電力行業(yè)脫碳將是碳達(dá)峰、碳中和的重中之重

春日的暖陽照在錢塘江面上，也照進(jìn)了唐躍明的心里。“昨天多云，我們廠的屋頂發(fā)了80640千瓦時(shí)電。”3月11日，站在浙江海寧尖山新區(qū)聯(lián)鑫板材科技有限公司屋頂上，該公司電氣負(fù)責(zé)人唐躍明一臉興奮。

尖山新區(qū)是“天下奇觀”錢江潮的起潮地，也是浙江海寧市的主要經(jīng)濟(jì)引擎。在這里，370家企業(yè)幾乎每家屋頂都鋪滿了光伏板。2020年，尖山新區(qū)光伏裝機(jī)容量達(dá)到229.4兆瓦，發(fā)電量2.18億千瓦時(shí)，加上沿江的風(fēng)電，總發(fā)電量超過3億千瓦時(shí)，折合年節(jié)約煤炭8.8萬噸，減少二氧化碳排放21.96萬噸。

隨著碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的提出，中國成為全球主要排放國里首個(gè)設(shè)定碳中和目標(biāo)期限的發(fā)展中國家，這也是中國在《巴黎協(xié)定》承諾的基礎(chǔ)上，在碳排放達(dá)峰時(shí)間和長期碳中和問題上設(shè)立的更高目標(biāo)。目標(biāo)之下，電力行業(yè)的清潔化進(jìn)程加速推進(jìn)，成為碳中和的“勝負(fù)手”。

清潔能源逐步替代燃煤

電力行業(yè)脫碳將是碳達(dá)峰、碳中和的重中之重。

目前，我國電力行業(yè)碳排放量居于各行業(yè)之首，且煤電占我國發(fā)電量比重仍在60%以上。當(dāng)前我國碳減排最迫切的需求在于通過清潔能源發(fā)電替代燃煤發(fā)電，從而降低電力行業(yè)的碳排放。

國網(wǎng)能源研究院發(fā)布的《中國能源電力發(fā)展展望2020》顯示，2020年工業(yè)和電力部門占全部能源消費(fèi)產(chǎn)生二氧化碳排放量的70%。隨著電能替代加速，使部分碳排放從終端用能部門轉(zhuǎn)移到電力行業(yè)，電力部門將成為最主要的碳排放源。

“我國是世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國，而且以煤炭為主，傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)煤電占比很大。”國家電力投資集團(tuán)總工程師兼環(huán)保總監(jiān)王俊表示，國家電投落實(shí)碳達(dá)峰、碳中和工作的整體思路是嚴(yán)控煤電、氣電總量，大力發(fā)展風(fēng)、光、水、核等清潔能源，加強(qiáng)低碳技術(shù)創(chuàng)新、系統(tǒng)集成研發(fā)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，積極參與全國碳市場和電力市場建設(shè)。

在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，2030年非化石能源在一次能源中的占比要從20%提升至25%，風(fēng)電、光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)要達(dá)到12億千瓦以上，以風(fēng)電、光伏為主的可再生能源電力電量要大幅增加。根據(jù)國家發(fā)展改革委能源研究所的一項(xiàng)研究顯示，在高比例可再生能源情景下，2050年，預(yù)計(jì)一次能源消費(fèi)將達(dá)到35.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，終端消費(fèi)達(dá)到30.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，終端用能電氣化比例將達(dá)到66%，非化石能源發(fā)電占比91%，其中風(fēng)電、光伏發(fā)電占比將達(dá)到73%。

低碳化是新一輪能源變革發(fā)展的必然趨勢。水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副總工程師謝宏文表示，風(fēng)電成本將持續(xù)下降，而光伏未來將成為我國上網(wǎng)電價(jià)最低、規(guī)模最大的電源。技術(shù)進(jìn)步將推動(dòng)光伏轉(zhuǎn)換效率和工藝制造水平持續(xù)提升，推動(dòng)光伏發(fā)電成本下降。

新能源消納需超前謀劃

實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一項(xiàng)復(fù)雜艱巨的系統(tǒng)工程，面臨諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。當(dāng)前歐美主要國家已完成工業(yè)化，經(jīng)濟(jì)增長與碳排放脫鉤;我國尚處于工業(yè)化階段，能源電力需求還將持續(xù)攀升，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放仍存在強(qiáng)耦合關(guān)系，在經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長情況下必須探索一條既能保障能源電力安全可靠供應(yīng)，又能實(shí)現(xiàn)碳減排的務(wù)實(shí)路徑。

