2060碳中和目标下的电力行业_郭伟VIP专享VIP免费

018 ENERGY 2020.11 inengyuan.com 019
期并没有中和
气行业的影响迅作为
工 作 心 。其
方向还摸清国内油气
消耗的上下限临界点和
量 、产
力。
2 0 1 9 5 月 ,国
召 开 名 为“
提升油气勘探开发力度
工 作 会 ”的 议 。
在会上态:“石油
企业要落实增储上产主
任 ,不
2019-2025七年行动方
工 作 要 求 。”
储上产是来自最高
层领导的决策。在中
已经决策2030年前后实现放的背依然
大规模发展油气上游勘探开发对于油公来说有着
充足的动力
,部 ( 致
油气、油气等的开发然是享有国家补贴的。
尽管补贴数额很小,这表明油气作为化石能源
还并没有完全从国家政策支持中彻底走
油内部人士
碳中和”庞大的系统性了能源产
占据了毫无疑问的绝对主流工业生产建筑
人类活等都涉事其中但碳中和绝不是零
而是汇碳与碳放的相互抵消使得人类活
中向大气放的二氧化碳是的零
过去150年的时间里油气这样的化石能
源支撑了人类社会走向文明和现代化过早地断言
石能源在短期内消亡捧少
生能源在未来能源结构中的作都过主观了
源,电也而在再生源中
具 规 模 的 风 电 、光 伏 无 可 替 代 的 主 力
风电、伏在目前依然没有实现上网端
100%的平价么延伸到用户侧,电的综合成
包含电网的平依然低于风电和光伏。谓的
网对于风来说走出了第一
无论是消纳还是降低综合系统成本亦或是光
电开发的土地、一系技术
的降低本质上还是离不开府的支持
个角度来看风电光伏的呐未尝不是
抢占舆论高地进而强化府公关游说能力的意图
其 中 能 够 更 快 、更 早 、更 好 地 证 明 自 有 大 规 模
发展替代化石能源发电的能谁就可在未来
斜。
而在可再生能源的对立面以油气为代表的化
石能源又是怎样的反映呢?
能源杂志记者了解三桶油内部研究院近
2020年9月22国家席习近平在第75届联
合国大会上宣布中国将提高国家自主贡献力度
采取更加有力的政策和措施二氧化碳排放力争于
2030前达峰值,努力争取2060年前实现碳中
和。中国成为全球主放国里首定碳中和目
标期的发展中国家,这也是中国在巴黎协定
诺的基础上碳排放达峰时间和长期碳中和问题
上设立的更高标。中国2060碳中和目标的宣布
必将对电力行业来40年的发展带来深刻而巨
响。
电力清洁化目标明确
十九大”报告提出“推能源和消费革
命,碳、
出了向。
力行来说就要加快进我国能源结构从以煤炭
发电为主向以清洁低碳为主的展。
经过十多年的努中国电力行业的低碳发展
已经取得很大进步供电碳排放克二氧
碳/千瓦时从2005年的900克左右下降到
前的600克左右下降约30%国务院发布的
三五控制温室气体排放工作方案也提
到大型发电集团单位供电二氧化控制在550
克二氧化碳/千瓦时以内目前看来完的难度不
小。如果向比目前中国电力行业单位供电碳
比全的平均水平450克右仍出了30%
右。
全球主要国家的供电碳排放从低到高大
分成几个类型:1.近零放国100克以下
挪 威 、瑞 典 、瑞 士 、法 国 ;2 . 超 低 排 放 国 1 0 0
200西兰、大、利、兰、
利时等;3.低排国家200克300克
之间英国牙利西班牙葡萄牙意大利等
4.中排放国家300克到500克之间德国荷兰
利 、美 国 、捷 、土 其 、墨 西 哥 、以 色 列 、日 本
5.高排放国500克以上韩国希腊爱沙
亚、度、兰、亚、等。
分 布 论 :1 .
及以下家,本上为主西、西
智利等除外2.高排放国家中展中国家
但也不乏韩国澳大利这样的发达国
3.诺碳中和目标的国家,中低排国家为
但也包含部分包括中国在内的发展中国家,
已 经 完 成 碳 中 和 目 标 立 法 的 瑞 典2 0 4 5)、英
2 0 5 0)、法 国2 0 5 0)、丹 麦 2 0 5 0)、新 西
2050匈牙利2050立法进程中的有西
(2 0 5 0)智 利2 0 5 0)以 及 欧 盟 (2 0 5 0)
即便可再生能源将迎来倍速”展阶2060年达到碳中依然压力巨大
2060碳中
文 | 郭伟 唐人虎
作者供职于中创碳投科技有限公司
封面文章 COVER STORY
020 ENERGY 2020.11 inengyuan.com 021
通过政策宣示承诺还未进入立法进程的有芬
2 0 3 5)、冰 岛 2 0 4 0)、奥 地 2 0 4 0)、挪 威
2050德国2050萄牙2050
2050爱尔兰2050韩国2050南非
2050中国2060以及刚刚宣布碳中和
的 日 本(2 0 5 0)等 。
单位供
低的分布及对其承诺碳中和目标时间的对比不难
大部分发达国家从目前的中低排放到碳中和
要二三十的时间。并不
着一吨碳都不可以排放只是意味着碳排放和碳汇
吸收之间尽量能达到平衡而电力的低碳化是最基
本的先决条件预计大部分发达国家的电力行业
2050年国家实现碳中和的情境下电力行业都
要基本实现脱碳化排放或者近零排放比如欧
盟2050绿色新政实现碳中和的情景预计电力行
80%再生机,部分
是100%
中国如果2060实现碳中和目标,电力行业
单位供电碳从目600克左右少以每
10均100克年10克的速
下降能确保2060年左右前近零排放国
家的水如瑞典、法国等2060年全社会用电
