如何兌現減排承諾：我國首次實現碳達峰的啟示

張博庭

(中國水力發電工程學會，北京 100044)

2020年9月，習近平主席在聯合國大會上作出莊嚴承諾，我國要在2030年前實現碳達峰和2060年前實現碳中和(下稱：兩碳承諾)[1]。這一重要承諾的宣布，不僅讓國際社會一片驚愕，而且也讓國內的能源工作者驚嘆不已。因為，這個兩碳承諾，讓我們原來曾經承諾的巴黎協定的減排速度，大約加快了15年。

根據巴黎協定2℃的溫控目標規定，要求各國在2100年前實現碳中和。巴黎協定1.5℃的溫控目標，要求各國在本世紀下半葉(大約在2060到2080年間)實現碳中和[2]。然而，這次習主席向聯合國的新承諾是，我國將在2060年前就實現碳中和。為此，我國能源行業的減排壓力陡增，不改變原有的減排觀念和模式，制定科學合理的“兩碳承諾”時間表和路線圖，我們幾乎很難兌現這一承諾。

1 制定符合兩碳承諾的減排時間表、路線圖

1.1 認清碳中和與碳達峰之關系

現在很多媒體的宣傳都把減排承諾簡化為2030年碳達峰和2060年碳中和。這樣把一個“前”去掉，似乎是對我們自己完成承諾有好處。其實不然，這兩個承諾中的“前”去掉之后的效果，是截然相反的。碳達峰的承諾，如果沒有后面跟著的2060年前碳中和的承諾，把前字去掉，讓我國碳達峰的時間往后推一些，減排的壓力確實會小一點。但是，如果有2060年前碳中和的承諾，那么碳達峰的時間就是越早越好了。因為，從碳排放達峰到碳排放為零的時間越長，減排工作才能夠更加從容，更加經濟合理。

此外，能早一天碳達峰，對我們的國際形象也是非常有利的。要知道所謂碳達峰對一個國家是一個非常低的要求。因為，在碳達峰之前，不管減排的口號喊得多么響，一定都是空頭支票，因為實際上還在增加碳排放。所以，如果能把碳中和實現的目標盡量往后延遲，在某種程度上對我們有利。但是，碳達峰的時間，一定是越早越好。這個時間越往后，我們面臨的減排壓力就會越大，回旋的余地也就越小，碳減排所付出的成本也就越高。

2020年年初發改委能源研究所和一些單位的研究成果“中國煤電退役報告”，有一個減排的成本計算。他們預計，如果我國十四五仍然新建煤電的話，那么我國的減排成本將可能增加1.5萬億元。研究假定還是基于巴黎協定的2℃和1.5℃的要求進行的預測。如果按照習主席承諾的2060年就實現碳中和的話，增加的成本將遠不止1.5萬億元。這其實就是碳達峰早晚的成本之差。

1.2 全社會碳中和的前提是電力碳中和

碳中和，即實現“碳源”等于“碳匯”的“凈零碳排放”(下稱：零碳)。因為人類替代化石能源的手段，主要是通過用可再生能源發電。在此基礎上，再通過提高整個社會電能替代的比例，從而盡可能實現替代整個社會的化石能源使用，實現零碳。然而，由于電能的替代，幾乎很難達到100%，所以，即使發電用的能源，已經是100%的非化石了，但還是免不了在一些領域，還須要使用一些化石能源(如建筑、交通、冶金、化工)。也就是說，全社會“零碳”的前提，首先就是發電能源100%來自可再生(至少是非化石)能源。除此之外，還要對一些暫時不能實現電能替代的領域內所使用的少量化石能源，想辦法創造出相等的“碳匯”以平衡碳排放。因此，國內外的很多研究機構普遍認為，從電力行業的零碳，逐步解決交通、建筑、冶金、化工等領域內的零碳問題，至少需要10年左右的轉型時間。

據此，按照2060年全社會碳中和的承諾反推，我國大約要在2045到2050年間就實現百分之百的可再生能源發電。目前，國內外不少能源研究機構都認為：根據現有的技術水平，全球到2050年實現百分之百的由可再生能源供電，無論是技術上還是經濟上都是可行的[3]。甚至有機構更明確提出，這不僅技術上可行，而且經濟上還能比發展傳統的化石能源更有優勢。

