“雙碳”目標下能源電力綠色轉型展望

曹詩雨 張莉

摘要：實現碳達峰與碳中和的關鍵在于能源與電力的低碳轉型。在滿足中國經濟、社會發展目標的基礎上，本文全面分析降低化石能源、取代非化石能源的時機，并比較了不同類型的電力轉型方案，提出了中國能源與電力系統低碳轉型的對策，旨在促進電力行業綠色發展，以供參考。

關鍵詞：“雙碳”；能源結構；電力系統

DOI：10.12433/zgkjtz.20232804

到2030年實現碳峰值，到2060年實現碳中和是黨中央統籌考慮發展的重大戰略決策。“雙碳”既是社會現實發展的需要，更是一個大國應盡的責任。電力行業的綠色、低碳轉型對于“雙碳”社會目標的實現具有重要意義。

一、全球能源發展趨勢

全球溫室氣體排放量中，有3/4由能源行業活動產生，因此，能源行業的低碳轉型是各國減少溫室氣體排放的首要途徑。在能源方面，要實現能源轉型改制，從能源的可再生生產、運輸、儲存以及能源的轉換進行全面轉型、調整或以組建新能源系統，從而達到提高再生能源份額的可能性。同時，還應加大力度，提高能源效率。

從世界范圍來看，能源產業發展呈現以下趨勢：第一，總消費量增速下降。對能源需求的增加，主要來自新興市場國家和發展中國家。從整體上看，從2011年開始，雖然增長速度減緩，但全球的總能耗一直在增長。從發展趨勢看，在今后的發展中，我國對能源的需求量將呈上升趨勢，而對能源的利用強度呈下降趨勢。隨著能源結構的迅速轉變，一次能源需求量將于2030年左右見頂，至2050年，鋼材產量將達120億t，較目前下降10%，年均下降0.5%。第二，加快多元凈化，降低碳排放。從2013年起，世界上每年都有3000億美元用于新能源領域，而新能源領域最熱門的領域就是太陽能和風力。第三，要在終端能源消耗中增加能量密度。在“碳中和”的遠景下，能源種類的約束會變得更為明確，能源需求會變得更為多樣化，能源產品的選擇會變得更為寬泛，電力系統將會成為現代經濟體系中不可或缺的一部分，加大對電力行業的綠色轉型，有利于我國低碳發展。

二、我國能源轉型的挑戰與機遇

（一）主要挑戰

我國面臨“低碳”與“環保”的雙重約束，能源轉型面臨空前的挑戰與困境，突出表現包括：第一，我國仍處于工業化的初級階段，高能耗、高污染、高效率的制造業在整體上為了追求高品質的經濟發展，對能源的要求也會不斷提高，而與資源相關的環境約束也會變得更為嚴峻。第二，我國的能源結構主要是以煤為主，能源利用率不高。第三，排放物處理是個大問題。我國是能源生產與消費大國，2020年CO2排放達98億t，占全球CO2排放總量的31%。

（二）潛在機遇

能源轉型將引發新一輪科技與產業變革。產業鏈與供應鏈重構加速，生產組織模式發生深刻變革，數字化轉型加速。隨著能源與原料供給與需求的不斷調整，經濟與社會發展又迎來了新契機。

第一，推動經濟高質量發展。當前，服務業在國內生產總值中所占比重大約為55%。實現經濟增長中的碳減排，實現經濟發展的“脫碳”，有利于推動經濟高質量發展。

第二，加快工業轉型升級，培育新的增長極。我國將加速能源科技的革新和能源基礎設施的現代化建設。碳計量、碳交易、綠色金融等都是正在興起的行業，為我國帶來了經濟發展的新機會。

第三，加快能源行業由資金與資源型向技術與資金型轉變。以“清潔、低碳+電動化”為核心的新一輪工業變革，必將持續推進。量子信息、新材料、新能源等一系列具有突破性的科技成果層出不窮。