實(shí)現(xiàn)碳中和的核心是控制碳排放。能源燃燒是我國主要的二氧化碳排放源，占全部二氧化碳排放的88%左右，電力行業(yè)排放約占能源行業(yè)排放的41%，減排任務(wù)很重。業(yè)內(nèi)人士表示，能源消費(fèi)達(dá)峰后，隨著電氣化水平提高，電力需求仍將持續(xù)增長，電力行業(yè)不僅要承接交通、建筑、工業(yè)等領(lǐng)域轉(zhuǎn)移的能源消耗和排放，還要對(duì)存量化石能源電源進(jìn)行清潔替代，必須作出更大貢獻(xiàn)。

推進(jìn)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，關(guān)鍵在于加快發(fā)展非化石能源，尤其風(fēng)電、太陽能發(fā)電等新能源。我國95%左右的非化石能源主要通過轉(zhuǎn)化為電能加以利用。電網(wǎng)是電力系統(tǒng)碳減排的核心樞紐，電網(wǎng)企業(yè)面臨保安全、保供應(yīng)、降成本的巨大壓力，同時(shí)自身節(jié)能減排任務(wù)繁重。

“新能源迅猛發(fā)展，在有效緩解經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)能源需求、改善環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)，也帶來了一些新問題，特別是其消納工作，給電力系統(tǒng)帶來了新挑戰(zhàn)。”國網(wǎng)湖北省電力有限公司董事長肖黎春說。

以湖北省為例，近5年內(nèi)新能源裝機(jī)年均增長38%，部分地區(qū)電網(wǎng)就地消納空間、通道斷面外送能力已趨于飽和，電網(wǎng)調(diào)峰的難度和安全穩(wěn)定運(yùn)行的壓力劇增。

肖黎春表示，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，亟待超前研究謀劃新能源消納工作，在全社會(huì)形成新能源消納合力，避免出現(xiàn)棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，促進(jìn)電力結(jié)構(gòu)調(diào)整，最大限度以清潔和綠色方式保障電力充足供應(yīng)。

能源基礎(chǔ)設(shè)施要跨界融合

碳中和目標(biāo)下，如何保障大幅增長的清潔能源消納是首要問題。

在尖山新區(qū)，幾百座屋頂光伏發(fā)出來的電匯入大電網(wǎng)，整個(gè)地區(qū)由一個(gè)高密度用電區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)橐蛔履茉淳G色發(fā)電廠。“電網(wǎng)最重要的是安全、可靠、穩(wěn)定和高質(zhì)量，而分布式光伏每一處輸出的電能質(zhì)量都不一樣，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和部分企業(yè)生產(chǎn)造成了困擾。”國網(wǎng)海寧市供電公司副總工程師范云其說，為此，項(xiàng)目建成了柔性互聯(lián)換流站，研發(fā)了網(wǎng)源荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。同時(shí)，對(duì)尖山新區(qū)電網(wǎng)實(shí)施智能化改造升級(jí)，通過能量路由器，在不同區(qū)域、不同電壓等級(jí)配電線路之間架起了一座橋梁，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)企業(yè)光伏發(fā)電的分層分區(qū)全額消納。

著眼全局，發(fā)展電池儲(chǔ)能是保障能源電力可靠供應(yīng)的長久之計(jì)。國網(wǎng)湖南省電力有限公司董事長孟慶強(qiáng)表示，當(dāng)前，我國電力供應(yīng)緊平衡問題凸顯，部分地區(qū)高峰負(fù)荷時(shí)段保供電壓力較大。

以湖南為例，近年來用電負(fù)荷持續(xù)快速攀升，電力供應(yīng)能力已達(dá)極限，預(yù)計(jì)未來一段時(shí)間電力缺口仍將存在，提升電力供應(yīng)保障能力刻不容緩。

“發(fā)展電池儲(chǔ)能，可作為電力系統(tǒng)的‘充電寶’和‘穩(wěn)定器’，不僅可在用電緊缺時(shí)段提供電力支撐，還能顯著增強(qiáng)電網(wǎng)應(yīng)對(duì)事故的能力，切實(shí)保障能源電力安全。”孟慶強(qiáng)說。

放眼未來，國家發(fā)展改革委能源研究所可再生能源中心研究員時(shí)璟麗表示，目前，可再生能源發(fā)展在資源、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)性方面基本不存在瓶頸和障礙，關(guān)鍵在于可再生能源與能源系統(tǒng)的融合，而實(shí)現(xiàn)融合的關(guān)鍵是建設(shè)電氣化、清潔化、智能化的現(xiàn)代能源體系。未來，化石能源在能源系統(tǒng)中的作用和運(yùn)行方式必須轉(zhuǎn)變，同時(shí)，可再生能源要實(shí)現(xiàn)優(yōu)化存量，有序增長，能源基礎(chǔ)設(shè)施要實(shí)現(xiàn)跨界融合。

關(guān)鍵詞： 電力行業(yè)脫碳 碳達(dá)峰 碳中和