這個結論，在中國是否能成立？筆者認為，這個問題完全可以由我們水電工作者來回答。盡管我們只是專門搞水電的，可能不是特別了解其他種類能源的具體情況，似乎缺乏權威性。但是，我們完全可以借用一些綜合性的研究機構已經給出的研究結論，并且針對其中我們所了解、所熟悉的水電部分，作一些更深入的研究，通過把我國水電的潛力進一步挖掘出來，得到一種可靠的結論[4]。

1.3 我國實現電力碳中和的可行性

如何在現有研究成果中挖掘我國水電資源的潛力？前不久就有文章披露：國家發改委能源研究所預測，“2050年，全社會用電量中，風電占比50%，太陽能占到23%，水電占到12%，核電和火電各占到6%。”

對此，首先應該承認能源智庫的研究結論應該是可行的，因為他們是非常了解具體國情的專門能源研究機構。然而，在此基礎上，我們卻可以發現能源研究機構對我國水電的減排作用、挖掘，體現的還不夠充分。 根據專業人士對中國水電的了解，我們認為：水電在未來的我國發電總量中的比重，決不應該僅占12%，而是要高于目前的18%，甚至可以達到20%以上[5]。顯然，如果我們能證明中國水電在未來發電能源中的比重，可以達到20%，那么我國能源研究機構已有的結論，是不是就可以修正為：到2050年我國的“風電占比50%，太陽能占到23%，水電占到20%，核電4%和火電0%。”了呢？

另外，還可以具體的看看能源研究所和國家可再生能源中心的《我國2050高比例可再生能源發展情景暨路經研究》課題中，曾明確標明：到2050年我國風電和太陽能發電的裝機分別可達到24億和27億kW。

根據此成果，即使按照保守的年運行小時(風電2 000多小時，太陽能1 000多小時)估算。屆時我國的風電大約每年可提供5萬億度電能，太陽能也能提供接近4萬億度電能。有了這些電能，再加上可提供的水電的2.4萬億度電，就已經超過了我國用電最高峰時的峰值11.2萬億度(14億人口，人均8 000億度電)。更何況我們還要有2億多kW的生物質能可以發揮作用。總之，各種能源研究預測都表明，只要充分挖掘我國水電資源的潛力，我國到2050年實現完全由可再生能源供電，絕對應該是可行的。

2 我國最新的減排承諾已經不再是GDP優先

以往我們的減排國際承諾，其實都是相對的減排指標。減排的前提是，完成這些指標，并不會影響我們的GDP。不僅如此，只要GDP增速足夠快，即使完成了所承諾減排的指標，但實際的碳排放量，可能不僅沒有減少，而且還要增加(事實也正是如此)。也就是說，以往要保證的首先是我國經濟的發展，其次才是我們如何減排、減排多少。但這次習主席在聯合國大會的減排承諾則完全不一樣，對于以往的一些相對減排指標，習主席幾乎不再重復，強調的全是絕對減排的指標。真正讓國際社會看到了我們國家，正從過去的“要我減排”到現在的“我要減排”的態度變化。看到了我國要踐行構建人類命運共同體、履行大國擔當責任的實際行動。

過去一段時間，由于我們的減排是排在發展GDP之后的，因此就造成了很多地區的新能源(主要指風、光發電。下同)發展，首要的目的似乎不是為了滿足社會的能源需求，而是為了拉動GDP。沒有很好的解決新能源消納問題，因此，就產生一個“新能源消納難”的悖論。要解決我國新能源消納難的問題，要從根本上首先回答，新能源到底能不能滿足社會發展的能源需求？如果能滿足(哪怕目前只能先滿足一部分)，就要真正用發展新能源來滿足社會發展的能源需求，逐步取代以往的傳統能源。而不能，一說到滿足社會發展的能源需求，只能靠發展傳統能源解決。

