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国家主席习近平在第75届联合国大会一般性辩论中，关于应对气候变化宣布：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。这是中国在签订《巴黎协定》后，在碳排放峰值与碳中和关键项目上做出更高目标的承诺。这一目标期限的设定，对于我国整体社会活动、国民生活方式、国家产业布局、能源利用与结构，必将会带来深刻变化。对能源供应中占重要地位的电力行业，未来10年以及40年的生存发展必将产生巨大影响。如何应对，将是当前电力行业必须面对的重大课题。

碳中和概念与意义

1997年问世于英国的碳中和概念，其含义是：“对于那些在所有减少或避免排放的努力都穷尽之后仍然存在的碳排放额进行碳抵偿”。这是现代人为减缓全球变暖，减少温室气体排放，采用的环保方式。温室气体（Greenhouse Gas, GHG）或称温室效应气体，是指大气中促成温室效应的气体成分。自然温室气体包括二氧化碳（CO2），约占所有温室气体的26%，其他还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、以及人造温室气体氢氟碳化物（HFCs，含氯氟烃HCFCs及六氟化硫SF6）等。一些温室气体，在大自然的良性循环中释放和吸收是可以自抵偿，举例来说，当一棵树长成时，它所含的碳是从空气中所吸收的碳，如果成材后把它当木材使用了，这棵树实现了碳汇，而当你全部燃烧它时，排放的碳即是吸收的碳，达到碳平衡（碳中和）；另外，人为制造一些工业制成品时，如氟利氨制冷剂等，也会净增加温室气体。可以通过替代介质，减少和避免这一类温室气体排放；若是使用化石燃料（比如煤炭、石油、天然气），则是从地底把古老的碳释放出来，所以地球大气中整体的二氧化碳量就会增加，它们也成为大气中主要净增加的温室气体。所以，现在控制温室气体排放，二氧化碳就成为主要控制排放对象。

实现碳中和，一方面是减少化石燃料燃烧排放，防患森林火灾、非燃烧处理农林作物枝秸、减少使用产生温室气体的制成品等。另一方面是增加植树造林等，进行碳汇。《巴黎协定》最终的目标是本世纪中叶实现全球碳排放和碳汇的平衡，即碳中和。?

我国2060年实现碳中和目标任务艰巨

国际能源署每年发布《全球能源与碳排放状况年度报告》显示，全球碳排放2014年—2016年间曾保持平稳，但2017—2018年出现反弹，2018年与能源相关的全球二氧化碳排放量出现新高，达到330亿吨。而我国的占比大于20%。（当然，按照人均排放，我国的强度并不是最大。另外，温室效应是温室气体累积效应，如果再考虑到150年来的累计排放，我国的人均和总量与发达国家比较，占比都不大）。因此，我们可以看出，如果仅考虑减排，我国即使不考虑2030年达到峰值增加排放的部分，和今后四十年经济社会发展能源需求增量的影响，需要折合消减燃烧标煤10亿吨以上。虽然我们还会采取增加植树造林等碳汇措施，也可以设想我们2060年整体实现碳中和目标的任务是艰巨的。

我们再着眼电力行业的状况。根据报告，在2018年330亿吨有关能源二氧化碳排放中，其中燃煤发电排放超过100亿吨。还有发电容量占比不大的燃气发电碳排放，和排放强度低但是容量占比较大的可再生能源碳排放（它们的制造、运输、建设、生产都有碳排放），全球发电碳排放的总量还要更大。由于，发电生产是二氧化碳纯排放过程（目前碳汇能力极有限），国际上把单位供电二氧化碳排放量，作为衡量碳中和程度的一个重要指标。因此，减少单位发电排放量以及控制发电排放总量，将会成为实现碳中和目标的重要措施。我国2010年发电量已经是世界第一，2019年的发电量占全球1/4。我国又是燃煤发电大国。所以，我国实现碳中和，控制发电排放肯定是重点。