比目前三番20万亿
,电 力 行 业 的 排 放 量 将 达 到 1 0 亿 吨 左 右
便不考虑化工泥、钢铁筑、交通等行
他化石能源石油天然气等不可避免使用部分产生
放,放,仅仅
行业产生的10亿吨右的碳量就需要大量
植树造林森林蓄增加的碳能中和掉如果
电力行业低碳化水平届时近零放也达不到,
国想实现2060年碳中和目标就更加难加难了
,在 2 0 6 0 下 ,电
的目标也更晰,尽可单位供
碳排放能做到零当然更好难度不小如果做不
到,退而求次,部分发家目前
已经做到的单供电近零碳排放的
可再生能源发电“倍速”发展
过去10年2009-2019风电、光伏和水电
为主的可再生能源装机增长迅速,每年增长5000
万千瓦总量2亿千瓦到8亿千瓦
了近4倍,10倍,
基数低2009年的2万千增长到2019年的逾2
亿千瓦,增长1可再生能源在电力总装机的
比重从2009年的24%增加到2019
年的38%但是未来要实现电力
业的零排放或者上文中提到的近
放 ,即 便 去 1 0
5000万左右的可再生能源装增长
肯定无法满足要求
如前假设按照2060年中国电
需求增长3倍估算虑到可
能源发电利用小时数的限制按照
2000小时估算需要80-100亿
千瓦左右的装总量来每年平
均需要新增2亿左右可再生能源装
是过去10年平均新增装机的4倍左右每年新
增可再生能源发电装带来的投资需求也将是巨大
在过去5年每年新增投资额已经超1000亿
元的基础上预计未来40年累计投资达到数亿美
麦肯锡新的估计是5万亿元,人民币35万
亿左右投资规模的不断增加将继续带来风电、
光伏等建设造价和发电成本的进一步下降在风
和光伏陆续实现平价上网后将来发电成本会逐
步降低,逐渐低于煤电发电成本,从而取得多年以
来梦寐以求的成本优势进一步增加投资的比
势。
再 者 ,碳 市 场 为 电 力 行 业 低 碳 化 发 展 发 挥 更
加重要的基础性作用2060碳中和标提出后
全社量,为了尽可低目标
成本需要更加发挥市场在碳资源配置上的基础性
和决定性作用而全国碳市场的建立和不断完善
将责这一历史重任碳市助力电
力行低碳化最重要的特征形成市场化的碳定价
机制,发出清晰价信不仅仅是不同减排成
源 ,降 全 社
排成本,而且给电力行业的上包括对新能源
投资新技发形成持续稳定的预期促进低
投资的源源不断和低碳技术的持续创新同时结合
电力市场化改革的逐步到把碳价信号清晰地往
递 ,进 本 。
因此2060年碳中和目提出的新形势
碳市场的必要性和紧迫性加突出十四五”
间更需要把全国碳市场这重大减排新设施新
建设运行好为包括电力行业在内的主要
行业低机制
煤电快速增长结束
2060碳中和目给电力行业带来机遇的同时
带来诸多挑战。首要的挑战就是煤电装机快速增
长时代正式宣告结束
十一五煤电建设进入大规模“跑
马圈地”阶段大部分年份煤电
千瓦以上这种速度甚至延续到二五
期间,“十三五”的后面几年,每年
电装才有所下降每年五千万千瓦下降到两
三千万瓦。
过去十多年煤电装机快速增长的负面效应比
较明近些年来各地煤电年运行小时数大都
4000小时左右如果按照设计小时5500小时的标
,造 成 超 过 2 亿 电 装 机 产 能 重 过 剩 ,造 成
费。
这些新建的煤将有较长的锁
定期30年左右将会对未来几十年的碳减排
带来巨大的压力全球能源互联网发展合作组织在
对我国能源变革转型进行专题研究后指前每
新增1亿千煤电机将产生三大方面重大负面
影响一是未来将加超过3000亿元资产损失
是2030年前将减少清洁能源装机约3亿千瓦
2万亿元清洁能源投资三是到2050年累计
增加放150亿吨,相当于2018
1.6倍。
因此有不少专家呼吁面对煤电产能已经
严重过剩和未来碳约束越来越格的大趋势
十四五”期间不再新建煤电项目增能源需
求尽量通过可再生能源发电来满足但是煤电新增
“十五”后期每年两三千万千瓦一
子断崖式刹车降到零不现实有数据显示即便
是疫情期间的半年又新核准5000万千瓦左右
的煤电核准待建的煤电组装机已达1亿
瓦左右预计还有1亿千瓦左右的机组纳入规划
果这些已批准或者规划中的项目在十四五”
都上马将超过12亿奔13亿千瓦。
毫无疑问这样的结果将是很难承受的煤电
目的投资者需慎之又慎如果说过去十多年煤电
图1 中国供电碳度变趋势意图
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
2005 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055 2060
单位供电碳排放变化趋势示意图(2005-2060
(单位: gCO2/kWh
封面文章 COVER STORY
020 ENERGY 2020.11 inengyuan.com 021
通过政策宣示承诺还未进入立法进程的有芬
2 0 3 5)、冰 岛 2 0 4 0)、奥 地 2 0 4 0)、挪 威
2050德国2050萄牙2050
2050爱尔兰2050韩国2050南非
2050中国2060以及刚刚宣布碳中和
的 日 本(2 0 5 0)等 。
单位供
低的分布及对其承诺碳中和目标时间的对比不难
大部分发达国家从目前的中低排放到碳中和
要二三十的时间。并不
着一吨碳都不可以排放只是意味着碳排放和碳汇
