頭號碳排大戶電力行業加速轉型

　　電力行業的難題在于：不是簡單用新能源替換舊能源就能實現轉型，必須兼顧電力的安全、清潔和廉價中國是全球第一大碳排放國和每年新增碳排放最多的國家，電力又是中國碳排放最大的環節。

 

　　中國電力企業聯合會2021年12月發布的《電力行業碳達峰碳中和發展路徑研究》顯示，2019年，中國二氧化碳排放總量約為102億噸，電力行業、交通行業、建筑和工業碳排放占比分別為41%、28%和31%，其中火力發電二氧化碳排放總量約42億噸。

 

　　毫無疑問，電力行業減碳，是中國實現“雙碳”目標最關鍵也是最艱巨的環節。發電環節的安全清潔轉型，則是電力行業面臨的最大課題。

 

　　中國有全球最大的電力裝機和電力消費，電力裝機和消費的增長支撐著中國作為全球第二大經濟體的經濟增長。中國的資源稟賦造就了以煤電為主的電力結構，這使中國電力行業面臨巨大的減碳挑戰。

 

　　但是，中國又有著全球領先的新能源產業鏈，中國的存量和新增新能源發電裝機都領跑全球。2023年，中國新增光伏裝機預計將達1.2億-1.4億千瓦，一年的增量就超過了美國的光伏裝機總容量(約1.1億千瓦)。

 

　　全球最高的煤電裝機和最高的新能源裝機都在中國，煤電裝機是存量，支撐著中國的電力安全和經濟發展，而不斷突破紀錄的新能源裝機，則是轉型的方向，并且轉型速度在不斷加快。

 

　　然而電力行業的特殊之處在于，轉型并不是簡單的用新能源替換舊能源就能實現。儲能技術還遠未成熟，電力系統是一個瞬時平衡的系統，新能源的波動性和難以預測性的特點，給電力系統帶來巨大的挑戰。更多的新能源可以發出更多的綠電，在電量上取代傳統能源，但并不意味著每時每刻都能保障電力的安全穩定供應，電力平衡面臨更大的挑戰，在市場環境下也會帶來更多價格波動。

 

　　過去兩年，中國和全球都出現了不同程度的電力、能源供應危機，在全球各國紛紛提出碳達峰碳中和時間表之際，能源安全卻成了更迫切的問題。兼顧電力的安全、清潔和廉價，并不是一個簡單的問題，需要統籌考慮。

 

　　01 新能源裝機狂飆

 

　　根據中電聯最新發布的數據，截至2023年6月，中國的電力裝機達到27.1億千瓦，同比增長10.8%。其中，非化石能源發電裝機容量13.9億千瓦，同比增長18.6%，占總裝機容量的51.5%，占比同比提高3.4個百分點。其中水電4.2億千瓦，同比增長4.5%?；痣?3.6億千瓦，同比增長3.8%。核電5676萬千瓦，同比增長2.2%。風電3.9億千瓦，同比增長13.7%。太陽能發電4.7億千瓦，同比增長39.8%。

 

　　以水電、風電、光伏、生物質等為代表的可再生能源裝機已經超過50%，其中光伏的增長尤為突出，2023年上半年，光伏裝機新增7842萬千瓦，大幅領先所有其他電力品種。

 

　　全球來看，中國的風電、光伏增量和存量都處于全球引領地位。以2022年為例，據國家能源局數據，當年中國新增風電裝機3763萬千瓦，新增光伏裝機8741萬千瓦。據國際可再生能源署(IRENA)的數據，當年全球新增風電、光伏裝機分別為7760萬千瓦和1.92億千瓦。中國新增的光伏、風電裝機分別占全球的48.5%和45.6%，全球將近一半的風電、光伏新增裝機都在中國，并且這一趨勢已經持續了數年。

 

　　另據國際可再生能源署的數據，截至2022年底，全球風電、光伏裝機分別達到8.99千瓦和10.53億千瓦。其中中國裝機分別為3.65億千瓦和3.93億千瓦，占全球風電、光伏裝機的41%和37%。全球的新能源裝機中，將近四成在中國。