與此相適應，我國的能源監管，也完全沒有必要把精力集中在監管各地的新能源指標和消納上，而應該上升到更高的層次。例如，監管用新能源滿足社會能源需求(能源轉型)的實際效果。讓各地方政府把自己發展新能源當成實現能源轉型的一種選擇手段，而不是只規定出一些新能源指標，要求各地方政府和電網公司必須去完成。否則的話，地方政府和電網公司如果沒有意識到發展新能源的重要社會意義，很難免不把發展新能源當成一種負擔。同時，他們還可能要依靠發展傳統的化石能源，解決不斷增長社會能源需求。

3 注重監管新能源消納與注重能源轉型的巨大差別

目前我們的政策主要是注重監管新能源的指標和消納，其結果卻讓人難以滿意。可以說，因為要完成新能源消納的任務，政策已經把各地方政府和電網公司都已經放到了新能源發展的對立面。此外，新能源的消納也是需要成本的，因為需要用調峰電源解決其發電間歇性的問題。初步估算，每保障消納一度電的新能源，至少平均需要0.1元的(暗補貼)成本。我們的電網公司，因為是國有企業，所以表現得非常慷慨，并沒有向國家提出過新能源消納的電價補償。然而，隨著新能源裝機規模的擴大，電網公司自己是無力完全承擔這些消納新能源的暗補貼的。為了能轉嫁一些調峰的成本，電網自然就會希望發電企業，能多建一些煤電站。以便讓發電企業來幫助分擔一些新能源調峰的成本。

為了能讓煤電機組參與調峰，大家都明知道煤電機組的利用小時已經大大的低于設計水平的情況下，煤電機組仍然是越建越多。我們在明知煤電是最不適合調峰的電源的情況下，還是要求煤電機組進行靈活性改造，以便能參與深度調峰。結果使得我國電力行業的產能嚴重過剩，能源轉型的成本極高、代價極大，而且還越發展、越困難。

對此，我們不妨算一筆帳。如果從2013年業內爭論煤電產能是否過剩，還應該不應該發展煤電算起，現在已經過去了七、八年。在這七年多里，由于為了給新能源調峰，新增加了約3億kW的煤電，總投資約為1.2萬億元。按照年6%的貸款利息，加上25年還貸，每年還本4%來計算，目前電力行業每年為新增過剩煤電的投資成本的支出，約是總投資的10%，1 200億元[6]。而我們所得到的結果，卻是幾乎所有的煤電企業，利用小時數普遍偏低，生存困難。也可以說，這就是我們僅僅注重監管新能源的消納所帶來的不良結果。

反之，如果我們監管地方政府和電網公司的指標，不是新能源消納，而是能源轉型(如控制煤電)的話，那么，地方政府和電網公司，絕不應該還有如此大建煤電的需求和沖動。而一定會選擇一條能在滿足能源需求和供電安全的前提下，盡量減少煤電投資的發展路線。要知道，控制煤電規模減少煤炭用量才是世界各國實現碳達峰的關鍵因素。這一點在我國不僅毫無例外，而且已經被歷史證明過了[7]。

4 煤炭價格的失控，意外地促成了我國的第一次碳達峰

2009～2012年期間，我國的原煤價格出現了非理性的上漲。到2010年，以往制定的煤電聯動機制已經完全不能抑制住煤價的交替上漲。此后，由于國家終止了煤電價格的聯動，我國的燃煤發電出現了嚴重的成本倒掛，一些煤電企業已經到了發電越多賠錢越多的地步。當時有的電力集團已經對煤電采取了與原來的競爭規模時截然相反的姿態。有的甚至愿意把一些賠錢的燃煤電廠無償劃撥出去。因此，不僅當時的電力企業沒有任何新建燃煤電廠的積極性，而且，水電(包括核電和風電)的發展，也被業內賦予了高度的重視和期待。得益于煤電遭遇的困境，那一階段絕對是我國水電發展的黃金期[8]。

