长三角能源低碳转型面临四大变革

作者:发布时间:2021-09-16浏览次数:10

温室气体排放引起的全球气候变暖导致暴雨、高温等极端气候问题频频发生,继430日江苏生南通市冰雹和雷暴大风事件后,720日河南省郑州市又遭遇特大暴雨,气候变化问题引起的自然灾害给人类带来不可估量的生命和财产损失,减缓全球变暖、应对气候变化成为我们不可回避的问题。

2020年联合国大会上习近平总书记提出的2030碳达峰、2060碳中和目标表明了中国应对气候变化的决心。能源低碳转型是实现双碳目标的关键,而能源供给结构、消费模式、低碳技术、体制机制的变革是实现能源低碳转型的关键。长三角地区是中国的经济重心和能源消费的净输入地,上海、江苏均提出率先实现碳达峰的目标,然而长三角地区可再生能源资源禀赋相对匮乏、适应高可再生能源比例的能源体系尚未建立。碳达峰、碳中和目标对于长三角地区能源体系而言是一场供给、消费、技术、体制机制的系统性变革。那么碳达峰、碳中和背景下长三角能源转型面临怎样的挑战,长三角如何实现能源绿色转型?

长三角能源低碳转型面临四大变革

长三角能源消费化石能源比重偏高,可再生能源推广受到资源禀赋、基础设施、体制机制多方面约束。近年来,煤炭等化石能源在长三角能源消费中所占比重持续下降,但仍然占主导地位。根据2020年《中国电力统计年鉴》分地区发电量数据计算,2019年,长三角三省一市本地发电量共计12323亿千瓦时,火力发电量仍占总发电量的83.91%;区外来电占本地电力消费总量的18.96%。其中,上海、江苏、浙江、安徽火力发电分别占本地当年发电总量的97.01%86.21%70.74%92.25%,除安徽为电力净调出地外,其余两省一市均为净输入地。

“十三五”期间长三角地区积极提升可再生能源发电能力,根据2020年《中国电力统计年鉴》分地区发电装机容量数据计算,截至2019年底,长三角总计新增发电装机容量7931万千瓦,其中新增非火力发电机组容量占65.04%。然而,火力发电装机容量仍占地区总装机容量的73.21%,可再生能源发电机组小时利用率仅为25.50%。可再生能源的推广和应用已经不再受到成本约束,但长三角地区建设光伏发电、风力发电所需的土地资源相对匮乏,太阳能和风力资源在全国各省市中处于较低水平,现有电网基础设施、电力交易机制尚未能应对大规模区外可再生能源调入带来的供电间歇性、安全性问题。

因此,长三角能源转型并不是简单的可再生能源对化石能源的替代,而是从煤炭为主的能源结构转向煤炭占比下降,石油、天然气、可再生能源、核能等多种能源占比提升的多元化能源结构,构建能源品种多元化、来源多元化的供给体系。这是长三角地区能源低碳转型在“双碳”愿景下面临的第一个变革。

长三角高碳经济增长模式存在发展惯性,经济增长与生活水平提升引起能源需求增长与碳减排约束矛盾突出。尽管长三角地区已经进入服务业增速大于工业增速的阶段,但碳排放强度较高的制造业仍然在长三角地区经济发展中占据重要地位。根据CEADS数据库省(市)碳排放数据、《中国统计年鉴》省(市)GDP数据计算2019年,长三角工业部门碳排放占地区碳排放总量的80%以上,工业部门单位增加值碳排放是全行业单位增加值碳排放的2.5倍左右。工业部门是长三角单位产值排放系数最高、碳排放总量占比最大的行业,其增加值占长三角GDP33.42%