 

　　電力央企是投資開發新能源的主力軍，各家投入程度不一。如國家電投是央企中較早發力新能源的央企，一舉擺脫了起初五大電力分家時體量較小的劣勢，新能源裝機已經位居全球第一，經營業績也逐漸反超。華能則是傳統發電企業的老大哥，在新能源發力較晚，但在2018年舒印彪掌舵之后加速轉型，奮起直追，今年上半年新能源裝機累計投產規模近千萬千瓦，總裝機突破6000萬千瓦。

 

　　在“雙碳”目標提出之后，電力央企都大幅加快了新能源開發節奏，并提出了頗為宏偉的中期目標。

 

　　“雙碳”目標之下，中國已經做出了到2030年風電、光伏裝機不低于12億千瓦的承諾，綜合當前行業的增長態勢和央企的規劃來看，這一承諾有望大幅提前實現，在2025年左右就可能達成。

 

　　02 兼顧安全轉型

 

　　新能源的快速增長，無疑是支撐中國實現“雙碳”目標的重要基礎。但另一方面，它對電力系統安全帶來的挑戰也不容忽視。

 

　　由于新能源靠天吃飯，相比傳統能源，其利用小時數要低得多，據中電聯的數據，2022年，中國并網風電利用小時數2221小時，并網光伏利用小時數1337小時，遠低于煤電的4594小時、核電的7616小時。這意味著裝機增長不等同樣規模的電量增長。

 

　　靠天吃飯的另一個挑戰是，新能源出力的時段往往與電力負荷并不匹配。在2021年9月東北大范圍的拉閘限電事故中，東北三省風電裝機約3500萬千瓦，但事故發生時出力不到10%，加劇了煤電出力不足時的電力供應緊張局面，最終導致拉閘限電。

 

　　2022年，四川再次出現電荒，高溫天氣下來水不足，電力結構以水電為主的四川省出現了長時間了限電。

 

　　兩輪電荒過后，以煤電為主的傳統發電托底保供的角色再次引起重視，能源轉型不能以犧牲能源安全為代價。2022年下半年開始，中國各地的煤電審批開始復蘇，也因此面臨一些爭議。

 

　　中電聯在2021年12月提出，“十四五”期間，為保障電力供應安全，需要新增一定規模煤電項目;按照“控制增量、優化存量”的原則，發揮煤電托底保供作用，適度安排煤電新增規模。

 

　　由于新增的煤電更多承擔托底保供的作用，往往在新能源無法出力時保障系統安全，因此，新增的煤電裝機，并不一定帶來碳排放的大幅增加。

 

　　這一研究還警示，碳達峰碳中和目標的實現將推高發電成本。規?；l展及技術進步之下，核電、新能源及儲能設施的建設成本呈加速下降趨勢，但由于新能源屬于低能量密度電源，為滿足電力供應，需要建設更大規模的新能源裝機，導致電源和儲能設施年度投資水平大幅上升，相比2020年，2025年發電成本提高14.6%，2030年提高24.0%，2035年提高46.6%。

 

　　另一個值得參考的研究，是2022年6月國家電網董事長辛保安等人在《中國電機工程學報》上發表的《碳中和目標下考慮供電安全約束的我國煤電減退路徑研究》，研究測算，按照預設路徑，2060年風電、光伏裝機預計達到20億千瓦和30億千瓦，未來系統電量平衡可以得到保證，但電力平衡存在很大風險，2030年電力平衡缺額約8600萬千瓦，2060年缺額達到7.4億千瓦，且全年均存在電力平衡缺額。該研究建議，可考慮將部分原計劃退役煤電轉為應急電源，以繼續有效發揮煤電的兜底保障作用，同時對碳中和目標也不會產生較大影響。

 

　　7月11日，中共中央深改委召開第二次會議，審議通過了多份改革文件，其中就包括《關于深化電力體制改革加快構建新型電力系統的指導意見》。會議強調，要科學合理設計新型電力系統建設路徑，在新能源安全可靠替代的基礎上，有計劃分步驟逐步降低傳統能源比重。