曹詩雨 張莉

摘要：實現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和的關(guān)鍵在于能源與電力的低碳轉(zhuǎn)型。在滿足中國經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展目標(biāo)的基礎(chǔ)上，本文全面分析降低化石能源、取代非化石能源的時機(jī)，并比較了不同類型的電力轉(zhuǎn)型方案，提出了中國能源與電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的對策，旨在促進(jìn)電力行業(yè)綠色發(fā)展，以供參考。

關(guān)鍵詞：“雙碳”；能源結(jié)構(gòu)；電力系統(tǒng)

DOI：10.12433/zgkjtz.20232804

到2030年實現(xiàn)碳峰值，到2060年實現(xiàn)碳中和是黨中央統(tǒng)籌考慮發(fā)展的重大戰(zhàn)略決策?！半p碳”既是社會現(xiàn)實發(fā)展的需要，更是一個大國應(yīng)盡的責(zé)任。電力行業(yè)的綠色、低碳轉(zhuǎn)型對于“雙碳”社會目標(biāo)的實現(xiàn)具有重要意義。

一、全球能源發(fā)展趨勢

全球溫室氣體排放量中，有3/4由能源行業(yè)活動產(chǎn)生，因此，能源行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型是各國減少溫室氣體排放的首要途徑。在能源方面，要實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型改制，從能源的可再生生產(chǎn)、運輸、儲存以及能源的轉(zhuǎn)換進(jìn)行全面轉(zhuǎn)型、調(diào)整或以組建新能源系統(tǒng)，從而達(dá)到提高再生能源份額的可能性。同時，還應(yīng)加大力度，提高能源效率。

從世界范圍來看，能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢：第一，總消費量增速下降。對能源需求的增加，主要來自新興市場國家和發(fā)展中國家。從整體上看，從2011年開始，雖然增長速度減緩，但全球的總能耗一直在增長。從發(fā)展趨勢看，在今后的發(fā)展中，我國對能源的需求量將呈上升趨勢，而對能源的利用強(qiáng)度呈下降趨勢。隨著能源結(jié)構(gòu)的迅速轉(zhuǎn)變，一次能源需求量將于2030年左右見頂，至2050年，鋼材產(chǎn)量將達(dá)120億t，較目前下降10%，年均下降0.5%。第二，加快多元凈化，降低碳排放。從2013年起，世界上每年都有3000億美元用于新能源領(lǐng)域，而新能源領(lǐng)域最熱門的領(lǐng)域就是太陽能和風(fēng)力。第三，要在終端能源消耗中增加能量密度。在“碳中和”的遠(yuǎn)景下，能源種類的約束會變得更為明確，能源需求會變得更為多樣化，能源產(chǎn)品的選擇會變得更為寬泛，電力系統(tǒng)將會成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)體系中不可或缺的一部分，加大對電力行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，有利于我國低碳發(fā)展。

二、我國能源轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

（一）主要挑戰(zhàn)

我國面臨“低碳”與“環(huán)保”的雙重約束，能源轉(zhuǎn)型面臨空前的挑戰(zhàn)與困境，突出表現(xiàn)包括：第一，我國仍處于工業(yè)化的初級階段，高能耗、高污染、高效率的制造業(yè)在整體上為了追求高品質(zhì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對能源的要求也會不斷提高，而與資源相關(guān)的環(huán)境約束也會變得更為嚴(yán)峻。第二，我國的能源結(jié)構(gòu)主要是以煤為主，能源利用率不高。第三，排放物處理是個大問題。我國是能源生產(chǎn)與消費大國，2020年CO2排放達(dá)98億t，占全球CO2排放總量的31%。

（二）潛在機(jī)遇

能源轉(zhuǎn)型將引發(fā)新一輪科技與產(chǎn)業(yè)變革。產(chǎn)業(yè)鏈與供應(yīng)鏈重構(gòu)加速，生產(chǎn)組織模式發(fā)生深刻變革，數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速。隨著能源與原料供給與需求的不斷調(diào)整，經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展又迎來了新契機(jī)。