吸收之间尽量能达到平衡而电力的低碳化是最基
本的先决条件预计大部分发达国家的电力行业
2050年国家实现碳中和的情境下电力行业都
要基本实现脱碳化排放或者近零排放比如欧
盟2050绿色新政实现碳中和的情景预计电力行
80%再生机,部分
是100%
中国如果2060实现碳中和目标,电力行业
单位供电碳从目600克左右少以每
10均100克年10克的速
下降能确保2060年左右前近零排放国
家的水如瑞典、法国等2060年全社会用电
比目前三番20万亿
,电 力 行 业 的 排 放 量 将 达 到 1 0 亿 吨 左 右
便不考虑化工泥、钢铁筑、交通等行
他化石能源石油天然气等不可避免使用部分产生
放,放,仅仅
行业产生的10亿吨右的碳量就需要大量
植树造林森林蓄增加的碳能中和掉如果
电力行业低碳化水平届时近零放也达不到,
国想实现2060年碳中和目标就更加难加难了
,在 2 0 6 0 下 ,电
的目标也更晰,尽可单位供
碳排放能做到零当然更好难度不小如果做不
到,退而求次,部分发家目前
已经做到的单供电近零碳排放的
可再生能源发电“倍速”发展
过去10年2009-2019风电、光伏和水电
为主的可再生能源装机增长迅速,每年增长5000
万千瓦总量2亿千瓦到8亿千瓦
了近4倍,10倍,
基数低2009年的2万千增长到2019年的逾2
亿千瓦,增长1可再生能源在电力总装机的
比重从2009年的24%增加到2019
年的38%但是未来要实现电力
业的零排放或者上文中提到的近
放 ,即 便 去 1 0
5000万左右的可再生能源装增长
肯定无法满足要求
如前假设按照2060年中国电
需求增长3倍估算虑到可
能源发电利用小时数的限制按照
2000小时估算需要80-100亿
千瓦左右的装总量来每年平
均需要新增2亿左右可再生能源装
是过去10年平均新增装机的4倍左右每年新
增可再生能源发电装带来的投资需求也将是巨大
在过去5年每年新增投资额已经超1000亿
元的基础上预计未来40年累计投资达到数亿美
麦肯锡新的估计是5万亿元,人民币35万
亿左右投资规模的不断增加将继续带来风电、
光伏等建设造价和发电成本的进一步下降在风
和光伏陆续实现平价上网后将来发电成本会逐
步降低,逐渐低于煤电发电成本,从而取得多年以
来梦寐以求的成本优势进一步增加投资的比
势。
再 者 ,碳 市 场 为 电 力 行 业 低 碳 化 发 展 发 挥 更
加重要的基础性作用2060碳中和标提出后
全社量,为了尽可低目标
成本需要更加发挥市场在碳资源配置上的基础性
和决定性作用而全国碳市场的建立和不断完善
将责这一历史重任碳市助力电
力行低碳化最重要的特征形成市场化的碳定价
机制,发出清晰价信不仅仅是不同减排成
源 ,降 全 社
排成本,而且给电力行业的上包括对新能源
投资新技发形成持续稳定的预期促进低
投资的源源不断和低碳技术的持续创新同时结合
电力市场化改革的逐步到把碳价信号清晰地往
递 ,进 本 。
因此2060年碳中和目提出的新形势
碳市场的必要性和紧迫性加突出十四五”
间更需要把全国碳市场这重大减排新设施新
建设运行好为包括电力行业在内的主要
行业低机制
煤电快速增长结束
2060碳中和目给电力行业带来机遇的同时
带来诸多挑战。首要的挑战就是煤电装机快速增
长时代正式宣告结束
十一五煤电建设进入大规模“跑
马圈地”阶段大部分年份煤电
千瓦以上这种速度甚至延续到二五
期间,“十三五”的后面几年,每年
电装才有所下降每年五千万千瓦下降到两
三千万瓦。
过去十多年煤电装机快速增长的负面效应比
较明近些年来各地煤电年运行小时数大都
4000小时左右如果按照设计小时5500小时的标
,造 成 超 过 2 亿 电 装 机 产 能 重 过 剩 ,造 成
费。
这些新建的煤将有较长的锁
定期30年左右将会对未来几十年的碳减排
带来巨大的压力全球能源互联网发展合作组织在
对我国能源变革转型进行专题研究后指前每
新增1亿千煤电机将产生三大方面重大负面
影响一是未来将加超过3000亿元资产损失
是2030年前将减少清洁能源装机约3亿千瓦
2万亿元清洁能源投资三是到2050年累计
增加放150亿吨,相当于2018
1.6倍。
因此有不少专家呼吁面对煤电产能已经
严重过剩和未来碳约束越来越格的大趋势
十四五”期间不再新建煤电项目增能源需
求尽量通过可再生能源发电来满足但是煤电新增
“十五”后期每年两三千万千瓦一
子断崖式刹车降到零不现实有数据显示即便
是疫情期间的半年又新核准5000万千瓦左右
的煤电核准待建的煤电组装机已达1亿
瓦左右预计还有1亿千瓦左右的机组纳入规划
果这些已批准或者规划中的项目在十四五”
都上马将超过12亿奔13亿千瓦。
毫无疑问这样的结果将是很难承受的煤电
目的投资者需慎之又慎如果说过去十多年煤电
图1 中国供电碳度变趋势意图
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2005 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055 2060
单位供电碳排放变化趋势示意图(2005-2060
(单位: gCO2/kWh