第四，經濟全球化使國際的合作機會大大增加。隨著中國與美國的競爭日趨激烈，世界地緣政治形勢的不穩定，貿易保護主義的日益增強，能源轉型為各國、行業與企業發展低碳經濟提供了新的合作與雙贏的空間。近年來，太陽能晶片、電池片及模組等產品的出口穩定上升至200億美元。隨著外資特殊市場準入措施的實施，外資對中國新能源汽車及相關產業的進入速度加快。

三、“雙碳”目標的內涵分析

（一）“雙碳”目標是站位大局的全局工程

“雙碳”強調了亞洲區域在發展方面的堅定決心，強調了亞洲區域在生態文明方面的品質和做法，強調了各國在應對氣候變化、實現可持續發展方面所承擔的責任。我們要對實現這一目標的重要性有更深層次的理解，提高政治站位，做大做強綠色轉型發展。

（二）“雙碳”目標是緊迫艱巨的戰略工程

在30年內實現碳達峰，對于我國這樣一個發展中國家而言，任務不可謂不艱巨。基于目前的發展狀況與發展水平，我國部分區域已呈現出“雙軌制”特征。應以正確認識和推動“雙碳”目標，正確處理好發展與減排之間的關系，拿出戰略定力，以科學的方式推動這一目標實現。

（三）“雙碳”目標是經濟社會全面轉型的系統工程

習近平總書記強調，實現“雙碳”目標是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，必須具有系統觀念，注重處理好發展和減排、整體和局部、長期目標和短期目標、政府和市場四對關系。制度構建對推動我國“雙碳”目標的實現具有重要意義，在具備條件的地方，還需探索一套可操作、可復制、可推廣的可持續發展策略。

四、“雙碳”目標下能源電力綠色轉型展望

（一）有序推進“雙碳”目標實現

第一，確定能源轉型的科學目標。按照能源工業碳排放控制的測算，到2030年，我國的非化石能源消耗將達到26%，到2060年，我國的非化石能源消耗將達到80%，以滿足新的能源需求為目標，并逐漸替代化石能源的存量消費。第二，穩扎穩打地完成任務。通過對能源供給與需求的全面均衡，優化能源供給結構，從而增強能源供給的安全、穩定和可持續。

（二）守好能源安全戰略底線

第一，煤炭擴大產能，控制產量，控制消費，加強供給韌性，提升應對國際局勢變化和能源市場風險的能力。對煤炭資源進行優化配置，使山西省、陜西省、內蒙古自治區、寧夏回族自治區、甘肅省、新疆維吾爾自治區等主要地區的優質煤炭資源得以釋放。“十四五”時期，我國煤炭消費總量將保持在2013年以來的最高水平。

第二，石油。“十四五”時期，產量有所增長，對外依賴程度也有所下降。要適度控制原油的消耗，為天然氣的開發提供一定的空間。在鄂爾多斯盆地和南海、北海等富集油氣的地區，進一步加大勘探力度，提高原油的綜合利用率，并推動原油的物性回歸。

第三，天然氣。擴大國內生產，海陸并舉，強化傳統油氣和非常規油氣的勘探與開發，推進俄羅斯、中亞及“一帶一路”沿線各國的進口多樣化，爭取把供給能力提升到7～8千億/m3，爭取實現3t/m3的供給。對液化天然氣（LNG）接收站、儲氣設施、管網等儲氣設施進行建設，提高儲氣能力，以實現在2035年之前，滿足兩個月的用氣需求，在2050年之前，達到發達國家的平均儲氣水平。

第四，電力。到2060年，燃煤電廠仍維持原有規模，發電機不拆。加快推進電力互聯，持續改善區域間電力資源的優化配置。雖然我國能源資源與需求的逆向配置并沒有改變“西電東送”“北電南送”的總體趨勢，但到2060年，我國中東部的用電量將達到當前水平的兩倍。在一定時期內，應開發各種形式的能量儲存，以增強系統的調節能力。充分挖掘需求側的資源，如空調、工業負荷、電動車等，在2030年和2060年分別達到5%和15%的最高負荷水平。利用電力電子裝置的自適應調節能力，實現多個系統的集成協調和快速調控，提升系統的韌性。