有些數據現在看來可能都會讓人感到吃驚。我國“十二五”的水電規劃，要求新開工的常規水電項目居然高達1.2億kW。此后，我國水電的大發展政策終于在2014年產生了實際效果。那一年雖然我國西南地區的水電企業已經開始遭受較為嚴重的棄水，但是，2014年我國水力發電的年增量，還是創紀錄地達到了1 680億kWh(同年我國非化石發電總增量為2 290億kWh)。比上一年我國全部非化石能源發電的增量898億kWh，居然高出了一倍多。也正是在這一年，由于我國可再生能源的大發展、大貢獻，我國不僅首次實現了燃煤發電總量的下降，同時也讓我國首次實現了碳排放總量的下降。這一結果不僅在國際上極大地提高了我國的國際地位和形象，而且也有力地支持和配合了我國領導人在2014年杭州APEC會議期間正式發布的減排聲明。我們甚至可以斷言，如果當年沒有中國政府在碳減排問題上這種言行一致的堅定表態，國際社會能否最終達成巴黎協定？還真不大好說。從這一點上看，可以毫不夸張地說：中國的水電是全球碳減排的最大功臣。

然而，幾乎在我們享受到了我國水電大發展豐碩成果的同時，業內一些堅持要繼續擴張煤電的主張，也為我國電力行業日后的困境埋下了禍根。接下來的2015年和2016年，我們很快就嘗到了煤電產能加速無序擴張帶來的苦果。因為，隨著2012年起我國煤炭行業的整頓和泡沫破滅，煤炭的價格開始大幅下降，燃煤發電的利潤陡增。這使得煤電企業的產能擴張積極性又開始復蘇。再加上業內的煤電勢力一直占有絕對的話語權和中央審批權下放地方后帶來的核準失控，我國的煤電建設從2013年就開始了第二次大躍進。到2015年就達到了我國新增煤電裝機年的第二次高峰(5 402萬kW)，見圖1。

總之，由于水電是我國目前的第二大電力來源，在控制煤電的前提下，要滿足社會的能源增長需求，社會必然要把注意力放到大力發展水電上去。

圖1 中國(2000年后)歷年新增煤電裝機圖

5 我國碳達峰的最佳時機已經錯過

數據表明，從2014年起，我國社會用電增量可完全依靠非化石能源。當年，一場我國是否應該繼續新建煤電的辯論時，就曾有能源專家斷言說，如果我們能夠從此不再新建煤電廠，那么我國煤炭用量的峰值，應該就是在已經過去的2013年。雖然該專家的這一預言，現在已經沒有機會得到驗證了，但是，筆者對此還是非常認同的。換句話說，根據當時我國可再生能源發展的良好態勢，筆者認為：從2014年起，我國就已經具備了社會用電量的增加，完全擺脫煤電的客觀條件[9]。

我國電力的統計數據顯示，2014、2015兩年，我國可再生能源發電的實際增量，均已經超過了當年全社會用電量的增長。也就是說，現實中我們已經實現了完全用可再生能源滿足全部社會用電的增長。遺憾的是，隨著我國煤電產能的繼續無序擴張，為了保障嚴重過剩的煤電企業的基本生存(最低發電利用小時)，各種可再生能源的發展都不得不為其讓路。因此，到了2016年，雖然我國煤電機組的利用小時數已經創出了歷史新低，但我國燃煤發電總量卻已經開始恢復增長。

至此，我國能源結構絕對好轉的趨勢，已經開始在市場擠壓下不得不開始倒退(絕對好轉是指電力碳排放總量降低的好轉，而不是相對指標的百分比好轉)。此后，各種可再生能源發展政策和投資的收緊，不僅讓可再生能源裝機和發電量的增速都急劇下滑，而且棄水、棄風、棄光的三棄問題，始終都難以得到解決。因為當初大力發展可再生能源，本來為的是要實現能源革命電力轉型，然而如果電力不轉型，可再生能源的發展很難免不是一種累贅。這一時期，由于消納問題突出，棄風嚴重，風電政策收緊，我國風電裝機的增速也從高峰時的每年4 000多萬kW，驟降到1 000多萬kW。

我國可再生能源發展的良好勢頭被無序擴張的煤電打壓下去之后，已經逐漸喪失了依靠可再生能源的發展，來滿足社會用電需求增長的大好局面。隨后幾年，我國社會用電需求的增長，已經不得不再次轉為依靠煤電。因此，接下來的2017年，我國連續保持3年的碳排放總量的下降趨勢也逆轉為上升，見圖2。