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inengyuan.com0192020年9月22日,国家主席习近平在第75届联合国大会上宣布,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。中国成为全球主要排放国里首个设定碳中和目标期限的发展中国家,这也是中国在《巴黎协定》承诺的基础上,在碳排放达峰时间和长期碳中和问题上设立的更高目标。中国2060碳中和目标的宣布,必将对电力行业未来40年的发展带来深刻而巨大的影响。电力清洁化目标明确“十九大”报告提出“推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系”,这为我国能源清洁低碳转型发展提出了新的方向。对于电力行业来说,就要加快推进我国能源结构从以煤炭发电为主向以清洁低碳能源为主的跨越式发展。经过十多年的努力,中国电力行业的低碳发展已经取得了很大进步,单位供电碳排放(克二氧化碳/千瓦时,下同)从2005年的900克左右下降到目前的600克左右(下降约30%)。国务院发布的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》中,也提到大型发电集团单位供电二氧化碳排放控制在550克二氧化碳/千瓦时以内,目前看来完成的难度不小。如果横向比较,目前中国电力行业单位供电碳排放比全球的平均水平450克左右仍然高出了30%左右。目前,全球主要国家的供电碳排放从低到高大致分成几个类型:1.近零排放国家(100克以下):挪威、瑞典、瑞士、法国等;2.超低排放国家(100克到200克之间):新西兰、加拿大、奥地利、芬兰、丹麦、比利时等;3.低排放国家(200克到300克之间):英国、匈牙利、西班牙、葡萄牙、意大利等;4.中排放国家(300克到500克之间):德国、荷兰、智利、美国、捷克、土耳其、墨西哥、以色列、日本等;5.高排放国家(500克以上):韩国、希腊、爱沙尼亚、中国、印度、波兰、澳大利亚、南非等。从上述分布中可以得出几个结论:1.中低排放及以下的国家,基本上以发达国家为主(巴西、墨西哥、智利等除外);2.高排放国家中,以发展中国家为主,但也不乏韩国、澳大利亚这样的发达国家;3.已经承诺碳中和目标的国家,以中低排放国家为主,但也包含部分包括中国在内的发展中国家,比如已经完成碳中和目标立法的瑞典(2045)、英国(2050)、法国(2050)、丹麦(2050)、新西兰(2050)、匈牙利(2050),立法进程中的有西班牙(2050)、智利(2050)以及欧盟整体(2050),即便可再生能源将迎来“倍速”发展阶段,2060年达到碳中和,依然压力巨大。2060碳中和目标下的电力行业文郭伟唐人虎作者供职于中创碳投科技有限公司020ENERGY2020.11通过政策宣示承诺还未进入立法进程的有芬兰(2035)、冰岛(2040)、奥地利(2040)、挪威(2050)、德国(2050)、葡萄牙(2050)、瑞士(2050)、爱尔兰(2050)、韩国(2050)、南非(2050)、中国(2060)以及刚刚宣布碳中和目标的日本(2050)等。从上述不同国家按照单位供电碳排放数值高低的分布及对其承诺碳中和目标时间的对比不难看出,大部分发达国家从目前的中低排放到碳中和,都仍需要二三十年的时间。碳中和国家并不是意味着一吨碳都不可以排放,只是意味着碳排放和碳汇吸收之间尽量能达到平衡,而电力的低碳化是最基本的先决条件,预计大部分发达国家的电力行业在2050年国家实现碳中和目标的情境下,电力行业都要基本实现脱碳化(零排放)或者近零排放,比如欧盟2050绿色新政实现碳中和的情景下,预计电力行业80%以上的装机都将是可再生能源装机,部分国家甚至是100%。中国如果在2060年实现碳中和目标,电力行业单位供电碳排放要从目前的600克左右,至少以每10年平均100克左右(即每年10克左右)的速度往下降,才能确保2060年左右达到目前近零排放国家的水平(如瑞典、法国等)。2060年全社会用电量按照比目前增长翻三番保守估计(20万亿度电左右),电力行业的碳排放量将达到10亿吨左右。即便不考虑化工、水泥、钢铁、建筑、交通等行业,其他化石能源石油、天然气等不可避免使用部分产生的碳排放,以及非二氧化碳温室气体排放,仅仅电力行业产生的10亿吨左右的碳排放量就需要大量的植树造林、森林蓄积增加的碳汇才能中和掉,如果电力行业低碳化水平届时连近零排放也达不到,中国想实现2060年碳中和目标就更加难上加难了。因此,在2060碳中和目标下,电力行业低碳发展的目标也更加明晰,就是尽可能地降低单位供电碳排放,能做到零当然更好(难度不小),如果做不到,退而求其次,至少也得达到部分发达国家目前已经做到的单位供电近零碳排放的水平。可再生能源发电“倍速”发展过去10年(2009-2019),风电、光伏和水电为主的可再生能源装机增长迅速,每年增长5000万千瓦左右,装机总量从逾2亿千瓦到近8亿千瓦,增加了近4倍,其中风电增长超过10倍,太阳能由于基数低,从2009年的2万千瓦增长到2019年的逾2亿千瓦,增长了1万倍。可再生能源在电力总装机的比重从2009年的24%增加到2019年的38%,但是未来要实现电力行业的零排放或者上文中提到的近零排放,即便仍然以过去10年每年5000万左右的可再生能源装机增长也肯定无法满足要求。