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作者：張毅

  據(jù)統(tǒng)計(jì)，能源相關(guān)CO2排放占總排放量的70%左右，是碳排放的主要來源。該目標(biāo)的提出對(duì)能源低碳發(fā)展提出了硬性約束。結(jié)合相關(guān)研究分析，本文對(duì)該目標(biāo)的內(nèi)在要求以及對(duì)能源電力發(fā)展的影響進(jìn)行了量化分析．并提出了建議。

1  碳排放2030年達(dá)到峰值的內(nèi)在要求

  未來一段時(shí)期仍是中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要階段．需要在發(fā)展中進(jìn)一步應(yīng)對(duì)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、人口增長和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整等問題。碳排放峰值出現(xiàn)的時(shí)間和峰值水平，主要取決于發(fā)展模式的選擇。

  中國總體上還存在20%的工業(yè)化、20%的城鎮(zhèn)化、20%的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、20年的區(qū)域發(fā)展差距要面對(duì)。如果中國在2020年基本完成工業(yè)化，2015-2030年工業(yè)部門碳排放增量將超過12億t，含工藝排放在內(nèi)的工業(yè)碳排放峰值至少要達(dá)到67億t。而要達(dá)到2030年城鎮(zhèn)化率68010～72010的預(yù)計(jì)水平，新增建筑和機(jī)動(dòng)車帶來的碳排放每年將增加約2億t。按照傳統(tǒng)發(fā)展路徑，中國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化推動(dòng)碳排放峰值在2030年將達(dá)到至少124億t。

  社科院和國家氣象局聯(lián)合發(fā)布的《氣候變化綠皮書》同樣認(rèn)為，中國工業(yè)化和城市化進(jìn)程都還需要20年左右的時(shí)間才能基本完成，碳排放峰值將出現(xiàn)在2025-2040年。其中，工業(yè)部門總排放將在2025-2030年達(dá)到峰值，達(dá)峰后將維持這一排放水平，到2040年前后才可能實(shí)現(xiàn)排放量逐步下降。城鎮(zhèn)化率將在2030年左右達(dá)到70%水平．這一時(shí)期也是中國人均碳排放峰值可能出現(xiàn)的時(shí)間。按照中國承諾的強(qiáng)度減排目標(biāo)上限計(jì)算，中國的排放峰值將出現(xiàn)在2025年，排放總量將達(dá)到106億t。

  中國CO2峰值需要以煤炭消費(fèi)實(shí)現(xiàn)峰值為基礎(chǔ)。在目前的霧霾治理強(qiáng)度下，中國煤炭消費(fèi)峰值將在2023年出現(xiàn)，達(dá)到45億t：對(duì)應(yīng)的CO2排放在2028年達(dá)到峰值130億t。而

通過更嚴(yán)格的霧霾治理措施，煤炭消費(fèi)和CO2峰值時(shí)間可能分別提前到2020年和2024年，峰值分別為42億t和117億t。

  國網(wǎng)能源研究院的研究分析表明．考慮工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、大氣污染治理以及東中西部協(xié)調(diào)發(fā)展，中國將以更低的能源消費(fèi)總量和更加清潔的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)支持經(jīng)濟(jì)增長。2030年，一次能源消費(fèi)總量將控制在51～59億t標(biāo)準(zhǔn)煤：其中，煤炭占比45%～48%，在2020年前后達(dá)到峰值時(shí),煤炭消費(fèi)峰值不超過41億t標(biāo)準(zhǔn)煤；非化石能源占比23%～25%。2030年碳排放達(dá)到峰值時(shí)，排放總量在100～110億t：在低碳排放情景下，排放峰值可提前至2025年左右實(shí)現(xiàn)，峰值水平控制在100億t左右。

  綜合以上研究分析，按照2℃溫升要求測算，中國碳排放峰值應(yīng)控制在110億t以內(nèi)。以此目標(biāo)實(shí)行倒逼，2030年能源消費(fèi)總量應(yīng)控制在55~60億t標(biāo)準(zhǔn)煤，煤炭占比降低至500/0左右，非化石能源和天然氣占比分別增加至200/0和10%左右．則能源活動(dòng)碳排放可以控制到100～110億t。在此過程中，實(shí)現(xiàn)碳排放盡早達(dá)到峰值并盡量降低峰值量，關(guān)鍵是：(1)實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)總量的控制。根據(jù)測算．2030年能源消費(fèi)總量應(yīng)盡可能控制在55億t標(biāo)準(zhǔn)煤左右。(2)清潔電力的發(fā)展。和煤炭、石油等高碳能源相比，電力具備日益突出的碳優(yōu)勢，一方面是相對(duì)于煤炭、石油的某些利用方式，發(fā)電利用效率較高，如燃煤發(fā)電效率比散燒煤要高，電力可以更有效地滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的用能需求：另一方面，提高發(fā)電量結(jié)構(gòu)中核能和可再生能源等零碳能源的占比，可以大幅降低電力的碳排放強(qiáng)度，而化石能源的碳排放強(qiáng)度則是同化不可降低的。要最大限度地減少碳排放，電力裝機(jī)和發(fā)電量中清潔電力的比重應(yīng)盡可能提高。