我国在发电减排方面成果是显著的。单位供电二氧化碳排放从2005年900克/千瓦时，下降到2019年低于600克/千瓦时。这个成果，一方面得益于“十一五”以来，特别是“十二五”期间大幅度的燃煤机组“上大压小”，煤电煤耗、二氧化碳排放由大于400克/千瓦时、1000克/千瓦时，下降到接近300克/千瓦时、870克/千瓦时；另一方面，过去十多年来可再生电源的大力发展，使非化石电源容量和发电量占比，由原来都占10%左右，提升到42%和>30%。国务院发布《“十三五”控制温室气体排放工作方案》要求，大型发电集团单位供电、单位火电供电二氧化碳排放控制在550克/千瓦时、865克/千瓦时。我们国家的发电单位碳排放目前的这个指标，与世界平均水平450克/千瓦时相比，也高出100克/千瓦时。与近零排放（<100g）的瑞士、挪威、法国，与超低排放（<200g）的加拿大、新西兰、奥地利、丹麦、比利时，与低排放（<300g）的英国、匈牙利、意大利、西班牙、巴西等国相比差距更大；与大多数中排放（<500g）的德国、美国、日本、墨西哥、土耳其、智利、荷兰等国相比，也有距离。到2060年的40年间，我国单位供电二氧化碳排放达到<100g，每十年要减低单位供电二氧化碳排放120g。因此，未来40年将对中国电力行业产生巨大冲击。国家发改委和国家能源局2017年下发的《能源生产和消费革命战略（2016—2030）》强调，到2030年，我国非化石能源发电量占比力争达到50%。这就是电力行业未来十年面临的发展课题。在新的承诺下，必将会出台强度更大的措施。

实现预期碳中和目标的途径

实现碳中和目标，本质上就是两方面的工作。一个是减少二氧化碳的排放，另一个是增加二氧化碳汇资源。

大气中二氧化碳的产生伴随着人类生产生活的全过程，但是，主要还是化石能源的利用造成的。减少排放，主要的手段是减少化石能源的利用。减少化石能源的利用，一方面是寻找替代能源（利用可再生能源）；另一方面是减少能源的使用（全社会节能）。

从寻找替代能源方面讲，比如，用水、风、光、地热，以及核能等，替代化石能源。但是，基于我国能源资源禀赋，水能仅有5亿多千瓦的资源，已经利用了60%，未来增加容量有限；增加核能是一种选择，对减少温室气体排放有利，也有许多弊端。但是，主要还是要大力增加风、光、潮汐等能源，未来需要解决这些能源利用投资成本以及大容量、高效、经济储能难题，使其成为主力能源。而化石能源的利用，要逐步转换为配合新能源发挥主力作用的支撑角色。

从减少能源的使用方面讲，就目前情况看，我国的节能空间应当是比较大的。2019年我国的发电量是美国的1.65倍，而同期我国GDP是美国的约70%。我国的单位产值耗电强度是美国的2倍多，美国本身就是耗能大国。如果我们和日本比较，我国的单位产值耗电强度是日本的4倍多。由此，可以看出，在节能、高效利用能源方面，我们有较大的空间。节能应当作为减排重要的战略措施。

在增加碳汇资源方面，目前最有效的是植树造林。现在有成熟的碳捕捉技术，但是，捕捉收集之后的二氧化碳无害储存、利用、转换出路没有解决，至少现在不能成为碳汇的一项适用措施；目前比较活跃的碳交易，对碳汇是无效的。未来，在无害解决碳汇问题上，期待有新的科技成果出现。

实现碳中和，不是一人、一企、一行业、一区域的事，是全民生活方式的低炭自觉，是产业结构的低炭化调整，是全产业的节能优化，是技术创新推进的能源供应的低炭化。是国家之力推动的森林保护和扩大森林种植，同时，期待科学研究解决二氧化碳的无害利用。

对电力行业的影响

针对碳达峰和碳中和期限问题，生态环境部在10月例行新闻发布会上表示：实现碳中和愿景我国需要的时间比发达国家缩短30年左右。要大力推进经济结构、能源结构、产业结构转型升级。采取更加有力的措施控制化石能源消费，特别是严格控制煤炭消费，包括合理控制煤电发展。我们将研究跨越“十四五”“十五五”的二氧化碳排放达峰活动计划，要向地方、行业明确传导压力、传导任务，明确地方、行业达峰目标、路线图、行动方案和配套措施，相关部门要合力推进强化监督，要从现在开始一步一个脚印持续推进。确保2030年达峰目标实现。从这一信息可以看出，高强度的低炭化转型，是未来这十年面临的现实问题，先前制定的一些指标会有变相调整。后30年实现碳中和是国家能源长远战略问题。