如前假设,按照2060年中国电力需求增长3倍估算,考虑到可再生能源发电利用小时数的限制(按照2000小时估算),则需要80-100亿千瓦左右的装机总量,未来每年平均需要新增2亿左右可再生能源装图1中国供电碳排放强度变化趋势示意图0100200300400500600700800900100020052015202020252030203520402045205020552060单位供电碳排放变化趋势示意图(2005-2060)(单位:gCO2/kWh)封面文章COVERSTORYinengyuan.com021机,这是过去10年平均新增装机的4倍左右,每年新增可再生能源发电装机带来的投资需求也将是巨大的,在过去5年每年新增投资额已经超过1000亿美元的基础上,预计未来40年累计投资达到数万亿美元(麦肯锡最新的估计是5万亿美元,即人民币35万亿左右)。投资规模的不断增加将继续带来风电、光伏等建设造价和发电成本的进一步下降,在风电和光伏陆续实现平价上网后,将来发电成本会逐步降低,逐渐低于煤电发电成本,从而取得多年以来梦寐以求的成本优势,进一步增加投资的比较优势。再者,碳市场将为电力行业低碳化发展发挥更加重要的基础性作用。2060碳中和目标提出后,需要凝聚全社会的力量,为了尽可能降低目标实现的成本,需要更加发挥市场在碳资源配置上的基础性和决定性作用。而全国碳市场的建立和不断完善,将责无旁贷地承担起这一历史重任,碳市场助力电力行业低碳化最重要的特征是形成市场化的碳定价机制,发出清晰的碳价信号,不仅仅是不同减排成本的行业和企业之间配置碳资源,降低全社会的减排成本,而且给电力行业的上下游,包括对新能源投资、新技术研发形成持续稳定的预期,促进低碳投资的源源不断和低碳技术的持续创新,同时结合电力市场化改革的逐步到位,把碳价信号清晰地往下游传递,进而降低全社会的碳减排成本。因此,在2060年碳中和目标提出的新形势下,碳市场的必要性和紧迫性更加突出,在“十四五”期间更需要把全国碳市场这一重大减排新设施新机制建设好、运行好,为包括电力行业在内的主要排放行业低碳化发展提供机制保障。煤电快速增长结束2060碳中和目标给电力行业带来机遇的同时,也带来诸多挑战。首要的挑战就是煤电装机快速增长时代正式宣告结束。从“十一五”起,煤电建设进入大规模“跑马圈地”的阶段,大部分年份新增煤电装机都在五千万千瓦以上,这种速度甚至延续到了“十二五”期间,直到“十三五”的后面几年,每年新增煤电装机才有所下降,从每年五千万千瓦下降到两三千万千瓦。过去十多年煤电装机快速增长的负面效应比较明显,近些年来各地煤电年运行小时数大都在4000小时左右,如果按照设计小时5500小时的标准,造成了超过2亿煤电装机产能的严重过剩,造成了投资的极大浪费。另外,这些新建的煤电项目,都将有较长的锁定期,至少30年左右,将会对未来几十年的碳减排带来巨大的压力。全球能源互联网发展合作组织在对我国能源变革转型进行专题研究后指出,当前每新增1亿千瓦煤电机组,将产生三大方面重大负面影响:一是未来将增加超过3000亿元资产损失;二是2030年前将累计减少清洁能源装机约3亿千瓦,挤压2万亿元清洁能源投资;三是到2050年将累计增加碳排放150亿吨,相当于2018年我国全部碳排放的1.6倍。因此,有不少专家呼吁,面对煤电产能已经严重过剩和未来碳约束越来越严格的大趋势下,“十四五”期间不要再新建煤电项目,新增能源需求尽量通过可再生能源发电来满足,但是煤电新增装机速度从“十三五”后期的每年两三千万千瓦一下子断崖式刹车降到零,也不现实。有数据显示,即便是疫情期间的上半年,又新核准了5000万千瓦左右的煤电项目,核准待建的煤电机组装机已达1亿千瓦左右,预计还有1亿千瓦左右的机组纳入规划,如果这些已批准或者规划中的项目在“十四五”期间都上马,煤电总装机将超过12亿直奔13亿千瓦。毫无疑问,这样的结果将是很难承受的,煤电项目的投资者需慎之又慎,如果说过去十多年煤电022ENERGY2020.11“跑马圈地”的主体是五大电力为主的央企集团,那么此轮煤电项目投资主体已经转变为地方能源集团为主的国资企业,为什么五大集团在这轮“逆势上扬”的煤电新投资氛围中更加理性?第一,央企为主的电力集团越来越意识到低碳发展的重要性,充分认识到“大干快干”上煤电的时代已经不复返了,尤其是中国2060碳中和目标宣布后,不少电力集团的高层已经在不同场合严肃地讨论这一目标对行业和企业发展将带来深远的影响。第二,不少电力央企已经体会到了过去煤电项目上得太多,产能过剩带来的负面影响。近两年来,五大电力集团所属煤电厂亏损比例超过50%,甚至出现负债率过高的一些煤电厂长期资不抵债而破产清算的,这在过去十多年里哪怕是煤电行业也曾一度大面积亏损的情况下也很少出现。第三,在役煤电机组主要都集中在2000年以后陆续投运,整体服役时间还不长;而已退役煤电机组平均寿命也普遍低于30年左右的设计寿命,远远低于美国、德国、日本等发达国家煤电机组的平均服役时间(一般都在40年左右)。如果未来一段时间内都没有对煤电机组总体利好的周期,那么今后再新建的煤电机组在服役年限内能否收回投资就会面临很大的不确定性。近日,山西省能源局在下发的《电力供需平衡预案管理办法》中已经明确提出新投产的煤电机组“原则上不再安排优先发电量”,产煤大省的这一政策已经传递出比较清晰的信号,相信后面陆续会有其他省份出台类似的政策。