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【中国电力报】实现电能供给的脱碳、零碳、负碳化

来源:《中国电力报》 作者:李亚冬 发布时间:2021-04-27

电力行业是温室气体的主要排放源,是减排的关键领域,在全面实现碳达峰、碳中和目标的道路上发挥着至关重要的作用。同时,电能是清洁高效的能源载体,在全国各行业实现碳达峰、碳中和目标过程中必然成为优选、首选甚至唯一选择的能源利用方式。在今年全国两会上,消费侧的电能替代已经引起广泛关注,终端电气化更是成为实现碳达峰、碳中和的热点话题以及实现路径。2018 年我国终端电气化率只有25.5%,上升空间巨大。能源消费侧终端电气化产业升级带来的大规模、大范围的电能替代必将会引发巨大的挤出效应,将全社会的温室气体减排压力传递到能源供给侧,直至最终传导到供给侧。供给侧碳达峰的时间点不仅取决于消费侧电能的替代速度,也取决于电力供给侧自身应对持续增长的电力需求而作出发电方式结构调整的速度。电力供给侧的碳中和更是取决于存量机组和增量机组的脱碳、零碳以及负碳的进度,以及其他行业的负碳(如碳汇)带来的全国结构性碳排放对冲程度。对于电力供给侧来说,实现碳达峰和碳中和的关键在于进行深度减排,实现电能供给的脱碳、零碳和负碳化,近期尽快达峰、中期快速下降、远期实现负碳。

2030 年是我国实现碳达峰的最后时间节点,这标志着最迟于2030 年,发电企业集团开始进入电能供给的脱碳、零碳以及负碳时代,主要表现在:一是燃烧化石能源机组有序退出,电能供给逐渐脱碳;二是可再生清洁能源等容量替代,电能供给实现零碳;三是二氧化碳处理技术的推广普及,电能供给实现负碳。中国的能源安全要求以及自然资源禀赋决定着这三种电能供给业态将长期同时存在,电力供给侧要在这三种业态上做文章、下功夫:加速燃煤机组的产业升级,实现电厂数字智能化,科学合理布局煤电,确保发挥煤电兜底保供和应急备用调峰作用;注重与化石能源发电的高效互补,实现“风光水火储一体化”和“源网荷储一体化”,加快发展氢能利用,积极发展“电热冷汽储”和“光伏+”及综合能源服务等新业态;积极探索煤电掺烧生物质耦合CCS 实现供给侧电能供给的大规模负排放。

一是对能源消费电能替代作出科学预判。能源消费侧终端电气化面向国民经济主战场,其发展方式受不同工业门类产业升级以及自主可控能源结构调整而变化。电力供给侧要对能源消费侧发展路线图和时间表作出科学预判,合理应对,制定出电力供给侧的路线图和时间表。政策研究部门要密切关注其他产业碳达峰、碳中和的实现路径、方式和时间表,充分结合“十四五”发展规划,预测全社会用电需求的增长率、增长量以及发展时序。特别要重点关注短期内具备条件实现用能方式转型、实现深度电气化的行业,例如轻重工业、基础农业、交通运输、建筑采暖等终端部门,这些行业的电能替代发展情况将决定电力需求的增长速率,进而决定发电供给侧的电力供给。

二是加快结构调整,推进电力生产低碳化。电力行业是我国温室气体排放的主要来源,2019 年电力行业碳排放占全社会排放总量的43%,煤电排放占比较大。电力供给侧要把重点放在优化发电装机结构,降低煤电机组比例,促进生产方式的深度低碳转型,加快非化石能源发展,大力提高风电、太阳能发电等新能源的装机容量和电力供给比例,大幅度提高清洁能源消费比重,推动非化石能源成为能源消费增量的主体,根本性地转变煤电为主导的电力供给方式。例如,实施非化石能源倍增式发展计划,推动新能源基地型规模化开发,因地制宜促进东中部分布式新能源开发;发展海上风电项目,一体化推进实施海上风电的“投资建设运维”;推动西南地区水电开发;重点推进沿海核电建设等。

三是加快数字化转型,促进发电产业升级。加强电力供给侧规划发展顶层设计,利用“大云物移智链”等现代技术手段,推进发电单元生产流程信息化、控制逻辑数字化、管理过程智能化,运用工业互联网技术,根据用电需求动态调整电力生产计划,实现安全、可靠、智能化的电力供给。目前基层电厂的信息化、数字化、智能化发展尚处在初级阶段,发电企业集团应结合自身的实际情况,科学地选取示范电厂,促进产学研深度结合,加快推进数字智慧电厂的国际标准制定,按照新标准改造存量机组,按照高标准新建增量机组,促进发电产业升级,从本质上解决低碳道路上的技术障碍,从源头上避免出现低水平建设、高成本升级的尴尬局面。

四是发展绿色技术,从源头实现低碳发电。加强电力供给侧低碳能源技术的自主创新力度,推动关键核心技术攻关,强化技术集成创新,从供给和需求两侧入手,实现电力的低碳绿色供给。在需求侧,应主动进入储能、氢能业务,加快发展“风光水火储一体化”和“源网荷储一体化”项目,积极发展“电热冷汽储”“光伏+”及综合能源服务等新业态。在供给侧,应聚焦电力供给侧“卡脖子”问题和前沿技术,牵头国内大型能源装备制造业以及一流大学院所,组建创新联合体,发挥联合攻关作用,突破一批关键核心技术瓶颈,实现主要领域关键核心技术自主可控,并依托电力示范项目,推进大容量高参数清洁高效煤电机组、高水头大功率冲击式水电机组以及重型燃气轮机等国内领先、国际一流技术的研发应用。

五是以碳交易等金融方式平抑低碳之路。电力行业是主要的温室气体排放源,而且电力行业具备完善的计量体系,这就决定了电力行业必然是我国碳交易市场试点的最好突破口,也必然成为碳交易市场的先头部队和主要参与者。电力供给侧要积极参与、影响以及引领全国统一碳交易市场建设和运营,充分利用规模优势,统一协调管理发电企业集团内部碳排放权的获取和开发、一级市场的竞争交易以及二级市场平价转让,同时积极参与碳金融,充分利用金融工具平抑极为坎坷的低碳之路。

总之,我国实现碳中和将是一个长期而艰难的过程,需认真梳理长远目标与近期发展的内在强关联,特别要充分考虑、合理应对供给侧可能受到全社会产业用能结构调整带来的冲击和压力。习近平总书记提出的“四个革命、一个合作”能源安全新战略,已经为我国的能源发展指明了方向,开辟了中国特色能源发展新道路。只要我们贯彻新发展理念、融入新发展格局,及早谋划电力供给侧的低碳发展路径,牢固树立能源转型、绿色发展的理念,加快产业发展,加大技术创新,多措并举,科学谋划,推动电力供给从高碳向低碳、从以化石能源为主向以清洁能源为主的转变,必将走出一条曲折但光明的道路,如期实现碳达峰和碳中和的目标任务。


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