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    首份碳達峰碳中和系統方案出爐:2060年中國將淘汰煤電
    來源:觀察者網 | 作者:李煥宇 | 發布時間: 2021-03-23 | 536 次瀏覽 | 分享到:



    2030前實現碳達峰、2060前實現碳中和,中國人是認真的。



    今年3月18日,全球能源互聯網發展合作組織在京舉辦中國碳達峰碳中和成果發布暨研討會,在國內首次提出通過建設中國能源互聯網實現碳減排目標的系統方案。


    這可不是什么一般的研討會,看看出席并致辭的大佬名單就知道:

    中國電力企業聯合會理事長 劉振亞   

    聯合國氣候變化框架公約秘書處執行秘書 埃斯皮諾薩

    中國氣候變化事務特使 解振華

    國家能源局監管總監 李冶

    國家發展和改革委員會資源節約和環境保護司副司長 趙鵬高

    生態環境部應對氣候變化司副司長 陸新明

    國家電網有限公司副總經理 張智剛


    中國要用不到10年時間實現碳達峰,再用30年左右時間實現碳中和,這是個非常艱巨的任務。
    劉振亞、解振華等中方嘉賓認為,想要達成這一任務,需要轉變能源發展方式,實現能源體系的低碳、脫碳、清潔化。


    根據會議發布的研究成果,這一方案可簡述為:以特高壓電網做引領,推進“兩個替代”,實現“雙主導”、“雙脫鉤”。


    推進能源開發清潔替代和能源消費電能替代;實現能源生產清潔主導、能源使用電能主導;能源電力發展與碳脫鉤、經濟社會發展與碳排放脫鉤。


    具體到生產生活中,在2060年,中國煤電裝機將全部退出;工業領域將以電能主導,輔以氫能;電動汽車的保有量將達到3.9億,替代率超90%。


    如果說2060太遠,那我們可以看看9年后的2030。屆時,中國清潔能源裝機占比將占67.5%,全國48%的電力都將由太陽能、風能提供。


    圖表來源:中國2060年前碳中和研究報告

    |留給中國煤電的時間不多了

    根據本次會議發布的《中國2030年前碳達峰研究報告》《中國2060年前碳中和研究報告》《中國2030年能源電力發展規劃研究及2060年展望》三項研究成果,削煤是實現減排目標的重中之重。


    2019年數據顯示,我國58%的能源消費量由煤炭提供,二氧化碳總排放量更是有80%來自煤炭。放眼全球,中國煤電裝機量高達10.4億千瓦,占全球煤電總裝機的一半,能源消費的二氧化碳排放強度比世界平均水平高出30%以上。


     “一煤獨大”嚴重制約減排。如果延續當前的發展模式,我國的化石能源消費總量到2030年會增至50億噸標準煤,2030年前達成碳達峰根本無從談起。


    圖表來源:中國2030年前碳達峰研究報告

    為了轉變當前模式,研究報告認為,我國煤電總量應控制在2025年達到峰值。若把范圍擴大到整個化石能源,則在2028年左右達到峰值,然后從2030年起快速減排。


    等到2050年,我國電力系統要實現近零排放,相比峰值下降約90%。最終在2060年,讓煤電完全退出。


    我國煤電確實存在很大的快速減排空間。根據《中國電力報》3月19日的文章,在我國已投運的約3000臺其總容量為10.8億千瓦的煤電機組中,有一半以上的裝機容量是效率低,煤耗高、性能差的亞臨界機組和熱電聯產小機組,最先進的66萬千瓦和100萬千瓦的超超臨界機組約占20%,還有30%的近1000臺亞臨界機組都可以進行升級改造。


    圖表來源:中國2030年能源電力發展規劃研究及2060年展望

    那么,煤電空出來的巨大占比要由誰來填補?自然是清潔能源。

        

    報告給出三個方向:


    在新疆等太陽能豐富的地區,加快建設集中式太陽能發電基地;

    在新疆、內蒙、廣東等風能資源豐富的地區,集約高效建設大型風電基地;

    在金沙江等西南水利資源豐富的地區,積極穩妥推進大型水電基地建設。


    爭取在4年后,我國清潔能源裝機量達到17億千瓦,占全國總裝機量的57.5%,發電量3.9萬億千瓦時、占比全國總發電量的41.9%。

       

    等到2030年碳達峰之時,我國清潔能源裝機占比要達到67.5%,最終在2060年,實現超96%的電源裝機和發電量由清潔能源承擔。

           

    在轉型期間,天然氣和氫將承擔主要調峰電源的職能。


    圖表來源:中國2060年前碳中和研究報告


    |電能時代即將開啟

    用清潔能源替代煤電倒是不難理解,可像煉鋼、汽車這樣的清潔能源難以直接利用的消費端又該怎么辦?


