福建省碳減排路徑及能源新發(fā)展機制探討

（中國電建集團福建省電力勘測設計院有限公司 福建福州 350003）

0 引言

2020 年9 月22 日，習近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上首次向世界鄭重宣布“二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和”，2020年12 月12 日在氣候雄心大會上鄭重宣布“2030 年中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005 年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右”。碳排放目標的確定，將對福建省經(jīng)濟社會發(fā)展特別是能源發(fā)展產(chǎn)生重大影響，應及早布局，重點考量全省碳減排路徑及能源發(fā)展新機制。

1 福建省能源消費、碳排放現(xiàn)狀及趨勢

福建省為化石能源匱乏省份，煤、油、氣多通過外省調(diào)入，能源的本省自我供給主要依托水電、核電、風電、光伏等非化石能源生產(chǎn)的清潔電力，“十三五”末的能源自給率預計在30%以內(nèi)。

統(tǒng)計相關數(shù)據(jù)顯示，2019 年福建省地區(qū)生產(chǎn)總值躍上4萬億元臺階，GDP 增長7.6%，高于全國1.5 個百分點；當年能源消費總量13 718.3 萬t 標準煤，煤炭：石油：天然氣：一次電力及其他能源的結構比為47.3∶23.0∶4.8∶24.9，分別較2015 年變化-2.6、-1.8、-0.3、4.7 個百分點，較2010 年變化-8.1、-1.8、0.6、9.3 個百分點，能源消費結構持續(xù)優(yōu)化中［1］。

初步測算2019 年福建省碳排放總量約25 600 萬t CO2（按國家發(fā)改委能源研究所提供的碳排放因子取數(shù)測算，下同）。從結構看，來源于煤炭、石油、天然氣消費的二氧化碳排放量分別約占排放總量的70%、26%和4%。

按照國家30、60 碳減排愿景，結合福建省“十四五”國民經(jīng)濟規(guī)劃綱要［2］，及近中期重大項目推進情況，預期至2030年，福建省能源消費總量將達到2 億t 標煤左右，屆時二氧化碳排放總量將超3 億t。若仍按照現(xiàn)有經(jīng)濟發(fā)展模式，隨著經(jīng)濟逐步發(fā)展、能源消費總能量的增加，碳排放還將持續(xù)增長，碳減排任務艱巨。

2 福建省碳匯能力分析

林業(yè)活動表現(xiàn)的碳吸收匯（以下簡稱“碳匯”）是國際公認的經(jīng)濟可行、能應對氣候變化的有效措施。根據(jù)1974—2018年期間的九次全國森林資源清查結果，福建森林面積呈穩(wěn)步上升趨勢，截至2018 年，全省森林覆蓋率66.80%，居全國首位，森林蓄積量7.29 億m3，居全國第七位。參考近年文獻提供的碳匯計算方法及結果，近十年福建省林業(yè)年均碳匯能力約為3 000 萬t（即年吸收CO2能力）。

按照發(fā)展趨勢及未來政策導向，福建省森林面積仍將繼續(xù)擴大，林業(yè)碳匯能力有望進一步提升，但總體提升空間有限，預計今后十年內(nèi)全省森林年均碳匯能力約3 300 萬t。實際林業(yè)碳匯能力受樹木種類、生長周期等影響，有待結合詳實的林業(yè)普查數(shù)據(jù)進一步核算。

此外，海洋是碳匯的另一大重要載體。海洋固碳能力和效率遠大于其他生態(tài)系統(tǒng)，海洋碳庫固定的碳約為陸地生態(tài)系統(tǒng)的20 倍。福建省海域面積達13.6 萬km2，具有一定的海洋碳匯能力。但現(xiàn)階段我國對海洋碳匯的研究剛起步，尚需結合海洋資源的調(diào)查、監(jiān)測和核算方法的研究共同開展。

綜上分析看，福建省碳匯能力僅為千萬t 級別，無法滿足全省億t 級的二氧化碳排放需求，需重點研究碳減排策略。

3 福建省非化石能源資源稟賦

為實現(xiàn)福建省“碳達峰”“碳中和”目標，首先需充分摸排全省非化石能源資源稟賦，基于自身資源探討后續(xù)碳減排路徑及空間。福建省內(nèi)非化石能源資源主要是水力、風能、太陽能、潮汐能等可再生能源，此外沿海一帶擁有多處條件較好的核電廠址。

（1）水力資源。福建常規(guī)水力資源已開發(fā)完畢，當前裝機約1 200 萬kW，另有已建及在建抽水蓄能電站總裝機680 萬kW。

（2）風能資源。受季風和臺灣海峽“狹管效應”的共同影響，福建省海峽中部地區(qū)風能資源豐富，沿海陸上70 m 高超過200 W/m2技術開發(fā)量逾1 300 萬kW；近海海洋風能資源理論蘊藏量約1.2 億kW，遠海理論蘊藏量約3.3 億kW。

（3）太陽能。福建太陽能屬三類、四類資源區(qū)，太陽能資源一般，但仍有一定的開發(fā)價值，沿海一帶資源較好，南部資源較北部好。

（4）核電廠址。福建省核電廠址已開發(fā)4 處，另還有列入中長期規(guī)劃保護論證的廠址多處。

（5）潮汐能。福建潮汐能的理論蘊藏量約3 400 萬kW，但受技術限制，暫不具備經(jīng)濟開發(fā)條件。

綜上，福建省非化石能源資源重點集中在海上風電，以及優(yōu)越的核電廠址。結合技術發(fā)展情況，省內(nèi)能源領域碳減排主要可依托海上風電、核電廠址開展。