此外,随着收入水平提高、生活质量提升,长三角地区生活能耗与碳排放总量呈现上升趋势,对碳达峰、碳中和目标实现形成挑战。根据CEADS数据库省(市)碳排放数据计算,2018年长三角城市与农村生活碳排放总量是2000年的3.22倍,人均碳排放达到2000年的2.73倍,除上海2018年城乡生活碳排放总量与人均值出现下降,其他两省一市仍然保持增长趋势。因此,长三角低碳能源转型同时也要依赖工业部门产业转型升级、居民部门能源消费方式改变。

综上,能源低碳转型还面临着能源消费方式的变革,需要重构适应低碳能源体系的生产生活模式。

低碳能源技术是实现碳减排、碳中和目标的关键。低碳能源技术涉及能源生产、转换、消费的多个方面,包括光伏、风电、核电等新能源技术,洁净煤和煤层气技术,碳捕集、碳利用、碳封存技术(CCUS),分别从能源供给无碳化、能源转换低碳化、能源消费减碳化角度实现碳减排目标。目前,长三角地区在新能源技术发展较为成熟,三省一市已经形成优势互补的格局,上海在新能源技术研发、国际交流等方面具有优势,而江苏、浙江分别在光伏和风电整机制造业、零部件制造业方面具有优势,安徽则在生物质能发电等方面具有优势。

在洁净煤等低碳技术方面,国家能源局发布《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》,从煤炭总量控制、转化和利用效率提升等角度全方位激励煤炭利用效率提升,支持洁净煤技术发展。长三角三省一市洁净煤炭技术应用在全国处于领先水平。以发电行业为例,根据2020年《中国电力统计年鉴》分地区6000千瓦及以上电厂发电煤耗、总发电量计算,2019年长三角(6000千瓦规模以上发电厂)平均发电煤耗约为280.22/千瓦时,低于全国平均水平2.79%,相对于“十二五”末期下降2.30%

在脱碳技术方面,目前国内外碳捕集、碳利用、碳封存技术均取得显著发展,但国内技术效率与成本仍与国外有一定差距,由于CCUS技术耗能高、成本高、风险高等问题,在国内的应用尚未推广。长三角地区新能源资源禀赋有限,能源消费以国外、外省市调入煤炭、石油等化石能源为主,火力发电机组在保障区域内用电安全方面具仍有不可替代的作用。在碳中和愿景下,长三角地区有必要率先突破碳捕集、碳利用、碳封存技术与成本瓶颈,率先推进CCUS项目应用,然而目前长三角地区在这一方面的合作仍然不足。因此,在能源低碳转型过程中,长三角地区还需要进行低碳能源技术变革,引领能源体系碳排放效率全方位提升。

最后,长三角地区能源低碳转型要改进能源体制,促进区域能源资源配置提升。自改革开放以来,中国能源体制开始从计划经济向市场经济过渡,旨在通过市场机制促进能源工业资源配置效率提升,以应对不断变化的国际能源供需格局、价格趋势、技术革新。目前电力、油气市场化改革已进入深水区,除了具有自然垄断特征、关乎能源安全的关键环节外,电力、油气市场已实现政企分离,并允许非国有资本进入。在碳中和愿景下,长三角地区能源结构变化、低碳技术革新对能源体制变革提出新的要求,亟待建立并完善适应高比例可再生能源、多元化能源供给、数字化与智能化转型、能源需求侧管理等新发展趋势的能源体制。20215月国家发改委、能源局印发《关于进一步做好电力现货市场建设试点工作的通知》(以下简称“《通知》”),至此长三角三省一市全部被纳入电力现货市场试点(浙江第一批,上海、江苏、安徽第二批),《通知》同时提出加快长三角区域电力市场建设方案研究,这一决策有利于区域电力市场一体化建设,同时也对长三角区域能源市场一体化发展、能源资源配置效率提升形成新的机遇和挑战。