因此,目前规划中甚至已经核准的煤电项目,在开工建设前仍需“三思而后行”,全面综合评估后再做决定,避免到时候后悔不已。因此,即便在“十四五”期间还无法做到不上新建煤电项目,但是2060年碳中和目标的宣布,已经表明煤电装机快速增长的时代的确是“一去不复返”了,煤电在电力总装机的比重目前已经接近50%(2019年52%)的情况下,未来40年每年平均下降至少在1个百分点,才能确保在2060年把煤电装机比重控制在10%以下(而且这部分保留的煤电装机必须通过灵活性改造具备调节能力),煤电退出后的空间逐步让位给可再生能源发电,使得2060年可再生能源发电装机比重至少达到80%以上,才可能实现电力的真正低碳化甚至零碳化,确保2060年碳中和目标的实现。智能电网压力山大众所周知,风能、太阳能等新能源易受气候影响,其出力具有随机性和波动性,而电网中的发电和负荷要时刻保持电力平衡,随着煤电装机在电力总装机比重的下降和可再生能源发电比例的提高,对电网的这种平衡能力长期安全稳定运行提出了更大的挑战。图2中国煤电和可再生能源占电力总装机比重变化趋势示意图0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%2010201120122013201420152016201720182019202020252030203520402045205020552060煤电和可再生能源占总装机比重变化趋势示意图(2010-2060)煤电装机比重可再生能源装机比重封面文章COVERSTORYinengyuan.com023为了应对这种挑战,电网需要加大先进信息通信技术、控制技术和人工智能技术的研发和大规模部署应用,有效支撑可再生能源大规模开发利用,提升电网长期稳定安全运行及智能化水平。此外,大规模储能技术的研发和广泛应用才是改善可再生能源发电间歇性和波动性最根本的保障,能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平,是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术,需要引起足够重视并加大部署的力度。前景难测的CCUS2060碳中和目标的提出,对以CCS(碳捕捉与封存)或者CCUS为代表的减排技术发展利好,尤其是对电力行业来讲,如果还要保留一定比例的煤电或者气电等化石能源装机,以及发展生物质能源发电等,就必须要考虑对这部分装机发电产生的二氧化碳进行捕捉、封存或者利用,不然无法仅仅通过森林碳汇来抵消数以亿吨甚至十亿吨的排放量。但是CCUS无论是从技术上、成本上以及商业模式上,都还面临很大的挑战,具体如下:第一,CCUS技术发展阶段离大规模商用仍有较大距离:从捕集、封存到利用的各个环节所需的技术大部分都还处在基础研究环节,其中只有一小部分技术进入了中试或者示范环节,即便示范环节的项目,处理的二氧化碳量也非常有限,据不完全统计,目前国内十余个CCUS示范项目,加起来每年处理的二氧化碳不到100万吨,部分项目甚至示范后不久就面临技术和商用价值缺乏等原因而停运或者处于间歇式运营。第二,CCUS成本上居高不下。在CCUS捕集、输送、利用与封存环节中,捕集是能耗和成本最高的环节,以百万装机的超超临界电厂为例,捕集增加的耗能可能直接把一个电厂的效率从超超临界降低到亚临界,更别提后面的输送、利用和封存环节能耗以外的大量成本了。国内部分示范项目二氧化碳的处理成本大都在每吨300元~500元人民币之间,部分富氧燃烧的示范项目成本甚至更高达到八九百左右。成本的居高不下,而且短时间因为技术的不成熟没法通过大规模商用快速下降成本,让投资者望而却步,所以目前的示范项目大都是科技项目,需要来自不同渠道科研经费的支持。未来40年内CCUS的成本下降曲线至少从目前看来,还很难清晰地描绘出来,即便全国碳市场建立起来,可以通过市场的手段支持CCUS项目,可预期的碳价水平也难以支撑CCUS居高不下的投资成本。第三,CCUS生态安全风险防范压力山大。把二氧化碳封存在地下,理论上是可行的,但是地质条件是比较复杂的,虽然之前已经通过各种研究得出陆上地质利用与封存技术的理论总容量为万亿吨以上的结论,但是这只是一个理论的总容量,具体的选址和封存技术,是否满足要求,还需要结合项目开展大量的论证,毕竟地质情况是非常复杂的,二氧化碳注入后监测、废弃井泄漏防控与防腐技术尚不成熟,注入过程带入的大量盐水如果和二氧化碳一起发生大规模泄漏对环境造成生态危机如何处理?大量的二氧化碳以流体形式注入深层岩石当中如果诱发地震,如何能做到提前预警、监测和防范?这方面因为技术的不成熟,生态安全风险防范还有大量的难关需要攻克。因此,CCUS要在40年内实现技术从研究示范到大规模商用部署,成本从居高不下到经济可行,安全风险从存在不确定性到可防可控,尽管理论上是只要下足够大的决心就能够做到,但是在实践上要克服这些挑战仍然面临许多比较艰巨的任务。发电集团该怎么做?综上所述,2060年中国碳中和目标的宣布及后续陆续出台的相关政策,对电力行业的发展既024ENERGY2020.11带来了机遇,使其也面临挑战!电力企业尤其是大中型集团企业,需要研判2060年碳中和目标对自身发展带来哪些影响,认真研究如何应对的思路和策略。笔者从如下几个方面略做梳理提出相关的建议,权当给各方抛砖引玉。