圖2 我國2013年第一次經歷碳達峰的有關數據圖

今天，盡管當年我國“社會用電的增量完全擺脫煤電”的大好局面已經喪失，但是，歷史已經用無可辯駁的事實，向我們證明了：在我國現有的資源和技術水平下，已經具備了完全依靠非化石能源的增長，來滿足社會發展用電增量的條件和可能(即：完全有條件實現碳達峰)。特別是最近幾年，我國的風電、光伏發電的成本又有了較大幅度的下降，很多地方都已經達到了不需要補貼的水平。事實證明，制約我國可再生能源發展的，顯然已經不是技術和成本，而是市場空間。

6 亡羊補牢，轉變監管方式還為時不晚

2013年，我國煤電機組的平均利用小時數已經不足5 000 h，按照設計標準5 500 h計算，當時我國的煤電產能已經過剩了1億多kW。這時候，如果國家監管的是能源轉型(例如，控制煤電)，就全完可以要求各地方政府和電網公司，在本省平均的存量煤電機組運行小時數低于5 500 h的時候，不得再新建任何煤電機組。在這種情況下，為了保障社會的用電安全，各地必須要把精力放在發展新能源和調峰電源的開發建設上。那么，這七、八年以來，所投資新建的3億kW煤電，就完全可能會換成投資3億kW的調峰電源(我國抽水蓄能的造價基本與煤電相當)。有了這3億kW的抽水蓄能或者是化學儲能的調峰電源，在保證讓當時存量的約8億kW的煤電機組，都運行到5 500～6 000 h左右的同時，還將具有多么強的保證新能源入網的能力？也不會有目前各地申請新能源發展指標，難于上青天的現狀。這就是我們通過回顧歷史，所能看到的監管新能源消納與監管能源轉型的巨大區別。

今天我們電力行業的轉型，比起七、八年前，其困難程度可以說已經有過之而無不及。如果按照運行小時5 500～6 000 h估算，全國現在過剩的煤電機組大約是3億多kW。然而，由于我們監管的是新能源消納而不是能源轉型，所以，對于地方政府和電網企業來說，最好的選擇仍然是繼續鼓勵擴建煤電機組和要求發電企業對煤電機組進行靈活性改造。因為這樣做，既有利于拉動地方的GDP，也能讓發電企業幫助分擔調峰的成本。若干年之后，當我們回過頭來再算帳的時候，恐怕才能發現，我們可能又再重復著2013年以來所犯過的錯誤。

如果我們從現在開始，就改為監管各地的能源轉型，那么局面絕對會完全不一樣。例如，假如國家規定各省市的煤電平均運行小時低于6 000 h的話，一律不得再新建煤電機組(這也是讓現有的煤電企業，徹底解困的最根本措施)。這幾乎相當于，逼迫各地區今后所有新增加的社會能源需求，只能靠增加調峰電源和可再生能源來滿足。甚至也可以說，是要求各地現在立刻就實現可再生能源對煤電的增量替代。

筆者承認，個別地區立刻就實現增量替代的難度確實非常大。但是，政策上還是有回旋余地的。因為目前我們規定的只是要保證存量煤電機組的最低運行小時數，而不是嚴格禁止煤電建設。對于絕大多數地區而言，這種盡快實現增量替代的要求，不僅完全可行，而且經濟上肯定更經濟、更合理。例如，前面我們曾經比較過2013年就開始監管能源轉型，曾假定把3億kW的煤電投資，全部轉變為調峰電源投資的不同效果。然而，從現實考慮，目前根本不需要增加3億kW的調峰電源。也就是說，如果真要是從2013年起，就開始能源轉型的話，可能只需要用目前實際煤電一半左右的投資，建設1.5億kW的調峰電源，就能滿足安全用電的需求。其實，今后的情況也肯定是一樣，繼續投資煤電，采用依靠煤電調峰的方式發展新能源，絕對是最不經濟的一種發展模式。

