的一些省，煤電利用小時已經(jīng)低于2000小時，但對當?shù)仉娏ο到y(tǒng)來說仍不能棄用。因此，我們要認真研究現(xiàn)有的年青的煤電系統(tǒng)如何發(fā)揮好在能源轉(zhuǎn)型中的靈活性電源、熱電聯(lián)產(chǎn)供熱、生物質(zhì)能聯(lián)合發(fā)電、在區(qū)域或者產(chǎn)業(yè)循環(huán)中的能量、物質(zhì)、價值流的綜合作用上；要嚴格限制單純的以提供電量為目的純凝汽式煤電機組；同時，為煤電的有序退出做好法規(guī)、政策、規(guī)劃、標準等方法的統(tǒng)籌研究和準備工作。隨著電力低碳轉(zhuǎn)型的深入推進，煤電在統(tǒng)籌考慮中，逐步、有序退出是實現(xiàn)中國碳中和愿景的必然，也是歷史必然，但在最終退出過程中，根據(jù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和關(guān)鍵熱源的需要，煤電仍然會發(fā)揮其靈活性電源、電力安全備用電源的作用。

 

第四，解決好儲能問題。儲能發(fā)展的好壞決定了能源電力低碳轉(zhuǎn)型的廣度、深度、進度甚至成敗?，F(xiàn)有低碳目標、愿景、計劃，都是建立在儲能技術(shù)的具有突破性發(fā)展和經(jīng)濟上能夠用得起的基礎上的。儲能大規(guī)模應用，使傳統(tǒng)的發(fā)輸配供用電能單向、線性配置成為環(huán)狀多向配置，促進能源、電力、物質(zhì)間雙向轉(zhuǎn)換，使電氣化與經(jīng)濟社會深度融合。儲能發(fā)展方興未艾，技術(shù)及商業(yè)模式層出不窮，為未來展現(xiàn)了美好的前景。但是，儲能的特點也決定了在應用對象、條件、安全、技術(shù)、商業(yè)模式等方面都存在系統(tǒng)性和綜合性的問題，而這正體現(xiàn)出儲能不可能脫離新能源發(fā)展的進程、電力系統(tǒng)需求、經(jīng)濟社會的需求而獨立發(fā)展。相信通過“十四五”的技術(shù)發(fā)展和政策完善，儲能的態(tài)勢會更加明朗，在促進低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。