中國“3060”雙碳目標的提出,為能源轉(zhuǎn)型提供了更為緊迫明晰的時間表。電力行業(yè)碳排放占全國總量的40%,要實現(xiàn)碳達峰、碳中和,電力行業(yè)任務(wù)最重、責任最大,承擔著主力軍作用。經(jīng)濟增長和終端用能結(jié)構(gòu)變化將繼續(xù)拉升中國的用電量,發(fā)電行業(yè)如何在確保安全平穩(wěn)供應的同時深度減排?業(yè)內(nèi)既有共識,也不乏爭議。
共識在于新能源的主體地位。今年3月召開的中央財經(jīng)委員會第九次會議指出,要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系,控制化石能源總量,著力提高利用效能,實施可再生能源替代行動,深化電力體制改革,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。但除風電、太陽能之外,對于其他能源品種在未來電力系統(tǒng)中的角色及化石能源的退出路徑,業(yè)內(nèi)外爭議不小。波士頓咨詢公司(BCG)在其日前發(fā)布的報告《錨定碳中和,電力行業(yè)減排揚帆》中提出,對中國而言,核電、風電和光伏發(fā)電是實現(xiàn)轉(zhuǎn)型的重要抓手。
該報告的主要作者,BCG董事總經(jīng)理、全球合伙人、能源專項中國區(qū)聯(lián)席負責人周涵在接受澎湃新聞采訪時表示,團隊在報告中設(shè)計了兩種情景——清潔核能和綠色可再生能源情景,對中國未來電力能源結(jié)構(gòu)進行展望。其中,清潔核能情景假設(shè)積極發(fā)展核電,綠色可再生能源情景假設(shè)重點發(fā)展可再生能源。
周涵進一步解釋說,在情景設(shè)計中,團隊考量了火電、水電等目前常規(guī)發(fā)電形式在碳中和目標下的發(fā)展趨勢。具體而言:
煤電逐步退出,在發(fā)電系統(tǒng)中的角色從主要發(fā)電來源轉(zhuǎn)變?yōu)榫S持電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的靈活調(diào)節(jié)電源,到2050年,所有機組都將配備碳捕捉利用和封存裝置;
天然氣發(fā)電的單位碳排放量盡管遠少于煤電,但仍會產(chǎn)生二氧化碳,且受制于資源限制,無法大力發(fā)展。作為煤電退出的過渡方式,氣電在2030年之前會加快發(fā)展,此后維持在較穩(wěn)定的水平,到2050年所有機組都將配備碳捕捉利用和封存裝置;
水力發(fā)電雖然清潔,但未來將有限開發(fā),預計2050年前可開發(fā)資源將開發(fā)完畢;
生物質(zhì)發(fā)電也存在碳排放,加之面臨資源分散、收儲運成本較高,在總發(fā)電量中的占比很難有較大提高。
基于不同發(fā)電種類的利弊、潛力及實現(xiàn)碳中和目標的要求,核電、風電和光伏發(fā)電是BCG所認為的未來30年將處于快速增長軌道的3種零碳能源。周涵表示,根據(jù)測算,在清潔核能情景下,隨著核電技術(shù)突破、安全性和公眾接受度提高,2030年后的年增長率可達8%以上,到2050年核電在發(fā)電裝機總量中的占比達到12%左右,發(fā)電量占比達到20%-25%。在該情景下,技術(shù)成熟、經(jīng)濟性較強的集中式光伏發(fā)電和陸上風電有顯著發(fā)展,但發(fā)展空間受地區(qū)限制,分布式光伏、離岸風電等仍未達到平價。
在綠色可再生能源情景下,在分布式光伏、離岸風電等未達到平價的領(lǐng)域,通過政策支持、技術(shù)突破等使成本大幅降低,同時儲能和特高壓輸電技術(shù)得到廣泛應用,支持可再生能源發(fā)展;但由于風/光發(fā)電存在波動性,需要按風光裝機容量的20%左右配置火力發(fā)電(煤和天然氣)供電網(wǎng)調(diào)峰用。該情景下,核能以5%以內(nèi)的年增長率保守發(fā)展,作為基礎(chǔ)負荷。
