唐真文
四川川投能源股份有限公司 四川成都 610000
摘要：我国作为世界上最大的二氧化碳排放国，在习近平主席力争“在2030年达到碳排放峰值、在2060年前实现‘碳中和’”的宏伟目标蓝图下，各行各业都在热议“碳中和”，如何实现各行各业的深度脱碳，我们做了简要的阐述；“2060碳中和”对未来电力行业发展又有哪些重要影响，我们做了大胆的预测。
关键词：碳中和 电力 预测 电气化 可再生清洁能源 储能 特高压
一、背景
《巴黎协定》是2015年12月12日在巴黎气候变化大会上通过、2016年4月22日在纽约签署的气候变化协定，该协定为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。《巴黎协定》长期目标是将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2℃以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5℃以内。
我国于2016年9月3日经全国人大常委会批准正式加入《巴黎气候变化协定》。2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会上承诺，我国将采取更有力的政策和措施，努力争取在2030年达到碳排放峰值、在2060年之前实现“碳中和”（以下简称“2060碳中和”）。
二、“碳中和”定义
是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。
三、“碳排放”现状
截止2019年底，我国能源消费总量48.6亿吨标准煤1，其中：煤炭消费量约39.66亿吨，原油6.96亿吨，天然气3067亿立方米，电力消费7.25万亿kWh。煤炭消费量占能源消费总量约57.7%，一次电力和其他非化石能源占能源消费总量比重约14.9%。
.png)
图1 2019年我国能源消费结构图
从主要耗煤行业看，据我国煤炭工业协会2019年测算2：电力行业全年耗煤约22.9亿吨，钢铁行业耗煤约6.5亿吨，建材行业耗煤约3.8亿吨，化工行业耗煤约3.0亿吨。
根据国际能源署（IEA）发布2019全球碳排放报告3，2019年全球碳排放总量约330亿吨，其中：美国约48亿吨，欧盟（含英国）约29亿吨，日本约10.3亿吨，我国约98亿吨、占比约29.7%。在排放总量方面，我国是目前世界上最大的二氧化碳排放国；在人均排放量方面，我国人均排放量约7吨，低于美国的16吨和日本的9吨。
四、“碳中和”实现的关键路径
我国于2009年提出到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放相比2005年下降40%～45%的目标，经初步核算，2018年我国碳强度下降4.0%，比2005年累计下降45.8%4，提前2年完成“十三五”二氧化碳减排目标，这一良好的进展为我国提出和实现“2030碳排放达峰、2060年碳中和”的宏伟目标蓝图奠定了坚实的基础。
结合各行业碳排放的实际情况，要实现“2060碳中和”的宏伟目标，必须由电力、工业（钢铁、水泥、化工等）、交通运输等行业共同努力，实施行业深度脱碳，方可提前实现碳达峰、碳中和。因此，我们认为实现“碳中和”的关键路径有如下五个方面：
（一）电力行业
电力行业耗煤量占比超过60%，煤电产生的二氧化碳排放量约占我国二氧化碳总排放量的51%5，是我国二氧化碳排放的最大行业。因此，控制煤电的增量、加速存量煤电的替代尤为重要。
随着光伏发电、风力发电等新能源度电成本的快速下降，光伏发电平均成本从2009年至2020年已下降了约75%，风力发电平均成本从2009年至2020年已下降了约35%，这使我国部分省市已经实现光伏发电、风力发电的成本与煤电基准电价持平，俗称“平价上网”，这与国家发改委、国家能源局从2021年起全面实行光伏发电和陆上风电无电价补贴政策不谋而合，也为光伏发电、风力发电等新能源的大力发展并大规模替代煤电夯实了技术和经济基础。因此，大力发展以光伏发电、风力发电、水力发电为主的可再生清洁能源是实现“2060碳中和”最重要、最关键的路径。
国家主席习近平于2020年12月12日在联合国气候雄心峰会上通过视频发表题为《继往开来，开启全球应对气候变化新征程》的重要讲话，明确表示：到2030年，我国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上（2018年约45.8%），非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右（2019年占比约15%），森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿kW以上（截止2020年底风电和光伏累计装机约5.3亿kW16）。
（二）工业行业
工业行业二氧化碳排放量约占我国二氧化碳排放总量的28%6，同时，工业也是造成我国空气污染的主要因素，如金属开采、熔炼、加工以及非金属产品加工等排放的粉尘约占我国粉尘排放总量的61%，是PM2.5等有害空气污染物的主要源头8。工业行业的深度脱碳，主要应从钢铁产业、水泥产业和化工产业进行：