2實(shí)現(xiàn)碳排放峰值目標(biāo)的電力發(fā)展方案分析

  根據(jù)前述分析，對(duì)應(yīng)2030年碳排放達(dá)到峰值．非化石能源占一次能源消費(fèi)比重應(yīng)達(dá)到20%。按此測算．非化石能源消費(fèi)總量約11億t標(biāo)準(zhǔn)煤．折合發(fā)電量3.6萬億kW．h。根據(jù)相關(guān)研究分析．2030年前煤電開發(fā)應(yīng)達(dá)到峰值，上限規(guī)模12億kW．2030年水電、核電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電的開發(fā)規(guī)模分別為4.0—4.8億kW、1.0～1.5億kW、3.0～5.0億kW和3.0～4.0億kW。本文以上述非化石能源發(fā)電量及裝機(jī)范圍為約束，根據(jù)電源優(yōu)化規(guī)劃及生產(chǎn)模擬分析，提出2030年電力發(fā)展基準(zhǔn)方案如下。

2.1  電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)變化分析

  從發(fā)電裝機(jī)結(jié)構(gòu)變化看．2015-2030年期間．煤電裝機(jī)比重由2014年的62.7%下降至2030年的40.1%．降低約23個(gè)百分點(diǎn)；非化石能源裝機(jī)比重由2014年的31.6%上升至2030年的49.5%．提高約18個(gè)百分點(diǎn)；到2030年非化石能源發(fā)電裝機(jī)占電力總裝機(jī)的近50.00/0；新增電力裝機(jī)中．非化石能源發(fā)電新增裝機(jī)約占2/3，整體呈現(xiàn)由增量帶動(dòng)存量結(jié)構(gòu)改善的特點(diǎn)，如表1所示。

  從發(fā)電量結(jié)構(gòu)變化看，煤電發(fā)電量比重從2014年的72.40/0下降至2030年的54.3 010．降低超過18個(gè)百分點(diǎn)：非化石能源發(fā)電量比重由2014年的25.3%上升至2030年的39.2%，提高了14個(gè)百分點(diǎn)。新增發(fā)電量中非化石能源新增量約占57.0%．占比超過一半，如圖1所示。

2.2  各類非化石能源貢獻(xiàn)率分析

  根據(jù)表1的發(fā)電裝機(jī)結(jié)構(gòu)分析，2015-2030年期間，常規(guī)水電新增裝機(jī)1.5億kW,年均新增近千萬千瓦。2030年非化石能源發(fā)電量構(gòu)成中．水電占比近40.0%．是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的主力電源：核電按照優(yōu)化結(jié)果，新增裝機(jī)1.1億kW,年均新增近700萬kW．其新增發(fā)電量約占非化石能源新增電量的32.0%．在增量中占據(jù)最主要地位．對(duì)于曰標(biāo)實(shí)現(xiàn)將起到重要作用。風(fēng)電的貢獻(xiàn)率提高到21.0%．生物質(zhì)能和太陽能發(fā)電的貢獻(xiàn)較小，約16.0%。如圖2所示。

2.3非化石能源消納方案分析

  根據(jù)基準(zhǔn)方案，2015-2030年水電增量規(guī)模1.5億kW．90.00/0以上布局在西南川、滇、藏3省。大部分需要送至東中部地區(qū)消納，特別是西藏水電。平衡分析表明，2030年水電跨省區(qū)輸送總需求在1.8億kW。2030年風(fēng)電開發(fā)規(guī)模4.3億kW．要實(shí)現(xiàn)高效消納，減少棄風(fēng)，有1.8億kW需要外送消納。太陽能發(fā)電裝機(jī)4.0億kW,其中一半以上是西部地區(qū)的大型光伏電站．約1.5億kW的光伏電力需要送出消納…總的來看，通過電網(wǎng)外送消納的可再生能源裝機(jī)總規(guī)模約5.1億kW,占開發(fā)總規(guī)模的40.0%。目前，中國跨省跨區(qū)輸送的可冉生能源裝機(jī)總規(guī)模約7 000萬kW,主要是水電。要實(shí)現(xiàn)2030年曰標(biāo)，電網(wǎng)傳輸?shù)目稍偕�能源裝機(jī)規(guī)模需要擴(kuò)大6倍以上。應(yīng)做好電源電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃，加快西部北部大型能源基地外送通道核準(zhǔn)建設(shè)，確保清潔電力送得出、落得下，減少棄水棄風(fēng)棄光，避免資源和資金的巨大浪費(fèi)。

