電力行業碳中和的實現路徑與對策

李坤

摘要：改革開放以來，我國經濟發展迅速，電力企業為我國發展做出了很大貢獻。電力部門作為最大的碳排放部門，其低碳轉型發展對于中國實現碳中和戰略目標至關重要。研究結果顯示，電力部門在2050年實現二氧化碳零排放的目標是完全可以做到的。碳排放需要在2025年左右達到峰值，2030年后快速下降，到2050年可以實現零排放。最關鍵的措施是從2020年開始，停止新增煤電項目并加速淘汰，在2030年后加速推廣應用碳捕集與封存（CCS）技術。同時，必須完成大規模的可再生能源發電滲透，到2050年爭取實現占比達到90%。

關鍵詞：電力行業;碳中和;實現路徑;對策

引言

碳達峰、碳中和目標的提出是國家重大戰略決策，事關中華民族永續發展和構建人類命運共同體。能源電力行業技術資金密集，存在高度的路徑依賴，技術路線試錯成本極高。構建以新能源為主體的新型電力系統是一項復雜的系統性工程，應超前研判、全面分析電力生產結構改變為電力系統帶來的變化與挑戰，深入研究電力低碳轉型路徑及轉型過程中的重大問題，力爭就技術形態、技術方向等關鍵問題形成廣泛共識。針對于此，本文闡述新型電力系統的發展階段，提出策略性發展建議，以期為電力行業中長期發展提供基礎參考。

1電力部門低碳轉型需要解決的主要問題

經濟結構轉型，生態文明建設和環境因素倒逼，國家政策引導，共同推動中國進行能源體系轉型重構。中國電力部門轉型的最終目標應該是實現大規模開發利用可再生能源，使電能成為主要能源供給。但由于電力部門自身的客觀條件和發展特點，未來實現碳中和目標還要面臨很多的挑戰和問題。

首先是大規模煤電裝機的處置問題。我國現有的煤電總裝機平均機組年齡也只有12年，如果大量的煤電設施提前加速淘汰，會嚴重影響現有電力系統的安全穩定運行，這也是對固定資產投資的嚴重浪費，產生巨大的經濟成本。針對煤電帶來的經濟支持作用和“碳鎖定”影響，如何正確看待其辯證關系，是電力部門低碳轉型過程中面臨的首要問題。

其次是如何發展高比例可再生能源問題。高比例的可再生能源并網不僅僅是簡單的建造風電、太陽能發電設備，還包括建設相匹配的電網系統、儲能系統、調度體系等。我國現有的跨區域電力外送通道無法滿足傳輸需求，分布式儲能技術研究才進入發展起步階段。現有能源、電力系統還難以承受無任何約束的新能源大規模發展，嚴重制約未來大規模可再生能源的發展。

針對以上背景和問題，研究電力部門中長期低碳轉型目標和可行的實現路徑具有非常重要的現實意義。

2電力行業碳中和的實現路徑與對策研究

2.1新型電力系統需要突破“冷熱電氣”生產的各自物理界限

傳統的能源供應基本是國企“區域化壟斷”經營著供電、供熱、供水、供燃氣，固定的價格與固定的市場下，缺乏壓力與積極性去“互通有無，優勢互補”，很難真正構建出綜合能源服務體系。以新能源為主體的新型電力系統下，能源生產和消費界限需要打破，各種能源業務領域的界限需要弱化，傳統的單一能源供應模式需要轉向多能源協同供應模式，這樣才可以提高綜合用能效率。可見，針對新建的園區、機場、火車站、醫院、校園等，電力、燃氣、熱力、供冷、供水管廊等基礎設施需要融合規劃，冷、熱、電、氣多種能源系統間的技術壁壘需要打通，如電力企業在配電園區正在試點的“光伏電站+風電站+變電站+5G基站+儲冷/儲熱/儲氫/儲電站+充電站+數據中心站”多站合一就是一種突破。

2.2電力系統低碳轉型，逐步實現零碳電力

碳排放的本質是化石能源的大量開發和使利用，只有徹底轉變能源發展方式才能從根本上實現碳中和。碳中和的關鍵應該是盡可能更多、更快地推動各部門電氣化，確保電力來自零碳資源而不是化石能源，實現“兩個替代”，即能源開發清潔替代和能源消費電能替代。形成清潔能源為主中心的能源供應體系和電為主的能源消費體系，一邊以風能、光能等清潔能源發電，另一邊實現以電代煤。