7 創造條件征收碳排放稅，分擔電網調峰的成本

客觀的說，當前推動煤電建設的最主要市場動力來自電網。因為他們既要保障新能源的消納，又要保證供電的安全可靠，需要投資建設大量的調峰電源。目前唯一能把這種責任分擔出去的辦法，就是鼓勵發電企業多建煤電，用煤電調峰取代調峰電源的建設。實施能源轉型監管之后，煤電產能過剩的路子被堵死了，難免會出現一個建設和運行調峰電源的資金從哪里來的新問題。筆者認為，調峰電源建設的投資完全可以(通過某種政策干預引導)使用目前各個發電企業準備用于新建煤電的投資。調峰電源的運行費用可以通過征收碳排放稅來解決。

對化石能源的使用，征收碳排放稅是目前國際上比較通行的做法。我國之所以遲遲不能開展碳稅的征收，不是我們不想征，而是我們的化石能源發電企業確實無力承擔。例如，現在我國煤電機組的利用小時數只有4 000多小時，自己生存下去都勉強，如再征收碳稅，則難以為繼。煤電企業一旦垮了，不但碳稅征不到了，就連社會的正常用電也成了問題。所以，目前暫時無法征收碳稅。

但是，如果我們實施了能源轉型的監管，讓現有的煤電企業機組平均利用小時數都恢復到5 500～6 000 h以上，甚至更高的水平。那么，現有煤電企業的利潤至少要增加20%。完全應該有能力承擔碳排放稅了。這樣，對比現在采用鼓勵煤電調峰的發展模式，電力總投資并沒有增加，而調峰電源的投資效益分攤的問題也得到了解決。客觀地說，在現有的電力市場化發展模式下，電網企業確實也無力單獨承擔巨大調峰成本，鼓勵多建煤電，提倡讓煤電機組調峰，似乎是他們保障供電安全的唯一指望。

8 明確我國兩碳承諾的時間表

如前所述，以2060年前實現“碳中和”為出發原點向前推算，我國大約應該在2045至2050年間實現零碳發電。即實現100%的電力來自可再生能源(至少是非化石能源)。此外，根據“中國煤電退役報告”的研究結論，若要實現巴黎協定2.0℃的溫控目標(2100年碳中和)，我國應該在2050～2055年退役全部的傳統煤電。如要實現巴黎協定1.5℃的目標(2060～2080年間實現碳中和)的目標，我國需要在2045～2050年間，退役全部的傳統煤電。那么，我國若要在2060年前實現碳中和的話，至少應該在2040～2045年間，就退役全國所有的傳統煤電。

因此，我國兌現兩碳承諾中的“碳中和”的時間表應為：2060年前全社會實現碳中和；2045～2050年間實現100%的由可再生能源供電；2040～2045年間須完成我國全部的傳統煤電退出。

至于碳達峰的時間，筆者認為：根據越早越有利的原則和我國當前還大量的過剩電力產能無法消化(新能源消納難)的現實，似乎可以定在2022年，最遲到2023年。因為事實上，我國作為國際上公認的可再生能源發展最快、最好的國家，早已經具備了實現碳達峰(開始減排)的客觀條件。只不過由于我們此前并沒有碳減排的實際壓力，所以，至今都尚未為邁開我國能源革命中高碳向低碳轉化的第一步。如果碳減排的壓力能大于煤炭價格的壓力，我國早應該在數年之前就已經實現碳達峰了。即使是現在，如果要求各地馬上就要實現碳達峰，并不是絕對做不到，而是由于我們已經走過的彎路，需要付出較大的成本罷了。因此，出于減排的經濟性考慮，再給出幾年的緩沖時間，讓各省市都想辦法在2023年前就實現碳達峰，應該沒有太大的問題。

9 結 語

歷史已經證明，在煤炭大幅度漲價的市場壓力下，曾經通過控制煤電，實現了我國的首次碳達峰。這說明，我國要在保證能源安全的前提下實現碳達峰，不是辦不到，而是看我們的決心夠不夠大？實施的方法夠不夠科學？

總之，根據當前的各種現實條件，筆者通過分析認為，我國的減排時間表應為：2060年前全社會實現碳中和；2045～2050年間實現100%的由可再生能源供電；2040～2045年間完成傳統煤電的退役。如果下定決心，我國在2023年(最多在十四五期間內)就能夠實現碳達峰。