“兩種假設(shè)情境里,少量難以淘汰的化石燃料裝機仍然會帶來部分碳排放,為實現(xiàn)碳中和目標的最后一公里,需要用其他方式去實現(xiàn)碳中和。在上述兩種情景下,可通過研發(fā)和推廣碳捕集技術(shù)、發(fā)展儲能技術(shù)、植樹造林等手段實現(xiàn)剩余九億噸二氧化碳減排。”周涵說。
她同時強調(diào),儲能技術(shù)是未來電力行業(yè)發(fā)展的一個重要方向,但鑒于當前儲能技術(shù)在安全性和大規(guī)模商業(yè)應用上仍缺乏完整的解決方案,其發(fā)展前景存有一定的不確定性,最理想的還是將電力就地消納或者及時外輸。
碳中和目標任重道遠,實現(xiàn)這一目標更是一項復雜艱巨的系統(tǒng)工程,對于參與其中的主體發(fā)電企業(yè)來說,面臨著諸多嚴峻挑戰(zhàn)。周涵表示,團隊在報告中提出了“三步走”的行動策略,為發(fā)電企業(yè)制定可實現(xiàn)的轉(zhuǎn)型路線圖提供參考。
第一步:是推進現(xiàn)有舉措和已制定的短期方案。對于已經(jīng)上馬的減排舉措,包括已制定的短期解決方案,可以進一步推進下去,助力目標實現(xiàn)。比如,相關(guān)煤電機組節(jié)能升級改造、設(shè)計優(yōu)化等都是電力行業(yè)加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、提升質(zhì)量效益的重要舉措。
第二步:推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和減排技術(shù)發(fā)展。首先,發(fā)電企業(yè)應該科學謀劃促進煤電有序退出:一方面大幅降低新增燃煤電廠,并在短期內(nèi)迅速淘汰已被識別出的優(yōu)先退役機組;另一方面,加快淘汰落伍機組,為現(xiàn)有煤電機組設(shè)計退役時間線。其次,發(fā)電企業(yè)可根據(jù)減排舉措的經(jīng)濟性和減排效果,投資長期有助于實現(xiàn)碳減排目標的舉措、制定轉(zhuǎn)型策略。
第三步:綜合內(nèi)外部條件決定具體投資方案。發(fā)電企業(yè)可以針對影響投資時機和規(guī)模的因素,采用符合自身資源優(yōu)勢的發(fā)展路線。
周涵對澎湃新聞分析稱,目前看來,第一步對于電力企業(yè)而言相對簡單,能效水平普遍提高。第三步對可再生能源進行投資也比較可行,路徑清晰。“比較難的可能還是第二步,也就是火電退出的路徑,到底以什么樣的節(jié)奏退出?退出的過程中還有一系列其他要考慮的因素,比如對當?shù)亟?jīng)濟的影響、員工安置等等,這一部分是最困難的。”她說道。
周涵建議,在火電退出的過程中,首要原則是不應再投資新建燃煤電廠,對于技術(shù)比較老舊、污染大的火電產(chǎn)能率先淘汰。對于其他火電資產(chǎn)進行逐步淘汰,最大限度地保障機組的運行年限、逐漸降低利用小時數(shù),為電網(wǎng)的優(yōu)化升級、儲能的成熟和可再生能源發(fā)電成本的進一步下降留出過渡期。
談及碳交易之于電力減碳的效果時,周涵對澎湃新聞表示,碳交易是實現(xiàn)碳中和不可或缺的存在,有助于可再生能源、如光伏和風電的發(fā)展,顯著提升可再生能源的經(jīng)濟性和競爭力,對整體電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型有良好的支撐和輔助作用。目前碳交易市場剛剛上線運行,市場還是應予以足夠的耐心和時間。
“碳交易剛上線不久,如果碳配額收緊得很劇烈、碳價高漲,對于火電廠而言很難及時將額外的成本直接傳導到下游。隨著碳交易機制的進一步完善,市場活躍度提升,電力行業(yè)的碳減排機制將逐漸理順。”她說道。
原標題:波士頓咨詢:核電、風電和光伏是實現(xiàn)中國電力減碳的關(guān)鍵