第一，推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。當(dāng)前，服務(wù)業(yè)在國內(nèi)生產(chǎn)總值中所占比重大約為55%。實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長中的碳減排，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“脫碳”，有利于推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

第二，加快工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，培育新的增長極。我國將加速能源科技的革新和能源基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代化建設(shè)。碳計量、碳交易、綠色金融等都是正在興起的行業(yè)，為我國帶來了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新機(jī)會。

第三，加快能源行業(yè)由資金與資源型向技術(shù)與資金型轉(zhuǎn)變。以“清潔、低碳+電動化”為核心的新一輪工業(yè)變革，必將持續(xù)推進(jìn)。量子信息、新材料、新能源等一系列具有突破性的科技成果層出不窮。

第四，經(jīng)濟(jì)全球化使國際的合作機(jī)會大大增加。隨著中國與美國的競爭日趨激烈，世界地緣政治形勢的不穩(wěn)定，貿(mào)易保護(hù)主義的日益增強(qiáng)，能源轉(zhuǎn)型為各國、行業(yè)與企業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)提供了新的合作與雙贏的空間。近年來，太陽能晶片、電池片及模組等產(chǎn)品的出口穩(wěn)定上升至200億美元。隨著外資特殊市場準(zhǔn)入措施的實施，外資對中國新能源汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入速度加快。

三、“雙碳”目標(biāo)的內(nèi)涵分析

（一）“雙碳”目標(biāo)是站位大局的全局工程

“雙碳”強(qiáng)調(diào)了亞洲區(qū)域在發(fā)展方面的堅定決心，強(qiáng)調(diào)了亞洲區(qū)域在生態(tài)文明方面的品質(zhì)和做法，強(qiáng)調(diào)了各國在應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展方面所承擔(dān)的責(zé)任。我們要對實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要性有更深層次的理解，提高政治站位，做大做強(qiáng)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展。

（二）“雙碳”目標(biāo)是緊迫艱巨的戰(zhàn)略工程

在30年內(nèi)實現(xiàn)碳達(dá)峰，對于我國這樣一個發(fā)展中國家而言，任務(wù)不可謂不艱巨?；谀壳暗陌l(fā)展?fàn)顩r與發(fā)展水平，我國部分區(qū)域已呈現(xiàn)出“雙軌制”特征。應(yīng)以正確認(rèn)識和推動“雙碳”目標(biāo)，正確處理好發(fā)展與減排之間的關(guān)系，拿出戰(zhàn)略定力，以科學(xué)的方式推動這一目標(biāo)實現(xiàn)。

（三）“雙碳”目標(biāo)是經(jīng)濟(jì)社會全面轉(zhuǎn)型的系統(tǒng)工程

習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性變革，必須具有系統(tǒng)觀念，注重處理好發(fā)展和減排、整體和局部、長期目標(biāo)和短期目標(biāo)、政府和市場四對關(guān)系。制度構(gòu)建對推動我國“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)具有重要意義，在具備條件的地方，還需探索一套可操作、可復(fù)制、可推廣的可持續(xù)發(fā)展策略。

四、“雙碳”目標(biāo)下能源電力綠色轉(zhuǎn)型展望

（一）有序推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)

第一，確定能源轉(zhuǎn)型的科學(xué)目標(biāo)。按照能源工業(yè)碳排放控制的測算，到2030年，我國的非化石能源消耗將達(dá)到26%，到2060年，我國的非化石能源消耗將達(dá)到80%，以滿足新的能源需求為目標(biāo)，并逐漸替代化石能源的存量消費。第二，穩(wěn)扎穩(wěn)打地完成任務(wù)。通過對能源供給與需求的全面均衡，優(yōu)化能源供給結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)能源供給的安全、穩(wěn)定和可持續(xù)。

（二）守好能源安全戰(zhàn)略底線

第一，煤炭擴(kuò)大產(chǎn)能，控制產(chǎn)量，控制消費，加強(qiáng)供給韌性，提升應(yīng)對國際局勢變化和能源市場風(fēng)險的能力。對煤炭資源進(jìn)行優(yōu)化配置，使山西省、陜西省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、寧夏回族自治區(qū)、甘肅省、新疆維吾爾自治區(qū)等主要地區(qū)的優(yōu)質(zhì)煤炭資源得以釋放?！笆奈濉睍r期，我國煤炭消費總量將保持在2013年以來的最高水平。

