周凯明
国网内蒙古东部电力有限公司赤峰供电公司
内蒙古 赤峰 024000
摘要：对电力工业主要的碳减排方式的减排成本、减排潜力及对化石能源消耗量的影响进行分析对比，并在此基础上对中国电力工业的碳减排战略进行了分析预测。研究结果表明各种减排方式综合应用是我国电力工业碳减排的必然趋势，其中节能、核电以及水电、风电和太阳能发电等可再生能源发电在2050 年的CO2 减排潜力均可达到10 亿吨以上，且可以节约大量化石能源，是应优先发展的重要减排技术。
关键词：电力生产CO_2排放；变化影响因素分解；
一、电力生产CO_2排放变化影响因素分解
1.非化石能源发电对电力工业减排战略的影响，可再生能源和核能等非化石能源发电的CO2减排潜力非常可观。2020 年和2050年非化石能源发电的CO2 减排潜力总量分别可达17 亿t 和54 亿t。因此，大力发展非化石能源发电，是电力工业在满足日益增长电力供应的同时，实现大规模碳减排的必要手段与重要途径。另外，采用不同的发展策略对于非化石能源的发展规模及其减排潜力影响巨大，到2050 年，积极方案比常规方案的非化石能源CO2减排潜力将增加27.7 亿t，增长逾60%；而如果非化石能源能够实现积极方案下的发展目标，到2050年其CO2 减排潜力总和将接近74 亿t，相当可观。由此可见，对于可再生能源和核能发展予以积极政策、资金以及技术扶持，是至关重要的。低碳燃料发电在具备资源量保证的前提下也应大力发展，这是由于低碳燃料发电的单位电能CO2 减排效果显著、低碳燃料发电的CO2 减排成本较高但尚能接受。在我国，低碳燃料发电主要受天然气等资源量的限制，影响了其碳减排潜力(预计2020 年和2050 年低碳发电减排潜力分别约为1.29 亿t 和2.93 亿t)。但是在局部地区，当有丰富的低碳燃料资源量保证时应大力发展。在各种CO2 减排方式中，CCS 的理论减排潜力最大。2050 年时如果占总发电量30%的电站安装CCS，即可减排CO2 约15.6 亿t；而如果这一比例达到50%和70%，则有望减排26 和36.4 亿t CO2。由于CCS技术的成本过高，会带来0.6~1.4 万亿元的额外发电成本。占全国总装机容量约50%的五大发电集团的总利润仅为200 亿元左右，这样高昂的额外成本如何解决是一个严重的问题；CCS另一个严重的缺陷是需要消耗额外的化石能源，导致在满足相同发电量的情况下，化石能源消耗量增加15%~40%，从CCS 的大量应用，在2050 年约会带来1.37 ~3.20 亿t 标准煤的额外消耗，这对于我国的节能目标以及能源安全都是一个严峻的挑战。除此之外，CO2 运输和储存过程可能存在的安全问题，也有待进一步研究。有鉴于此，以目前的资金、技术和能源资源情况看，在我国电力工业大规模推广CCS 技术还难以接受。但CCS 作为理论减排潜力最大的碳减排方式，对其深入研究与技术储备需要加强，研究的重点应在于如何降低CCS 技术的能耗、成本以及确保运输、存储的安全等。
2.输配电损耗包括供电源与配电点之间输送电力以及向消费者配送电力过程中产生的损耗，该部分电力被白白损失掉，不能创造任何价值。由于中国发电量大，而且中国地域辽阔使得输配线路较长，导致电力损耗量十分惊人，中国电力损耗量为2 896． 16 亿kW·h，而同期北京市电力消费量合计为911． 94 亿kW·h，损耗量相当于北京市电力消费总量的3 倍。因此输配损耗效应驱动了电力碳排放增加，从分解结果看成为驱动电力碳排放增加的因素之一。产业结构反映了国民经济内部农业、工业、建筑业、服务业产出的比例关系。
