電力工業引領我國能源轉型
發布者:lzx | 來源:能源評論 | 0評論 | 803查看 | 2019-12-30 15:24:00    

氣候變化是人類社會可持續發展面臨的最大威脅,《巴黎協定》是一個里程碑,它體現了全球的高度共識。


能源是影響氣候變化的重要因素,能源轉型對于應對氣候變化十分重要。盡管能源轉型有多種可能情景,本文主要介紹其中的兩種。一是漸變轉型的情景,就是按照當前的技術、政策和產業的趨勢繼續發展。另外一個是碳排放迅速下降的快速轉型的情景,它所對應的轉型路徑和《巴黎協定》規定的2℃目標要求是一致的,但這個路徑需要強有力的政策干預和支持。


2018年,全世界一次能源消費總量是138.6億噸標準油,按照世界人口75億計算,每人平均消費接近2噸標準油。從世界能源消費結構來看,石油占比是33.6%,煤炭占比27.2%,天然氣占比23.9%,水電和核能分別是6.8%和4.4%,可再生能源是4%左右。


現實情況是,能源行業的發展面臨雙重挑戰,一方面是經濟發展需要更多的能源,另一方面它需要更低的碳排放,因此技術進步和產業結構調整非常重要。與漸進性情景的能源需求增長30%相比,快速轉型情景由于能源效率提高和更精心的管理,能源需求增量相對2017年會增加20%,但是結構會發生巨大變化。到2040年快速情景之下煤炭比例甚至會降到7%,而可再生能源會從2017年的4%升到29%,在整個能源結構里非化石能源的比例會升到44%。


對比漸進情景和快速轉型情景的碳排放差額可以看到,電力工業承擔的減碳任務最重,同時它也應該是最先實現低碳轉型的一個行業。之所以會轉型,主要是氣候變化驅動的,氣候變化領域當前最重要的文件就是《巴黎協定》,它為能源低碳發展甚至為整個社會的發展起到了塑型作用。


全球:1.5℃溫升成熱潮


《巴黎協定》之所以達成,根本原因在于氣候變化是人類社會可持續發展面臨的最大威脅,保護全球生態安全、實現綠色低碳發展,已成為世界可持續發展的核心議題。


《巴黎協定》重申了2℃的全球溫升的控制目標,同時提出要努力實現1.5℃的目標。兩者盡管只差0.5℃,但是需要付出的額外努力和成本非常大,對我們國家也有重要的影響。同時,它規定了未來實現這一目標的步驟和輪廓:為了實現長期目標,締約方應該盡快達到溫室氣體排放的全球峰值,之后要求快速下降。到21世紀下半葉,實現溫室氣體源的人為排放與平衡,即所謂的碳中和,大約會在2070年左右實現。


與一般的“自上而下”分配指標的方式不同,《巴黎協定》采取的是“自下而上”的方式,要求世界各國應制定、通報并保持其“國家自主貢獻”,通報頻率是每五年一次,新的貢獻應比上一次有所加強,并且反映出該國可實現的最大力度。


減緩方面,發達國家和發展中國家有所區別,要求發達國家繼續提出全經濟范圍絕對量減排目標,鼓勵發展中國家根據自身國情向全經濟范圍絕對量減排或者限排目標邁進。資金方面,因為發達國家歷史的責任,要向發展中國家提供資金支持,鼓勵其他國家在自愿基礎上出資。


《巴黎協定》達成了“協定”加“決定”的法律形式,具有最大包容性,照顧了各方的核心關切;堅持了《公約》下,公平、共同但有區別的責任和各自能力原則,考慮不同國情等根本原則,確立了“自下而上”的模式,形成各方結合國情自主決定貢獻(NDC)的局面;提出了將全球溫升控制在2℃以內,并爭取控制在1.5℃以內的長期目標和全球低碳、氣候韌性和可持續發展的共同愿景。中國國家主席習近平和時任美國總統奧巴馬為巴黎協定的達成、簽署、生效和實施發揮了關鍵作用,做出了關鍵貢獻。


當前,《巴黎協定》和實施細則已經基本達成,2020年后各方合作應對氣候變化的制度安排已經基本確立,下一步主要的任務就是落實在行動上和提高力度。其中,處理好2℃和1.5℃目標的關系特別重要?,F在呼吁1.5℃的熱潮不斷地涌現。今年9月份,聯合國秘書長古特雷斯召開聯合國全球氣候峰會,提升各國領導人的政治意愿,呼吁各方為實現溫升1.5℃提高力度。今年12月初,聯合國全球氣候變化大會將在西班牙召開,將完成《巴黎協定》第6條市場機制未決問題的談判,主席國智利擬將推動各國提高力度作為本次大會的核心議題。