4 福建省碳減排空間及路徑初探

碳減排可主要劃分為工業(yè)生產(chǎn)碳減排、交通領域碳減排、能源生產(chǎn)碳減排3 大板塊，其中能源生產(chǎn)碳減排又主要集中在電力生產(chǎn)部分。各板塊的碳減排路徑及減排空間初探如下：

（1）工業(yè)生產(chǎn)的能源利用效率及電氣化率提升。普及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的節(jié)能措施，能源利用效率向發(fā)達國家看齊；實現(xiàn)能源消費側全面再電氣化，深挖生產(chǎn)過程中燃料消耗的電能替代潛力，減少低效率的燃料消耗。充分考量效率的提升以及燃料消費電能替代，僅保留石油化工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、有色金屬冶煉等行業(yè)必要的的煤炭消耗，預期可減排二氧化碳約18 000 萬t。

（2）交通行業(yè)全面清潔化替代。近期大力發(fā)展電動汽車，積極推進港口岸電，并考慮中期生物柴油等碳平衡燃料、遠期氫燃料電池全面替代航空煤油、船用柴油。交通行業(yè)用能全清潔化后，預期可減排二氧化碳約3 000 萬t 以上。

（3）電力生產(chǎn)的可再生能源資源替代。充分發(fā)掘全省各類可再生能源資源，將海上風電作為主力電源之一重點發(fā)展，以滿足遠景用電需求。按照福建省海上風電開發(fā)規(guī)模約6 000 萬kW測算，年可發(fā)電量約2 100 億kWh，可實現(xiàn)替代燃煤電廠4 200萬kW，年可減排CO2約15 500 萬t。應對既有煤電酌情考慮升級改造或是天然氣替代。

除上述三個板塊碳減排工作外，還應大力發(fā)展碳捕集、封存與利用技術。在電力、石油化工、水泥、鋼鐵等行業(yè)實施碳捕集及封存工作，并積極探索CO2資源化利用［3］。

5 碳減排大背景下的福建省能源發(fā)展機制建議

（1）強化能源裝備產(chǎn)業(yè)配套，保障可再生能源開發(fā)需求。福建省遠景海上風電規(guī)模將以深遠海為主，需加速推進布局深遠海上風電規(guī)劃設計建設及裝備制造全產(chǎn)業(yè)鏈，有效保障開發(fā)需求，在獲得平價綠電的同時帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展；光伏產(chǎn)業(yè)上，大力推進高效新型光伏技術，通過示范項目驗證、促進技術成熟及成本下降，保障全省光伏裝機規(guī)模穩(wěn)步上升；儲能產(chǎn)業(yè)上，一方面依托現(xiàn)有電化學儲能優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)做強做大，解決新能源大規(guī)模投產(chǎn)后的日、周波動調(diào)峰問題，另一方面融合高校、石化及化工企業(yè)、能源企業(yè)的“產(chǎn)學研”能力，積極發(fā)展制氫、儲氫、加氫及用氫技術，壯大氫能產(chǎn)業(yè)，為遠景新能源占主導時期提供季節(jié)性能量調(diào)節(jié)手段。

（2）加強區(qū)域能源系統(tǒng)頂層規(guī)劃，切實提高終端能效及電能占比。探索組織開展區(qū)域、工業(yè)園區(qū)的綜合能源總體規(guī)劃，按照多能互補協(xié)同發(fā)展的方向，做好區(qū)域可開發(fā)能源資源的綜合利用和終端能源消費的整合優(yōu)化，提升能源利用效率、降低用能費用。

（3）系統(tǒng)推進交通電氣化，有效降低近中期碳排放水平。確保“電動福建”三年建設目標如期完成，持續(xù)提升電動汽車保有量；積極推動港口岸電建設，進一步提升交通電氣化水平。

（4）開展火電發(fā)展路徑專題研究，統(tǒng)籌考慮到役替代方案。按照“碳中和”遠景目標，部署開展煤電發(fā)展路徑專題研究，保障中長期火電由基荷電源向調(diào)節(jié)電源平穩(wěn)過渡轉變。

（5）著手虛擬電廠建設，挖掘需求側資源潛力。以“數(shù)字福建”平臺為基礎，結合能源生產(chǎn)、傳輸、消費等各環(huán)節(jié)的新基建數(shù)字化建設，挖掘電動汽車、分布式電源及需求側可中斷負荷、儲能設施等需求側資源，開展省內(nèi)虛擬電廠政策研究及市場規(guī)則制定，引導調(diào)動需求側響應資源，推進提效降碳的落實。

（6）提前開展示范研究，確保可再生能源有序推進。因地制宜，推進部署開展深遠海上風電資源勘察及開發(fā)技術研究。

（7）及時調(diào)整遠景規(guī)劃，合理預留各類站址資源。按照“碳中和”目標，提前謀劃可再生能源基地集約送出方案，調(diào)整修訂與之相適應的各類能源基礎設施選址規(guī)劃，并將其納入國土空間布局規(guī)劃加以保護。

（8）引導新技術應用，打造現(xiàn)代能源系統(tǒng)。開展大比例可再生能源接入電網(wǎng)的運行策略與交易策略等能源互聯(lián)網(wǎng)各類前瞻性技術研究，加強關鍵領域技術攻關，補齊短板。

6 結語

碳排放目標對福建省中長期能源發(fā)展影響較大，需要全面審視中長期能源發(fā)展的目標、任務。基于當前及可預見的技術發(fā)展，從能源供應、消費全產(chǎn)業(yè)鏈著眼，進一步調(diào)整產(chǎn)業(yè)及能源結構。30、60 碳目標對福建省的能源發(fā)展影響是深遠及全方位的，既是挑戰(zhàn)更是機遇，將產(chǎn)生新的投資需求，帶來新產(chǎn)業(yè)、新增長點，成為拉動增長的重要動力。