  實(shí)現(xiàn)非化石能源高效利用的另一舉措是提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。一是加快抽水蓄能等靈活調(diào)節(jié)電源建設(shè)：二是進(jìn)一步提升電網(wǎng)靈活性。由于核電一般不參與系統(tǒng)調(diào)峰，風(fēng)電在多數(shù)情況下具有反調(diào)峰特性，非化石能源大規(guī)模開發(fā)將大幅增加系統(tǒng)的調(diào)峰壓力。根據(jù)規(guī)劃及生產(chǎn)模擬分析．2015-2030年，中國抽水蓄能、燃?xì)怆娬镜入娫葱略鋈萘糠謩e在8 000萬kW、1.4億kW左右，其中約80%布局在中東部和南方地區(qū)。應(yīng)從規(guī)劃落實(shí)、政策支持等方面加大力度，確保能夠按期投產(chǎn)；另一方面，應(yīng)加強(qiáng)智能配電網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)行管理，建立激勵(lì)電網(wǎng)用戶雙向互動(dòng)、靈活調(diào)節(jié)的價(jià)格機(jī)制，加大先進(jìn)技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)示范等工作，推動(dòng)電網(wǎng)各環(huán)節(jié)智能化水平的提高．提升電網(wǎng)接納隨機(jī)性電源的能力。

2.4敏感性分析及對(duì)策

  目前來看，水電主要流域規(guī)劃已編制完成．大型水電基地在建、擬建規(guī)模大．2030年達(dá)到4.3億kW開發(fā)規(guī)模較有把握。風(fēng)電、光伏發(fā)電建設(shè)周期短，達(dá)到預(yù)期裝機(jī)規(guī)模基本可控。考慮核安全及內(nèi)陸核電爭議等因素，2030年核電裝機(jī)達(dá)到1.3億kW有一定的不確定性。如2030年核電投產(chǎn)規(guī)模減少3 000萬kW，僅達(dá)到1億kW,相應(yīng)非化石能源發(fā)電量減少約2 200億kW．h。替代該電量，需要增加水電投產(chǎn)規(guī)模超過6 000萬kW,2030年水電裝機(jī)總規(guī)模需要達(dá)到近5億kW。由于2020-2030年期間待開發(fā)的水電主要在怒江、雅江等流域，開發(fā)難度大、建設(shè)周期長，規(guī)模短期難以大幅增加。如果以風(fēng)電、太陽能發(fā)電替代減少的核電電量，需要增大風(fēng)電規(guī)模約1.2億kW，或是太陽能發(fā)電1.8億kW。實(shí)現(xiàn)難度主要在于高比例可再生能源并網(wǎng)、傳輸、消納給系統(tǒng)帶來的穩(wěn)定控制風(fēng)險(xiǎn)。可行的策略是通過制訂積極的政策激勵(lì)措施，并加大技術(shù)攻關(guān)力度．實(shí)現(xiàn)分布式能源、新型儲(chǔ)能等終端用能變革的突破．激活戶用光伏、交通用能等新能源發(fā)電市場．在可再生能源利用規(guī)模顯著擴(kuò)大的同時(shí)大幅降低終端能耗，2個(gè)方面著力確保完成2030年非化石能源占比目標(biāo)。

3結(jié)語

未來，隨著巾圍發(fā)電裝機(jī)及電量中清潔電力比重的不斷提升，電力相比其他能源將具備更加突出的“碳優(yōu)勢”，是中國實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰并降低峰值的關(guān)鍵。應(yīng)根據(jù)非化石能源開發(fā)及傳輸要求，超前開展并做好巾長期電力電網(wǎng)規(guī)劃，確保清潔電力在能源供應(yīng)中發(fā)揮作用。另一方面，推動(dòng)分布式能源的規(guī)模應(yīng)用，積極擴(kuò)大可再生能源利用范圍，努力實(shí)現(xiàn)終端用能方式低碳發(fā)展。

4摘  要：中國在《中美氣候變化聯(lián)合聲明》中承諾到2030年左右CO2排放達(dá)到峰值，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右。對(duì)該目標(biāo)的內(nèi)在要求以及對(duì)能源電力發(fā)展的影響進(jìn)行了分析。研究表明：實(shí)現(xiàn)碳排放盡早達(dá)峰并降低峰值，關(guān)鍵在于能源消費(fèi)總量的控制以及清潔電力的發(fā)展。支撐該目標(biāo)．2030年中國非化石能源裝機(jī)、發(fā)電量占比將分別達(dá)到50%和39%．通過電網(wǎng)跨區(qū)輸送消納的可再生能源占利用總量的40%。