《IPCC1.5℃特別評估報告》認為,氣候變化已經不是未來的挑戰,而是眼前的威脅。實現1.5℃溫升控制目標,需要從現在起就要采取大規模的減排措施。如果按照2℃溫控目標,2030年減排二氧化碳和2010年相比要下降25%,1.5℃的目標則要下降45%。2℃目標要求在21世紀的下半葉,即2070年左右要達到凈零排放,而按照1.5℃的目標,到2050年就要實現這一目標,這意味著要提前20年實現凈零排放。需要指出的是,發達國家的能源結構是偏低碳的,實現碳中和條件遠遠好于我國,所以實現1.5℃目標對我國的壓力會非常大。


明年是一個關鍵年份,各方將根據《巴黎協定》的要求,更新2020年后的自主貢獻目標,提出到21世紀中葉的長期溫室氣體低排放發展戰略。


中國:電力引領轉型


按照《巴黎協定》的要求,2020年中國要向聯合國遞交一個強化自主貢獻目標,以及到2050年的長期溫室氣體低排放發展戰略。


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我國能源結構的特點決定了能源轉型具有天然的難度。從結構角度來講,最顯著的特點就是煤炭長期占主導地位,近年在國家的引導之下逐漸下降。2018年煤炭消費占比是59%。2018年我國一次能源消費總量是46.4億噸標準煤,人均能源消費大概是世界平均數的1.2倍,折合成標準油接近2.4噸。


在習近平主席生態文明思想指導下,中國制定了積極、有力度的自主貢獻減排目標,推動能源革命,促進經濟轉型升級,中國綠色低碳的轉型正在穩步進行。


能源生產和消費革命戰略(2016~2030)勾畫了我國未來能源的大的輪廓,制定了包括2030年碳排放達峰,非化石能源的比例到2020年要達到15%,2030年要達到20%,2050年非化石能源占比要達到50%等一系列目標。文件中也提出,電力工業到2030年要實現非化石能源發電占比達到50%,這是一個非常嚴格的要求。


要實現這樣的目標難度很大,可以用任重道遠來形容。首先,數字說起來很容易,但是每一個百分點都意味著巨大的裝機容量。按照上述規劃,中國發電容量的增加是以10億千瓦來計算的,所以將來可能是3倍甚至是4倍當前的裝機容量。此外,即使按照2050年50%非化石占比的規劃,我們離《巴黎協定》目標還是有差距的。


未來,能源消費將以電力為主體,電力消費總量也有比較大的增長空間;在電力供應側,非化石能源占比將快速增加;在電力需求側,終端部門電氣化水平將顯著提高;電力生產和輸送的布局將由大范圍資源優化配置逐步過渡到大范圍資源優化配置與分布式、就地平衡并舉;發電技術將實現突破性進展,并與儲能技術、智能電網、能源互聯網、多能互補體系、分布式用能系統等新技術和新模式協同發展,促進電力系統快速向信息物理深度融合、智能化演變。


清華大學的研究顯示,能源清潔低碳轉型的行動時機對碳排放軌跡會有很大的影響。越晚行動,到2050年前剩余煤電/火電容量愈少,導致電網可調度調峰容量缺乏;而且晚行動會導致煤電在短時間內大規模退役,帶來的投資成本浪費和社會成本可能會很高。因此,建設新的煤電項目需要格外慎重,要避免成為擱淺資產。


需要指出的是,煤電發展碳捕獲與封存(CCS)技術,捕碳率一般為90%,要實現凈零排放,還需要負碳排放(BECCS)技術,但是生物質資源量是否足夠始終是有疑問的。另外,可再生能源的接入,會帶來跨區域輸電、儲能容量需求和投資規模的增加,同時可再生能源高比例滲透,存在不同時間尺度的挑戰,分布在電力系統規劃、運行、穩態、暫態等環節,不僅需要大量的投資,還需要創新性解決方案。


總之,低碳能源轉型已經成為全球發展的共識和主格調,不可逆轉。我國能源綠色低碳轉型已經在路上,但是以煤為主的能源結構和經濟持續增長使得能源轉型任重道遠。1.5℃溫升控制目標對我們國家的挑戰和壓力是巨大的。電力工業在全社會碳減排中擔負著特殊重要的作用,它是先行者,也是調節器。電力工業低碳轉型存在著許多技術和經濟挑戰,一方面需要創新,搶占技術制高點,增強核心競爭力。另一方面也需要進行前瞻性的研究和政策部署。

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