第二，石油?！笆奈濉睍r期，產(chǎn)量有所增長，對外依賴程度也有所下降。要適度控制原油的消耗，為天然氣的開發(fā)提供一定的空間。在鄂爾多斯盆地和南海、北海等富集油氣的地區(qū)，進(jìn)一步加大勘探力度，提高原油的綜合利用率，并推動原油的物性回歸。

第三，天然氣。擴(kuò)大國內(nèi)生產(chǎn)，海陸并舉，強(qiáng)化傳統(tǒng)油氣和非常規(guī)油氣的勘探與開發(fā)，推進(jìn)俄羅斯、中亞及“一帶一路”沿線各國的進(jìn)口多樣化，爭取把供給能力提升到7～8千億/m3，爭取實現(xiàn)3t/m3的供給。對液化天然氣（LNG）接收站、儲氣設(shè)施、管網(wǎng)等儲氣設(shè)施進(jìn)行建設(shè)，提高儲氣能力，以實現(xiàn)在2035年之前，滿足兩個月的用氣需求，在2050年之前，達(dá)到發(fā)達(dá)國家的平均儲氣水平。

第四，電力。到2060年，燃煤電廠仍維持原有規(guī)模，發(fā)電機(jī)不拆。加快推進(jìn)電力互聯(lián)，持續(xù)改善區(qū)域間電力資源的優(yōu)化配置。雖然我國能源資源與需求的逆向配置并沒有改變“西電東送”“北電南送”的總體趨勢，但到2060年，我國中東部的用電量將達(dá)到當(dāng)前水平的兩倍。在一定時期內(nèi)，應(yīng)開發(fā)各種形式的能量儲存，以增強(qiáng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。充分挖掘需求側(cè)的資源，如空調(diào)、工業(yè)負(fù)荷、電動車等，在2030年和2060年分別達(dá)到5%和15%的最高負(fù)荷水平。利用電力電子裝置的自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)多個系統(tǒng)的集成協(xié)調(diào)和快速調(diào)控，提升系統(tǒng)的韌性。

（三）加快實施清潔能源替代

第一，推動以分階段方式取代非礦物能源儲備。到2030年，我國新增非礦物能源的供能規(guī)模將超過70%。2031～2060年，確保新增非礦物能源的年產(chǎn)能大于1億t，并替代礦物能源。第二，新型能源的開發(fā)。2060年前，新的能源裝置維持在100～140GW的水平。新的集中與分散能源的同步發(fā)展，加速了荒漠、戈壁灘和大面積景觀的建造計劃。促進(jìn)大工程動力公司的發(fā)展，并形成一整套的工藝技術(shù)規(guī)范，強(qiáng)化國際體系，促進(jìn)新能源產(chǎn)品的原料供應(yīng)，改善機(jī)制，落實單位的退役、更換機(jī)組、過期、翻新和改進(jìn)。第三，大力發(fā)展核電，促進(jìn)三代核電技術(shù)在我國的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國四代氣冷式高溫堆的核電示范工程，建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系，并積極推進(jìn)商業(yè)化。

（四）發(fā)揮科技創(chuàng)新引領(lǐng)作用

第一，開展低碳技術(shù)發(fā)展機(jī)制創(chuàng)新。在技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新，以國家低碳發(fā)展戰(zhàn)略為指導(dǎo)，進(jìn)行科學(xué)技術(shù)的深入研發(fā)，構(gòu)建國家重點實驗室，開創(chuàng)技術(shù)領(lǐng)域新方向。通過具有戰(zhàn)略性、前瞻性的發(fā)展計劃，實現(xiàn)新型電力能源轉(zhuǎn)型，突破高性能材料的技術(shù)難點問題，實現(xiàn)與應(yīng)用軟件方面的技術(shù)融合。鼓勵行業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè)組建產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新聯(lián)盟。