（三）加快實施清潔能源替代

第一，推動以分階段方式取代非礦物能源儲備。到2030年，我國新增非礦物能源的供能規模將超過70%。2031～2060年，確保新增非礦物能源的年產能大于1億t，并替代礦物能源。第二，新型能源的開發。2060年前，新的能源裝置維持在100～140GW的水平。新的集中與分散能源的同步發展，加速了荒漠、戈壁灘和大面積景觀的建造計劃。促進大工程動力公司的發展，并形成一整套的工藝技術規范，強化國際體系，促進新能源產品的原料供應，改善機制，落實單位的退役、更換機組、過期、翻新和改進。第三，大力發展核電，促進三代核電技術在我國的應用。在此基礎上，結合我國四代氣冷式高溫堆的核電示范工程，建立相關標準體系，并積極推進商業化。

（四）發揮科技創新引領作用

第一，開展低碳技術發展機制創新。在技術領域進行創新，以國家低碳發展戰略為指導，進行科學技術的深入研發，構建國家重點實驗室，開創技術領域新方向。通過具有戰略性、前瞻性的發展計劃，實現新型電力能源轉型，突破高性能材料的技術難點問題，實現與應用軟件方面的技術融合。鼓勵行業內的龍頭企業組建產學研用創新聯盟。

第二，強化節能減排和環保技術管控。突出對能源密集型產業的轉型需求，加快對先進節能技術和設備的研發，推動低碳含量、生產工藝等電能替代，發展氫能源產業和生物燃料。在清潔發電、多能源互補、新型儲能、先進輸電、電力控制、需求響應等方面，加快發展新能源。公司以“低碳”“低碳電力”為核心，大力推進氫、生物質、氨水等綠色能源的開發與產業化。推動CCUS、生物能源、碳捕集和直接大氣捕集等技術的發展，實現對CO2的清除和轉換。

第三，建立碳達峰、碳中和基準制度。強化對碳排放的會計、申報、審計、披露、認證和標簽等環節的管理，制定產品壽命周期內的碳排放標準與標簽制度。相關單位在進行低碳技術創新時也要積極開展合作，與國家認證機構進行友好交流，推動國際上有競爭力的機構對碳標準、測試服務進行認證和認證。

（五）加強相關體制機制建設

第一，對能耗實行雙重控制。近年來，人們對能源消耗進行了雙重控制，即加大對能源消耗和總能耗的管控力度，增加可再生資源及原料供應，而核電被排除在了雙重控制范圍外。從中長期看，在能耗與碳排放一體化水平逐步提高的基礎上，建立健全能耗與碳排放的計量制度，可達到雙重控制。

第二，加速建立全國統一的電力市場。開展多層次的技術指導和政策交流，加快構建并完善電力市場，實時輔助服務市場。進一步完善我國電力市場的電價形成機制，建立統一的定價體系，探索建立容量補償機制和容量市場的方法，確保我國電力的長期有效剩余容量。對低收入者要有基本的能源保障，加強全民能源服務。

第三，建立健全全國碳交易市場。加快推進石油化工、鋼鐵、有色金屬和建筑業等高耗能產業的整合。改進配額制度，逐步降低自由配額的比重，引進有償配額制度，如競拍。強化碳市場與“綠電”“綠證”市場的聯動，重新啟動全國自主減排認證制度，實現碳市場一體化。根據電力轉型的具體需求，加強與其他國家的合作，為了共同的目標積極參與低碳環保的主題建設。建立碳交易市場，加速構建公正、科學的全球氣候治理組織，實現合作共贏，促進國內低碳產業鏈的構建。同時，促進我國低碳科技發展，建立健全我國低碳技術的國際標準。積極參加國際碳市場的規則和碳關稅的制定，促進國際碳市場價格聯動機制建設。

五、結語

在國家“雙碳”任務緊迫而艱巨的背景下，通過技術研發來推進電能向綠色、低碳的轉變，是當前社會發展的必然趨勢，也是“雙碳”背景下的有力舉措。綠色生產技術、節能技術、高效能源資源回收等措施的大力改革，對當前電力轉型，數字技術和信息資源領域融合發展具有積極的促進作用。

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