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观点1:为确保整个经济社会系统2030年碳达峰,电力行业应提前达峰。持该观点的机构提出,2020年电力行业碳排放(含热电联产供热排放)约占全社会排放量的40%,排放占比高、集中化程度高、减碳途径清晰,提前达峰的必要性和可行性都很强。推进电力行业尽早达峰,有助于加快建设清洁低碳能源体系,在工业、交通、建筑等领域协同促进低碳能源发展。中国社科院、世界银行等机构认为,电力行业应在“十四五”期间达峰,快速进入平台期。
(来源:“中国电力” 作者:夏鹏、元博 国网能源院能源战略与规划研究所)
观点2:电力需求快速增长加大了安全保供和低碳转型的压力,为如期实现全社会碳达峰目标,电力行业应同步或适当晚达峰。我国正处于新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化快速发展阶段,电力需求将长期持续增长。当前,我国非化石能源发电量占比仅为38.5%,电力行业承接工交建等领域用能转移的同时,也将承接其碳排放转移。因此,电力适当晚达峰,有助于实现全社会高质量碳达峰。
两种观点的主要差异:一是增长预期不同。早达峰情景研判近中期全社会电力需求增长放缓,预计2030年约9.6~10万亿千瓦时;同步或晚达峰情景研判全社会电力需求仍将刚性增长,预计2030年约10.9~11.9万亿千瓦时。二是达峰路径认知不同。早达峰情景对产业结构调整、能效水平提升的考虑较为乐观;同步或晚达峰情景研判工交建等领域能效水平提升有限,碳减排主要依赖电能替代。
表1 国内外研究机构达峰预测统计情况
图1 不同机构对2030年全社会用电量的研判结果
国网能源院综合分析认为,电力行业率先达峰虽然可以起到示范引领作用,但支撑其他行业碳减排的能力将受到制约。从大局出发,电力行业应稍晚于全社会达峰。
二、电力行业晚达峰的积极意义
电力行业晚达峰,有助于更好统筹电力安全供应保障与全社会碳减排进程。一是晚达峰情景下,电力碳排放空间收紧的速度放缓,煤电仍可保留一定发展空间,以支持新能源安全有序替代。二是合理规划煤电新增装机和发电量,可更好发挥煤电调节型、支撑型电源作用,显著提升负荷高峰时段和极端天气下的电力保供能力。三是可有力支撑其他行业电气化带来的用电需求增长,促进全社会尽早达峰。
电力行业晚达峰,有助于缓解低碳技术突破压力,降低全社会低碳转型成本。一是电力行业过早达峰,将大幅提升对低碳技术的突破需求。尤其是新能源大规模发展下,新型储能技术攻关面临巨大压力。二是晚达峰有助于支撑工交建等行业深度开展电能替代,降低产业结构调整压力和减排压力,更好实现保持制造业比重稳定下的平稳转型。三是可避免部分高排放基础设施过早退役带来的沉没成本,推动降低全社会低碳转型成本。
经测算,在2020-2060年累计电力碳排放保持一致的前提下,先慢后快的“凸曲线”减排路径(即达峰并经一定平台期后稳步减排、最后快速减排)技术经济性更优,较先快后慢的“凹曲线”或达峰后匀速下降的“斜直线”减排路径,电力供应成本可降低4%-8%。
三、电力供给清洁化水平是协同电力碳达峰与其他行业碳达峰时序的关键因素
(一)电能替代的碳减排效果与电力供给清洁化水平密切相关
当前我国煤、气发电量占比共计61.5%,终端电能替代可能带来全社会综合碳排放的增加。以工业领域电锅炉替代燃煤锅炉为例:当前我国燃煤锅炉、电锅炉的热效率分别约80%、99%,但火电平均发电热效率仅41%。经测算,只有当非化石能源发电量占比超50%时,该领域的以电代煤才有减排效果。随着先进燃煤机组投产和存量煤电节能供热改造,未来煤电发电热效率还将持续提升。经测算,发电热效率为45%、50%情景下,电能替代降碳的临界非化石能源发电量占比约44%、39%。以交通领域电动汽车替代燃油车为例:经测算,发电热效率为41%、45%和50%情景下,电动汽车替代燃油汽车对应的临界非化石能源发电量占比分别约为40%、33%、26%。
图2 不同电力供给清洁化水平下锅炉单位能耗碳排放
图3 不同电力供给清洁化水平下汽车单位能耗碳排放
(二)设计电能替代碳减排指数,测算不同清洁化水平下的达峰策略
电能替代碳减排指数:
电力供给清洁化水平较低情景下(以非化石能源发电量占比小于40%为参考,电能替代碳减排指数
推进工交建等终端电能替代,将推高电力行业乃至全社会碳排放峰值,并延迟碳达峰时间。
电力供给清洁化水平适中情景下(以非化石能源发电量占比约40%~60%为参考,电能替代碳减排指数
推进终端电能替代,将推高电力行业碳排放峰值,但可适当降低全社会碳排放峰值并促进全社会提前达峰,实现以电力行业晚达峰助力全社会积极稳妥碳达峰。
电力供给清洁化水平较高情景下(以非化石能源发电量占比大于60%为参考,电能替代碳减排指数图片),加快推动终端电能替代有助于全社会快速减排,但需要注意可能带来较大的电力安全供应风险和电力转型成本,应在保障电力供应安全的基础上加快供给侧低碳转型,同时科学有序推动终端电能替代。
四、建议
一是尽早明确行业达峰时序和减排责任分配政策。从全社会最优角度规划各领域协同达峰路径,出台引导行业间协同达峰的财税政策,完善行业间碳排放转移监测、核算相关机制和标准。二是稳妥有序推进电能替代,推动电气化率与电力供给侧清洁化水平同步提升。精准测算电锅炉替代燃煤锅炉、电炉炼钢替代转炉炼钢、电动汽车替代燃油汽车等不同技术路线的能效差异,研究提出电能替代的优先级序列表,为各方提供决策参考。滚动开展能源电力“双碳”路径深化研究,结合供给侧清洁低碳技术发展情况,稳妥有序推进终端电能替代。
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