建筑业和服务业产出占比虽有波动但变化不大，可见中国经济增长对工业的依赖越来越重。单位产出用电量工业要比其他产业高出许多，工业是3 828kW·h /万元，分别是农业、建筑业和服务业的4． 58、5． 68、3． 58倍，所以中国以工业为主且其比重还在逐渐加大的产业结构，使得产业结构效应呈正向且逐年增强。对电力碳排放的影响程度逐渐加大，是驱动电力碳排放增加的第二大因素。电力强度和转换效率反映了投入与产出的关系。电力强度反映同等GDP 消耗电力的多少，转换效率反映同等电力能源投入的多少。当电力强度下降、转换效率升高时，同样产出需要的电力及发电能源投入减少，会使得电力碳排放减少。表明单位GDP 耗电量下降和单位火电能源投入减少，使得电力强度效应和转换效率效应成为抑制电力碳排放的主要力量。
二、建议
1.要减少电力生产排放量需要分别从电力供应和电力需求两方面着手。电力供应方面的政策措施应为优化电力生产结构和提高火力发电效率。优化电源结构主要是增加水电、风电、太阳能发电和核电的在电力生产中的比重。通过优化用电方式、优化调度和实施发电权交易、继续淘汰能耗高的小火电机组等措施进一步提高火电机组的效率。电力需求方面的政策措施应为转变经济增长方式和提高电力利用效率。通过优化和调整产业结构、产品结构和企业结构等方式实现经济的增长。通过节电技术的应用, 如制定用电设备的能效标准并加强其执行的强制性, 来提高电能利用效率。
2.(1) 电力生产侧。一是调整电力结构。中国电力结构存在的问题是火电比重太大，且火电生产又以煤炭为主。因此应在保护环境的前提条件下合理开发水能，安全利用核能，高效利用风能，增加燃气装机容量，从而逐渐提高清洁能源和可再生能源的装机比重，通过减少煤炭的使用控制碳排放。二是提升能源综合利用效率。淘汰技术落后、水平较低的中小发电机组，通过开发、引进新技术提高能源的转换效率，通过热电联产、整体煤气化联合循环等方式努力降低煤耗、油耗、气耗，实现能源的梯级利用、综合利用和高效利用。三是煤炭的清洁利用。积极稳妥发展现代新型煤化工项目，对煤炭进行二次加工和深加工，使之转化为油、气等优质能源。(2) 电力输配环节。电力输配环节的电力损耗是不可避免的，但是可以采取措施降低输配损耗率。一是对现有线路和设备进行升级改造。部分线路特别是广大农村的低压配电网线损率高，应进行升级改造; 提升变压器的能耗值标准，用节能型变压器替换目前的部分高耗能设备。二是研发和采用新技术、新工艺、新材料。采用高压直流输电，高压直流输电不但设备经济，而且线损率小。转变传统电网运行管理方式，建设智能电网，智能电网涉及到电力的生产、输配、消费和调度等各个环节，可以有效提高电网的资源配置能力，实现电力的远距离、大规模输送，不但降低电力损耗，而且提升了整个电力系统的运行效率。(3) 电力消费侧。一是优化产业结构。淘汰落后、化解过剩，积极发展服务业，抑制重工业特别是高耗能产业的发展。二是提升能效等级标准。出台促进节能的财税政策，加大节能补贴，制定更加严格的市场准入制度，提高能效等级标准，通过行政手段促使企业采用节能新工艺、新技术、新材料，淘汰能效高的落后设备和产品; 实行合理的行业差价和阶梯电价，通过经济手段减少电力使用和浪费。三是培养节能意识。节能减排需要人人参与，加强宣传，培养全民的环保理念和节能意识，使节能减排转化为自觉行动。
结束语：结合实证分析给出相应的政策建议，本文没有考虑经济结构变化对电力生产排放变化的影响,这是下一步需要研究的内容。
参考文献：
[1]中国电力企业联合会．中国燃煤电厂大气污染物控制现状2009[M]．北京：中国电力出版社，2019：2-15．
[2]曾林海.浅谈燃煤电厂大气污染物“近零排放”技术及应用[J].科技经济导刊，2016(28)：87+86.