一、认清形势,认准方向,认同目标从上个世纪七十年代末科学家们在第一次世界世界气候大会提出关于气候问题的宣言到现在差不多正好40年,气候问题从科学层面逐步上升进入国际政治议程,联合国1992年通过《联合国气候变化框架公约》,1997年通过《京都议定书》,2015年通过《巴黎协定》,这些里程碑式国际公约及法律的制定,标志着应对气候变化从概念提出到付诸实践,低碳发展的理念从曾被质疑到普遍接受。从2015年《巴黎协定》通过到2020年的五年间,虽然经历了个别大国退出带来的挑战,但是低碳发展的共识却不断加强,主要成员国都陆续提出了未来30年左右实现“碳中和”的目标,中国也在此背景下敢于担当主动作为,提出了2060年碳中和的“雄心”目标!简短回顾过去40年国际社会应对气候变化的进程是为了“温故而知新”。从2020年到2060年的下一个40年里,电力行业作为未来低碳转型和“碳中和”社会建设的中坚力量,必须认清低碳发展已成国际国内发展主流的大形势,认准十九大报告提出能源体系“清洁低碳”的大方向,真正认同国家提出2060年碳中和的新目标!唯有如此,才能从战略高度上引起重视,结合最新的目标调整自身下一步发展的规划,实现从高碳到低碳,再到近零碳,甚至零碳的跨越式发展,为国家2060年碳中和目标的实现做出应有的贡献!二、开展对标,明确指标,逐步达标全世界已有数百家知名企业集团提出了各自的碳中和目标年份,涉及互联网、工业制造、金融、零售、能源和服务业等各个行业,如苹果(2030)、亚马逊(2040)、西门子(2030)、施耐德电气(2040)、奔驰(2039)、大众(2050)、力拓(2050)、通用电气(2030)、埃森哲(2025)、宜家(2030)、淡水河谷(2050)、普华永道(2030)等。其中也不乏多家能源行业的五百强企业,也包括油气行业的道达尔(2050)、英国石油公司(2050)、壳牌(2050)、西班牙国家石油公司(2050),电力行业的杜克能源(2050)、莱茵集团(2040)、意昂(2050)等。已经提出碳中和目标年份的企业大致有如下几个方面的特点:1.总体上满足于所在国家发展战略的需要,比如欧盟境内不少的大企业纷纷制定碳中和目标,积极响应欧盟绿色新政提出2050碳中和目标的战略;但制定碳中和目标的美国大企业也不少,表明了美国企业界的不少企业还是比较认同未来碳中和社会发展的大趋势,跟美国本届联邦政府保守的气候政策迥然不同;2.互联网、零售等现代服务业,以及金融行业甚至制造业等,由于其排放体量不大,碳中和目标年份普遍早于国家的碳中和目标年份;3.包括电力、油气行业在内的能源行业企业,碳排放比较密集,体量也较大,减排压力不小,其承诺的碳中和目标年份也相对较晚,但一般都没晚于2050年,有些甚至略早于所在国家的碳中和目标年份。因此,对标国际上大企业,尤其是能源和电力行业大企业碳中和目标年份设定的做法,中国电力行业的典型企业,也应该明确提出碳中和目标的年份,具体的年份可以结合自身的特点、资源禀赋情况以及所在行业中的地位等综合研究后予以明确,但是最晚时间建议不晚于我们国家承诺实现碳中和目标的2060年,为其他非二氧化碳温室气体排放比较集中和难以治理的行业留出一定的空间。除此之外,还要认真研究这些国际同行碳中和目标设定背后的内涵,不少企业的碳中和目标并非届时一吨碳排放都不排,而是结合自身的特点,甚至在碳中封面文章COVERSTORYinengyuan.com025和目标完成的不同阶段,其体现方式各有侧重和不同。比如莱茵集团,其碳中和目标完成路线图提出在2012年将近2亿吨碳排放总量的基础上,目前降低了50%左右,到2030年降低75%,然后到2040年基本达到二氧化碳的净零排放,这个目标实现的路径就是煤电机组的逐步退役,从2012年集团发电量中煤电的比重从超过60%逐步下降到2038年的0%,而单位供电碳排放从目前的550克/千瓦时左右,以每年下降25克左右的速度下降,到2030年降到300克以下,2040年降到0克,这个目标及路线图也基本契合德国2038年前煤电机组全部退出的总体安排。而意昂集团的碳中和目标分为三个层次和三个阶段:2030年,首先实现自身运营所需的建筑部分的碳中和;2040年实现直接排放(范围一)和间接排放(范围二)部分的碳中和;2050年最终实现包括上下游产品(范围三)在内全口径范围的碳中和。国内电力行业的发电集团,建议重点围绕单位供电碳排放这一核心指标制定自己的碳中和目标及其路线图,经过综合研判后如果2060年很难做到单位供电零排放,则至少做到如前所述目前部分发达国家已经达到的近零排放,即单位供电碳排放在100克以内。实现这一目标的核心路径就是两个方向,简单概括为“一增一减”:增加的是可再生能源发电为主的非化石能源比重,相应减少的是煤电的比重。如本文前半部分所述,可再生能源发电进入倍数增长阶段,是大势所趋;而煤电比重的持续减少,需要战略定力,从“十四五”开始,建议“严控增量,主动减量,优化存量”,具体策略建议如下:1.严控增量:不是说未来一个煤电项目都不新建,煤电增长的断崖式下跌或者急刹车并不现实,但是需要严格控制。从“十四五”期间新建的任何一个煤电项目,按照如前所述如果达到发达国家煤电服役40年左右的年限,也将在2060年之后才会退役,即便按照设计寿命30年估算,新建的煤电项目也将服役至2050年之后了。2.