    報告給出的答案是——電能替代技術,即像電熱、電動、電制氫這樣電制燃料及原料技術。


    憑借大規模的電氣化改造,報告預計2060年工業、交通、建筑領域電氣化率分別達到54%、81%、79%。

    2060年,電能占終端能源消費比重達到66%,是現有模式下的1.7倍。


    圖表來源:中國2060年前碳中和研究報告

    而在電能無法直接替代的航空航海、冶金、化工等領域,可以利用電制燃料實現間接電能替代,這當中,氫能被寄予厚望。


    報告預測,2030年,清潔電力制氫的經濟性將超過化石能源,電解水制氫產量達400萬噸;2060年,我國氫產量會達到6000萬噸,電解水制氫、電制氨、電制甲烷成本大幅下降。


    圖表來源:中國2030年前碳達峰研究報告

    汽車同樣如此,報告認為到2060年,我國電動車保有量約3.9億量,替代率超過90%;同時還要加快高速電氣化鐵路建設和改造,加快電動飛機等技術的發展。


    圖表來源:中國2060年前碳中和研究報告


    |清潔能源不均衡?不穩定?特高壓和儲能是關鍵

    盡管研究報告向我們描繪了非常宏大的清潔能源運用前景,但眾所周知,靠高比例的清潔能源發電,就要面對其波動性、隨機性、不確定性給系統帶來的巨大挑戰。


    中國電力企業聯合會理事長劉振亞認為,想要充分利用清潔能源,那就需要建設特高壓電網。他表示,無論是去年我國湖南、浙江等地的“拉閘限電”,還是今年美國得州的大面積停電,都凸顯了大電網互聯對保障能源供給與安全的極端重要性。如果沒有特高壓電網,我國清潔能源無法大規模開發利用。


    劉振亞稱,中國能源互聯網實質是“智能電網+特高壓電網+清潔能源”,是清潔能源在全國范圍大規模開發、輸送和使用的基礎平臺,是清潔主導、電為中心、互聯互通的現代能源體系。所以,加快發展特高壓電網是構建中國能源互聯網的關鍵。


    劉振亞 圖片來源:全球能源互聯網發展合作組織


    報告也認為,我國清潔能源資源與負荷中心分布很不均衡,高比例可再生能源對電網結構和調節能力的要求,客觀上決定了我國必須要加快形成以特高壓骨干網架為核心的全國清潔能源優化配置平臺。


    而且,特高壓輸電技術已經全面成熟,我國已建和在建特高壓工程32項,并網清潔能源裝機7.6億千瓦,支撐我國清潔能源發展進入了快車道,為碳達峰碳中和奠定堅實基礎。


    除了特高壓的互聯和調節作用,儲能也將起到重要的調節作用。


    報告預計2050年抽水蓄能、電化學儲能裝機規模分別達到1.7億、6億千瓦,氫儲能實現效率提高至60%-65%。



    雖然報告主要給出的對策是特高壓輸電,對儲能著墨不多,但我國實際上已經在儲能領域展開積極探索。


    據青海新聞網3月19日報道,由國家能源局委托國網青海省電力公司牽頭開展的《大規模儲能支撐高比例可再生能源電力系統安全穩定運行研究》工作已正式啟動。這是國內首次開展該項研究,將填補大規模儲能支撐高比例可再生能源電力系統安全的技術空白。

           

    報道還著重提到了儲能技術意義,稱大規模儲能發展是新能源充分開發利用的最佳技術支撐,能有效解決電網運行安全、新能源消納、電力電量平衡等方面存在的突出問題,也是國家能源局重要研究課題。


    位于格爾木市的電化學儲能電站 圖片來源:青海新聞網

    資本市場對此給出了樂觀的預計。


    光大證券認為,經濟性成為當前國內儲能大規模建設的主要矛盾。然而,儲能可通過地方補貼、提高消納帶來的額外發電收益、內部化碳成本等方式抹平暫時的經濟性缺口。隨著青海出臺國內首個新能源配儲能補貼的出臺,各地針對儲能補貼政策有望陸續出臺,有望通過政策手段、補貼抹平暫時的經濟性缺口,刺激儲能需求提升。


    據光大證券測算,假設備電時長是4小時,那么我國風光發電側從2020年-2060年的累計儲能需求空間將達到3.6TWh(億/千瓦時),投資市場規模約25萬億元。

           

    天風證券也認為,目前在無補貼條件下,鋰電池儲能調峰的競爭力相對較弱,但后續隨著鋰電池成本的不斷降低,循環壽命提升,電池容量增大,鋰電儲能度電成本將會持續降低。受政策激勵疊加鋰電價格下行影響,預計中國發電端儲能市場將快速增長。預計至2025年,中國發電側儲能市場會開始爆發,在全球碳減排的背景下,當其經濟性提高后有望快速獲取火電調峰份額。

           

    據天風證券測算,假設儲能可以100%實現利用,每年工作280天,那么在總投資額150萬元/MWh(兆瓦時)的情況下,如果沒有政策補貼,鋰電儲能投資回收期為24年,一般鋰電壽命為13-20年,故無補貼情況下經濟性差;對儲能電量進行度電補貼分別為0.5元、1元時,投資回收期將下降至10.7年和6.9年,表現出明顯的經濟性提升。度電補貼為1元時,發電側儲能表現出較高的經濟性。


    圖表來源:天風證券(下同)


    該機構預計,如果鋰電池每年能有15%的價格降幅,則2020至2025年儲能系統投資額可自150萬元/MWh下降至67萬元/MWh,在無補貼情境下,中國、歐美、日本、澳大利亞的投資回收期均可下降至10年左右,具備一定經濟性,屆時投資額降低所導致的經濟性提升有望推動儲能系統的裝配比例快速增長。



    |碳達峰、碳中和是一場硬仗

    中國要進入清潔能源時代已是大勢所趨。3月15日,中央財經委員會第九次會議首次提出“構建以新能源為主體的新型電力系統”。


    3月16日,國家能源局新能源司副司長任育之在“第六屆中國能源發展與創新論壇”上表示,會初步考慮制定更加積極的發展目標,促進可再生能源大規模、高比例開發利用。


    這無疑是一場硬仗,也是對我們黨治國理政能力的一場大考。中央財經委員會第九次會議強調,要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局,拿出抓鐵有痕的勁頭,如期實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。



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