第二，強(qiáng)化節(jié)能減排和環(huán)保技術(shù)管控。突出對能源密集型產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型需求，加快對先進(jìn)節(jié)能技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)，推動低碳含量、生產(chǎn)工藝等電能替代，發(fā)展氫能源產(chǎn)業(yè)和生物燃料。在清潔發(fā)電、多能源互補(bǔ)、新型儲能、先進(jìn)輸電、電力控制、需求響應(yīng)等方面，加快發(fā)展新能源。公司以“低碳”“低碳電力”為核心，大力推進(jìn)氫、生物質(zhì)、氨水等綠色能源的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。推動CCUS、生物能源、碳捕集和直接大氣捕集等技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)對CO2的清除和轉(zhuǎn)換。

第三，建立碳達(dá)峰、碳中和基準(zhǔn)制度。強(qiáng)化對碳排放的會計、申報、審計、披露、認(rèn)證和標(biāo)簽等環(huán)節(jié)的管理，制定產(chǎn)品壽命周期內(nèi)的碳排放標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)簽制度。相關(guān)單位在進(jìn)行低碳技術(shù)創(chuàng)新時也要積極開展合作，與國家認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行友好交流，推動國際上有競爭力的機(jī)構(gòu)對碳標(biāo)準(zhǔn)、測試服務(wù)進(jìn)行認(rèn)證和認(rèn)證。

（五）加強(qiáng)相關(guān)體制機(jī)制建設(shè)

第一，對能耗實行雙重控制。近年來，人們對能源消耗進(jìn)行了雙重控制，即加大對能源消耗和總能耗的管控力度，增加可再生資源及原料供應(yīng)，而核電被排除在了雙重控制范圍外。從中長期看，在能耗與碳排放一體化水平逐步提高的基礎(chǔ)上，建立健全能耗與碳排放的計量制度，可達(dá)到雙重控制。

第二，加速建立全國統(tǒng)一的電力市場。開展多層次的技術(shù)指導(dǎo)和政策交流，加快構(gòu)建并完善電力市場，實時輔助服務(wù)市場。進(jìn)一步完善我國電力市場的電價形成機(jī)制，建立統(tǒng)一的定價體系，探索建立容量補(bǔ)償機(jī)制和容量市場的方法，確保我國電力的長期有效剩余容量。對低收入者要有基本的能源保障，加強(qiáng)全民能源服務(wù)。

第三，建立健全全國碳交易市場。加快推進(jìn)石油化工、鋼鐵、有色金屬和建筑業(yè)等高耗能產(chǎn)業(yè)的整合。改進(jìn)配額制度，逐步降低自由配額的比重，引進(jìn)有償配額制度，如競拍。強(qiáng)化碳市場與“綠電”“綠證”市場的聯(lián)動，重新啟動全國自主減排認(rèn)證制度，實現(xiàn)碳市場一體化。根據(jù)電力轉(zhuǎn)型的具體需求，加強(qiáng)與其他國家的合作，為了共同的目標(biāo)積極參與低碳環(huán)保的主題建設(shè)。建立碳交易市場，加速構(gòu)建公正、科學(xué)的全球氣候治理組織，實現(xiàn)合作共贏，促進(jìn)國內(nèi)低碳產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建。同時，促進(jìn)我國低碳科技發(fā)展，建立健全我國低碳技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)。積極參加國際碳市場的規(guī)則和碳關(guān)稅的制定，促進(jìn)國際碳市場價格聯(lián)動機(jī)制建設(shè)。

五、結(jié)語

在國家“雙碳”任務(wù)緊迫而艱巨的背景下，通過技術(shù)研發(fā)來推進(jìn)電能向綠色、低碳的轉(zhuǎn)變，是當(dāng)前社會發(fā)展的必然趨勢，也是“雙碳”背景下的有力舉措。綠色生產(chǎn)技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、高效能源資源回收等措施的大力改革，對當(dāng)前電力轉(zhuǎn)型，數(shù)字技術(shù)和信息資源領(lǐng)域融合發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。

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