1.钢铁产业
根据冶金工业规划研究院2020年发布的《2021年我国钢铁需求预测成果》：2020年我国粗钢产量预计将突破10亿吨，钢材消费量将突破9.8亿吨，我国已成为名副其实的世界最大钢铁生产国和消费国。但我国目前的钢铁冶炼技术仍以煤炭为能源，这也是钢铁产业二氧化碳排放居高不下的原因。
要实现我国钢铁产业的深度脱碳，可以借鉴美国钢铁产业的电炉技术路线，可以将碳排放强度降低一半，随着我国可再生清洁能源的大规模发展，逐步将碳排放下降至零。同时，结合运用基于氢气的直接还原铁（DRI）、碳捕集与封存（CCS）、电解法炼钢等先进节能碳排放技术，并运用余热回收等资源再利用技术，其效果将更加明显。
2.水泥产业
根据水泥大数据研究院统计，我国2020年水泥产能约为18亿吨，超全世界水泥总产能的50%，是世界最大的水泥生产国，这主要得益于我国的基础设施和房地产建设对水泥的需求。
水泥产业要实现深度脱碳目前较为成熟的方法有：水泥烧制电气化、碳扑集与封存（CCS）等技术，并结合余热回收等资源再利用技术。
3.化工产业
化工产业所生产的产品无处不在，已成为当今社会不可或缺的组成部分，但对我国化工产业而言，煤炭既是主要的能源，也是主要的原材料。
化工产业的深度脱碳，能源转型委员会（ETC）建议在化工生产过程中使用电力、氢气和生物质等作为主要燃料和原料投入的方法，并结合运用基于化石燃料的CCS技术以及Power-to-X生产技术等。
（三）交通运输行业
根据公安部公开报道，截止2020年6月底，我国机动车保有量约3.6亿辆，交通运输行业产生的二氧化碳约占我国二氧化碳总排放量的10%7。
交通运输行业的减排相对容易，全面电气化交通运输工具，如：机动车电动化、铁路电气化以及采用氢燃料电池等是最直接的减排手段，但需要政府出台相关购置电动车、氢燃料电池车的优惠税收等政策，以及出台有关换充电站、充电站、充电桩、加氢站等基础设施建设的优惠政策。
（四）建筑行业
供热、制冷和烹饪是我国建筑行业的主要碳排放源，其二氧化碳排放量约占我国二氧化碳排放总量的10%。
建筑行业的减排也相对容量，全面电气化是最简单、最直接的方式，再结合运用太阳能热技术，排放将随着电力生产的低碳清洁化而逐步降为零。
（五）森林蓄积量
森林具有对二氧化碳吸收和固定的功能，同时还具备防沙固土、保护生物多样性等功能。据估算，1公顷阔叶林1天可以消纳约1吨的二氧化碳。因此，加大西北、内蒙古、华北、东北等地区和南方重要工业城市及周边城市的森林蓄积量，是二氧化碳减排的重要举措。
五、“碳中和”对未来电力行业发展的影响
综上所述，实现“2060碳中和”宏伟目标蓝图的关键因素重在：工业行业、交通运输行业及建筑行业的电气化程度，特别是电力行业以水力发电、风力发电及光伏发电为主的可再生清洁能源发展水平。因此，我们大胆预测：（1）未来的能源结构将转变为以电力为主的能源格局；（2）以光伏发电、风力发电及水力发电等为主的可再生清洁能源将成为电源结构的主力，而光伏发电将成为我国占比最大的电源类型（截止2020年底，光伏发电已成为青海省第一大电源类型）；（3）建设大规模具有不稳定性、波动性及间歇性的新能源类项目，需要配置相关储能（含氢能）设施确保电网的安全运行，储能设施的建设势必迎来高速发展期；（4）因用能负荷往往与资源禀赋不匹配的原因，我国必将建设更具规模的特高压输电线路送出工程；（5）在电力终端市场的带动下，我国发电设备、特高压装备、储能（含氢能）设施等电气装备将在创新和成本方面迎来更多的突破。
参考文献：
1.国家统计局.中华人民共和国2019年国民经济和社会发展统计公报，2020
2.中电传媒●能源情报研究中心.我国能源大数据报告（2020）-煤炭篇，2020
3.国家能源署（IEA）.2019全球碳排放报告，2020
4.生态环境部.我国应对气候变化的政策与行动2019年度报告，2019
5、6和7.PRI（Principles for Responsible Investment），中国实现碳中和的路径建议，2020
8.Wang, Y., Lai, N., Mao, G., Zuo, J., Crittenden, J., Jin, Y. and Moreno-Cruz, J. (2017). Air pollutant emissions from economic sectors in China: A linkage analysis
9.能源转型委员会（ETC）.我国2050：一个全面实现现代化国家的零碳图景，2020
10.国网能源研究院有限公司.中国能源电力发展展望，2020,
11.全球能源互联网发展合作组织.中国“十四五”电力发展规划研究，2020
12.水电水利规划设计总院.中国可再生能源发展报告，2020
13.国网能源研究院有限公司.中国新能源发电分析报告，2020
14.世界资源研究所.零碳之路：“十四五”开启中国绿色发展新篇章，2020
15.BCG（波士顿咨询公司）.中国气候路径报告，2020
16.国家能源局.2020年全社会用电量同比增长3.1%，2021
作者简介：
唐真文，男，1985年1月生，籍贯：四川成都，民族：汉族，学历：本科，单位：四川川投能源股份有限公司，研究方向：新能源发电。