长三角能源低碳转型的对策与建议

第一,建立适应多元化能源供给的电力系统。在碳中和愿景下,长三角地区需要合理开发利用本地新能源、积极调入外部能源,构建多元化的能源供给体系,进一步提升电气化水平。长三角电力部门能源结构将面临可再生能源比例较大幅度提高、外来电比例进一步提升、能源供给多元化的趋势。风力、光伏、水力等可再生能源发电具有间歇性特征,同时外来电也具有不确定性,势必为本地电力安全带来更大不确定性,对本地备用发电机组带来更高需求。长三角地区需要进一步推广应用电力需求侧管理、虚拟电厂技术,以增强电力系统适应多元化能源供给的能力。一方面,电力需求侧管理有助于电力负荷削峰填谷、资源合理分配、消费总量削减,从而降低备用发电机组容量需求,从需求侧保障电力系统安全、实现节能减排目标。另一方面,虚拟电厂则从供给侧解决发电来源多样、可再生能源间歇性带来的不确定性问题,有助于促进可再生能源消纳、提升可再生能源利用效率、保障能源供给安全。

第二,建立清洁化能源消费方式。建筑、交通、制造业是长三角地区除电力、热力供应部门以外碳排放的最主要来源,具有较大节能减排空间。实现双碳目标、应对气候变化问题,长三角需要改造重点领域的能源消费模式,提升能源利用效率。在建筑领域,长三角地区应当进一步推广绿色建筑,严格执行绿色建筑标准体系,在建筑施工、运营、使用阶段全面实现节能减排目标;与此同时,分阶段、分批次逐步实现老旧建筑的节能节水绿色改造;建立区域协同、具有连续性的绿色建筑评估体系、监管政策、激励政策,引导多部门资本进入绿色建筑领域。在交通部门,推进长三角一体化交通布局,打造具有立体层次、内外联通的轨道、公路、水运、民航交通体系,提升区域交通运输效率;进一步推进新能源汽车替代传统燃油汽车,完善三四线城市充电桩等基础设施建设。在制造业领域,借鉴国际大都市圈经验一体化布局长三角制造业和碳达峰、碳中和路径,进一步淘汰石油化学工业、金属冶炼和延压等高耗能、高排放制造业的落后产能、推进产业升级。

第三,建立区域低碳技术共享机制。在可再生能源资源禀赋不足、外来电造成供电安全性下降等问题的约束下,长三角地区研究并推广CCUS等减碳、脱碳技术是未来实现碳中和目标的关键。根据IEA2020年能源技术展望:碳捕集、利用与封存特别报告》估算,建造和运营CCUS设施的经验能够有效改进技术并降低成本,位于休斯敦的Petra Nova发电厂2017年安装CCUS设施进行碳捕捉的成本约为65美元/吨,相对于2014年加拿大Boundary Dam安装设施的碳捕捉成本下降30%。目前,CCUS技术由于成本高、能源消耗等问题尚未在国内火力发电厂中推广,长三角地区有必要建立区域内与区域间低碳技术共享机制,通过吸引外资、技术转移等方式与国内外具有CCUS设备改造经验的发电企业进行合作,同时促进长三角内部企业的合作与技术共享,推进CCUS技术在长三角发电、能源转换等领域的应用。

第四,加强区域能源市场化改革方案对接。长三角能源体制改革以理顺能源价格、解决能源供需矛盾等社会经济发展问题为目标,电力、油气市场改革已取得显著成效,在碳中和愿景下节约能源、保护环境将是长三角能源体制改革的优先原则。长三角三省一市有必要加强电力现货市场建设、天然气管网和价格机制改革、煤炭储备与质量管控机制、绿证交易与可再生能源消纳机制等方面的改革方案对接,以进一步理顺能源价格、促进能源结构绿色转型,支持长三角分地区、分行业逐步实现碳达峰、碳减排目标。

 

作者:孙可哿系上海社会科学院生态与可持续发展研究所助理研究员,尚勇敏系上海社会科学院生态与可持续发展研究所副研究员,李海棠系上海社会科学院生态与可持续发展研究所助理研究员

来源:澎湃新闻