主动减量:目前在服役中的煤电机组,主要都是在2000年以后新上的,按照设计寿命30年计算,2040年左右将迎来现役煤电机组的退役高峰。建议根据现役机组的投运时间,三大主机及辅助系统设备设计、运营及主要承压部件周期性寿命检测和鉴定的具体情况,倒排现役机组退役的时间表,对部分运行不好或者能耗、环保参数不合格的落后机组即使未到设计寿命,且改造难度较大或改造成本太高,建议可以考虑主动关停提前退役,实现现役煤电机组的主动减量;而考虑到部分煤电项目因为运营管理比较好、机组性能不错经检测或鉴定合格后也可以超期服役。3.优化存量:如本文前半部分所述,未来高比例可再生能源发电主导的电网对煤电机组提出了灵活性改造的需求,建议电力企业根据各下属电厂所在区域可再生能源资源禀赋特点、热力需求(尤其是北方地区)等情况,对存量机组开展综合升级改造,除了承担原有的基荷供电功能外,具备为高比例可再生能源发电的电网提供灵活调峰的功能,尤其是在风光资源比较丰富的“三北”地区,积极承担电网调频、调压、调峰的辅助服务等,增加煤电机组的运行小时数从而增加发电量和收益。“一增一减”两个方向同时发力,就会带来单位供电碳排放指标的快速下降。对标找准差距,明确指标落实抓手,下一步就是要制定实现目标的路径,建议按照“三步走”规划达标的路径,具体如下一节详细阐述。“三步走”策略建议电力行业企业在确立碳中和目标后,需要抓紧研究和制定路线图,建议分成近期、中期、远期“三步走”的路径,各个阶段划分及其中心任务如下:026ENERGY2020.111.近期达峰(2021至2030年前):国家2060年碳中和目标提出的同时,还明确了2030年前要实现碳排放达峰,“2030”和“2060”两个目标是互为促进的关系。近日主管部门已经开始研究跨越“十四五”、“十五五”的碳排放达峰行动计划,接下来肯定会传导压力、分解任务,对各地方和重点行业提出达峰目标、路线图和行动方案的具体要求,并放出风声可能会将达峰行动有关工作纳入中央生态环境保护督察,考核评估可能会超过“十二五”、“十三五”期间力度。电力行业必然也是达峰的重点行业,电力行业重点企业需要结合正在编制“十四五”规划的契机,结合国家提出2060年碳中和目标、2030年碳达峰目标的新形势以及五中全会最新的会议精神,专题研究对企业中长期和“十四五”发展的影响,及时调整思路,制定自身的碳达峰行动计划,有条件的企业争取能在2025年左右甚至更早完成达峰,争取相对长一点的稳定期后能进入中期下降的阶段。2.中期下降(2030至2035年左右):10月29日,刚刚结束的党的五中全会提出了2035年的社会主义现代化愿景目标,其中明确提到“碳排放达峰后稳中有降”。因此,电力行业碳排放在2030年实现达峰目标的基础上稳定一段时间后,在2035年左右要开始进入下降阶段,下降的速度还不能太慢,否则无法实现在2060年之前碳中和的目标。2035年左右电力企业的碳排放要实现下降,主要依赖煤电机组的陆续退役,也即如前提到的2000年以后集中新建的煤电机组陆续达到退役的年限,开始分批退役,预计将在2045年左右达到退役高峰,也即“十一五”、“十二五”和“十三五”期间累计建成的超过4亿千瓦的煤电机组,都将在2045年前后的5年时间段内陆续退役,以保证2050年左右单位供电接近甚至达到近零碳排放的水平,为最后十年国家完成从近零碳排放到碳中和目标的冲刺打下坚实的基础!中期阶段的20年左右对电力行业各企业来讲,是挑战最大的阶段,需要付出艰苦的努力才可能实现从碳排放达峰到碳中和的目标。3.远期中和(2050左右至2060年):电力行业企业结合自身情况制定的碳中和目标,建议最好不要晚于2060年实现,鼓励低碳发展基础较好、清洁能源比重目前已经较高的企业能在国家碳中和目标实现之前的2050年左右,也即国家整体达到近零碳排放时就能率先实现碳中和的目标。近期达峰、中期下降、远期中和的三步走的碳中和路线图,也不是一成不变的,电力行业企业可以结合自身的特点,制定更具特色的碳中和目标实现路径,比如可以首先在近期或者中期宣布实现“小中和”(如自身运营部分排放的碳中和),鼓励员工和客户开展碳普惠相关活动实践各种形式的碳中和活动,彰显企业社会责任,经过长期的努力到远期再实现“大中和”(单位供电近零或者零碳排放)。如果最后实在做不到零碳排放或者近零碳排放,还可以通过购买森林碳汇、绿色电力或证书、自愿减排量以及碳捕集利用和封存等方式,消除或者抵消掉一部分碳排放量实现碳中和的目标。2060年碳中和目标的明确,对电力行业带来新发展机遇的同时,也带来严峻的挑战。党的五中全会提出了2035年“碳排放达峰后稳中有降”的愿景,相当于提出了2060年碳中和目标的中期目标,相信电力行业企业认真研判形势,开展专题研究后一定能提出符合自身特点的碳中和目标及路线图,在未来40年的时间里分步实现这一目标。而对于传统能源行业的广大从业者来说,大可不必过于担心,包括煤电行业及其上下游(设备制造商、科研机构和院校相关专业等)在内的数百万从业者,自然会分代际、分批次地逐步转向以可再生能源为主的新主力能源阵地,按照国内相关研究估计,可再生能源产业单位产能就业人数是传统能源产业1.5~3.0倍,这种能源转型将带来更多就业机会,未来也会创造更多的经济增长点。封面文章COVERSTORY

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