不管是從國際視角還是國內視角，主要二氧化碳排放源是電熱水汽生產供給行業。全球電力熱力行業二氧化碳排放占比為42%，國內有將近一半的省市電力熱力行業排放二氧化碳占總排放量占比超過50%。如果實現零碳電力，實現清潔能源發電，大力發展太陽能、風能、光能，碳達峰、碳中和的目標也能更順利地完成。

2.3完善利益平衡、統籌兼顧的市場機制，建立綠色金融政策保障體系

發揮市場在資源配置方面的決定性作用，以市場化手段解決新能源系統利用成本顯著提高的問題。積極探索容量補償機制，挖掘電力系統“源網荷儲”靈活性資源配置潛力，保障新能源的高效利用及用戶供電的可靠性。完善電力等能源品種價格的市場化形成機制，優化差別化電價、分時電價、居民階梯電價政策，發揮促進產業結構調整、緩解電力供應緊張矛盾的積極作用。科學設置碳排放總量控制目標、配額分配方式，建立碳價與電價的聯動機制，實現碳交易與其他綠色交易品種的協調。發揮政府投資的引導作用，構建與碳達峰、碳中和目標相匹配的投融資政策體系。有序推進綠色低碳金融產品和服務開發，設立碳減排貨幣政策工具;建立綠色信貸評估機制，完善綠色金融政策框架。

2.4保障電網安全穩定運行

轉型期的電力系統仍然是交流電力系統，必須遵循交流電力系統的基本原理和技術規律，尋求新的手段、加快措施布局，保障足夠的系統慣量、調節能力、支撐能力，筑牢電網安全穩定基礎。

系統慣量是系統安全運行的基本要求。一是保持適度規模的同步電源，通過技術創新來調整常規電源的功能定位，在政策層面保障燃煤機組從裝機控制轉向排放控制。二是擴大交流電網規模，提高同步電網整體慣量水平，增強抵御故障能力，更好促進清潔能源消納的互聯互通。三是開發新型慣量支撐資源，發展新能源、儲能等方面的新型控制技術，提高電力電子類電源對系統慣量的支撐能力。

調節能力是電力系統適應不斷加大的波動性、有功/無功沖擊的重要保證。關于調峰，在提升電源側調節能力的同時，推進電動汽車、分布式儲能、可中斷負荷參與調峰，扎實提高電網資源配置能力，共享全網調節資源。關于調頻，推動新能源、儲能、電動汽車等參與系統調頻，發揮直流輸電設備的頻率調制能力。關于調壓，發揮常規機組的主力調壓作用，利用柔性直流、柔性交流輸電系統（FACTS）設備參與調壓，研究電力電子類電源場站級的靈活調壓，探索分布式電源、分布式儲能參與低壓側電壓調節。

支撐能力是電力系統承載高比例電力電子設備、確保高比例受電地區安全穩定運行的關鍵。一是開展火電、水電機組調相功能改造，鼓勵退役火電改調相機運行，提高資產利用效率。二是在新能源場站、匯集站配置分布式調相機，在高比例受電、直流送受端、新能源基地等地區配置大型調相機，保障系統的動態無功支撐能力，確保新能源多場站短路比水平滿足運行要求。三是要求新能源作為主體電源承擔主體安全責任，通過技術進步來增強主動支撐能力。

結語

碳中和提出背景下，為更好的實現我國電力行業的碳達峰及碳中和目標，電力行業的低碳轉型發展勢在必行。本文以電力行業能夠實現碳中和目標為出發點，發現碳中和目標下電力行業在低碳轉型的發展過程中面臨的問題。基于這些將要面臨的問題，本文提出了解決對策，認為上述的碳中和目標下電力行業低碳轉型問題，可以通過推動煤電向清潔高效的方向發展、推進可再生能源發展、加強智能電網建設、加快制定電力企業長期規劃、推進低碳減排技術及規模化應用的對策來解決。并對碳中和目標下電力行業的低碳轉型發展路徑做了一個構想，將電力企業的低碳轉型的問題及對策在發展路徑中做了進一步的延伸。

參考文獻

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