首先，2030年的总供电量将会比机构原先（按照5%年增长）预测的11.7亿万度大幅缩减，应当控制在9.5—10亿万度。这其中包括大力推进煤改电、油改电的电气化进程中电量增量。如果不极大降低能源消费强度，不仅仅是10年后的碳总量基础过大，使得后30年实现碳中和的难度更大。而且，持续这样的模式，我国的电力安全会出现问题。因此，控制碳排放重要的是全社会节能，同时，配合能源替代。目前，很多人重点关注后者应当是一个误区。另外，到2030年，非化石能源发电量占比>50%，将会是必保值。这两个指标，应当说是影响电力行业的主要因素。

煤电，目前存量已经超过国家2020年计划控制在11亿千瓦的目标。在用电总量增速放缓，发电占比相对快速降低的要求下，今后煤电容量最大的扩容空间不会突破1亿千瓦。在未来十年过渡期，煤电在保障电网安全、提供经济、可靠电力、灵活支撑新能源消纳，仍然发挥主要的功能。替代散煤燃烧，实现多元供应、开发深度调峰、调频灵活性改造，以及提高低负荷工况的经济性，是煤电生存和改善经营出路。十年以后，煤电容量肯定会转向减量通道，但是，煤电发电量的减量速度会远远大于容量的减量速度。发电利用小时数会进一步萎缩，供热、调峰、应急会成为主要功能。当然，未来十年到二十年，不会出现有人担心的煤电从业人员大量转岗或失业的问题。燃气发电虽然排放强度相对煤电低，但受资源限制，今后将只能发挥其快速启停功能，作为电网的安全支撑电源。

据一些调查研究报告显示，目前正常在建煤电1.5亿千瓦，缓建6000万千瓦，停建8500万千瓦。也就是说，目前已经走在路上的煤电有大于3亿千瓦的容量，筹备中的大量项目不好准确统计，那么，这部分煤电项目的出生，将成为一个问题。从概念上说，“上大压小”是这些项目的出路之一，但是，这必定造成存量资产损失，新资产制造、运输、建设的增量排放。而且，未来煤电机组必须多元供应、灵活运行，大容量单元机组发挥不了减排优势，还降低了多元供应的保障能力。`

风、光发电，将需要快速增容发展，要作为2030年非化石能源发电量>50%的保障措施，以及未来的主力电源。但是，对于风光电自带储能、调峰、调频能力，将会提出越来越高的要求。比如，类似目前已经建成的熔盐塔式光电站。分布式风光“源网荷储”一体化热电系统将会大量出现。?“（风光水火）源、荷、储”一体化系统，将会以集成式电源形式并入电网，减少对电网的冲击。这是笔者预期未来的又一个重要课题。另外，为了节约占地，风机的单机容量、光伏板的转换效率需大幅增大。

核能，虽然国际一直有去核的趋势，而且，核电选址条件苛刻，但是，由于其非化石性质，我国还会较长时间稳步发展。而且，主要用于解决小型区域供暖的分布式核能热电联产系统，极有可能成为小城镇，以及大片农村区域的供暖方案。

水电，是非化石理想电源，又有快速变负荷能力，未来将逐步成为电网主力调峰电源。一些小型径流水电站，很可能设计、建造为具备抽蓄功能。

储能系统，随着电网中新能源比例快速增加，必须配备充足容量的储能系统。目前看，最可靠、适用、少害的形式是抽水蓄能电站。因此，这十年将会大量建设各种容量的抽水蓄能电站。关于电化学储能，虽然其效率比较高、响应速度快，但是，投资大、寿面短、废电池处理有害，目前制约它快速发展。还有一类（比如电锅炉)高耗能储能，不应当提倡。

输配电，必须具备准确的供用预测能力和平衡手段。未来会承担起网络不平衡损失的部分责任。

灵活性负荷，随着电源结构、特性发生巨大变化，用电侧必须适应电网的变化，设置大量灵活性用电用户。这需要通过政策激励，推进社会生活、生产过程和制造工艺的智能化变革。形成供给侧与需求侧同时参与维护电网的供需平衡。这是一个不能绕开必须研究的重要课题。

碳交易，现在有人将完善碳市场作为碳中和的解决方案之一，其实是个伪命题。?

国家设定碳排放达峰期和碳中和目标期，对全社会各行业都会产生巨大影响。随着全社会电气化程度提高，控制排放实现碳中和的责任，会更多集中在电力行业。这对电力行业是挑战也是巨大的发展机遇，电力行业必须有充分的准备。