吕一哲
华能沁北电厂河南济源459012
摘要：力争2030年实现碳达峰、2060年前实现碳中和，是党中央经过深思熟虑做出的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。虽然煤电目前仍是保障我国电力安全和供应的主力，但作为我国高碳排放和减碳任务的组成部分，煤电消耗了我国54%的煤炭使用量，产生的二氧化碳排放量占全国排放总量43%，实现“双碳”目标需要进行一场广泛而系统的变革，这对能源行业特别是在供给和需求两端受到压力的煤电企业来说带来巨大的挑战。基于上述背景，本文对碳达峰和碳中和给煤电企业带来的挑战及应对策略进行了探讨。
关键词：碳达峰；碳中和；火电企业；挑战；碳排放；策略
一、“双碳”提出的背景
全球变暖造成的自然灾害日益频繁和恶劣，如不对现行碳排放加以控制，2100年全球平均气温相对于工业化前水平上升3.4-3.7℃，以此带来的极端天气和生态平衡的破坏是不可逆转的。2015年签订的《巴黎协定》中，明确了将升温控制在2℃乃至1.5℃以内的目标，2019年IPCC建议升温目标控制在1.5℃以内，并于2050年以前实现“碳中和”。2020年习总书记在第七十五届联合国大会上宣布“中国将提高国家自主贡献力度，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。我国二氧化碳排放主要来源于电力和热力行业的排放，占比约为51%，煤电消耗了54%的煤炭使用量，产生的二氧化碳排放量占全国总排放的43%，是减排的主体。
二、煤电的现状和挑战
2.1煤电的现状
截至2020年，全国全口径发电装机容量22亿千瓦，同比增长9.5%，其中火电装机容量12.45亿千瓦，其中煤电装机容量10.8亿千瓦，在全国总装机中占比49%，首次降至50%以下。初步研究表明，若实现电力行业碳达峰，煤电合理装机规模应控制在11亿千瓦。但是在2020年7.62亿万千瓦时的全国全口径发电量中，煤电发电量占比为60.8%，现在煤电仍然是保障我国电力安全和供应的主力。
2.2问题和挑战
（1）新能源的市场替代作用逐步显现
“双碳”目标推进过程中，以新能源为重点的可再生能源推广的核心问题在于成本和应用的便利程度，我国具备强大的设备制造能力和市场，掌握核心技术和产业链优势，为清洁能源技术的成本降低带来无可比拟的优势，2020年全国新增风电装机5780万千瓦，占全球新增装机的60%，新增太阳能光伏装机4820万千瓦，可再生能源开发规模稳居世界第一，预计2030年我国清洁能源装机将达12亿千瓦以上，对火电企业带来不小的冲击。
（2）高耗、低效机组比重过大，利用小时持续走低
在10.8亿千瓦的煤电机组中，60万以上机组占比45%，超超临界机组中，100万千瓦及以上超超临界机组容量为1.4亿千瓦。30-60万千瓦等级亚临界机组约3.5亿千瓦，其装机容量超过30%，其中30万千瓦等级约占三分之二。煤电平均利用小时4000小时左右，远低于韩国6200小时，相当于2亿千瓦装机时无效投资，产能明显过剩。
（3）市场不利因素较多，盈利较为困难
受煤炭市场、电力市场等因素交织影响，形势复杂多变，近期大宗物资商品价格上涨，煤价也出现了新一轮的高位运行，燃料成本大大增加，同时受到新能源的大发以及省外入豫电量的增加，煤电机组调峰更加频繁，利用小时持续下降，发电企业盈利困难。
（4）碳市场和电力市场偶和发展将倒逼低效煤电退出
在市场化改革的基础上引入碳市场后，电力市场将充分发挥价格发现机制作用，一方面在现货市场上充分竞价；另一方面，随着碳交易产品的丰富，金融属性进一步增强，以碳排放权为基础的金融衍生品及相关的投融资活动空间巨大。
考虑到相同的碳排放成本下燃煤机组出力有所减少、燃气机组出力有所增加，水电、风电和光伏影响很小，因此碳市场和电力市场耦合会拉高边际出清机组的报价，最终以市场为驱动力倒逼低效煤电机组竞争性淘汰。
三、煤电的发展和应对策略
3.1煤电的发展
虽然新能源的发展迅速，但装机占比24%的新能源只能提供不到10%的电量，并且不够稳定，意味着一段时间内煤电仍然会处于重要位置，国家“十四五”规划和2035年远景目标对煤电的发展给出了原则意见，“合理控制煤电建设规模和发展节奏，推进以电代煤”。2025年全社会用电量预计到9.5亿千瓦时，全口径装机规模29.5亿千瓦，非化石能源发电装机超过50%，煤电装机以及电力排放将达峰，低效高耗能煤电将逐步退出电力舞台，清洁能源装机比例会进一步提升。
3.2煤电企业的应对
（1）加大企业研发投入，以科技创新应对碳排放挑战
从中短期来看，单纯通过提高火电能效实现减排很可能跟不上碳约束和环境约束下的火电成本剧增，度电煤耗的每一克降低都需要付出很高的边际成本。火电企业在未来的研发投入上，应重视储能技术、低成本碳捕捉和封存技术等，以科技创新应对碳排放挑战。
（2）积极拓展多能互补商业模式，提高企业效益
现如今面对碳排放带来的成本压力，火电企业可以探索利用不同区域、行业创新商业模式，挖掘现有节能减碳空间，提升企业效益。通过优化整合电源侧、负荷侧资源，探索构建风电、光伏（分布式、集中式、整县屋顶式）、储能、火电“源网荷储”的高度融合，建设适应高比例消纳新能源的新型电力系统。
（3）开展煤电机组“热电冷气”规划，实现多能联供
利用煤电机组所在地理区域优势，积极协调政府进行工业供气、居民供热、冷热源中心换热站建设等工作，取得良好的社会、环境、能源和经济效益。在未来电力市场竞争激烈的环境下，不具备发电成本优势的火电机组需要创新业务模式，提供灵活的辅助服务，拓展发供用一体化的新业态来获得更多收益。
（4）积极参与碳市场交易，对冲煤电的碳约束成本
为实现碳达峰和碳中和的目标，煤电企业应积极开展碳市场研究，熟悉交易规则，结合企业内部生产经营情况，统一协调交易策略，设计交易产品，有机衔接电力现货市场、碳市场、辅助服务市场、绿证市场，用好市场机制，充分利用金融市场工具对冲企业的碳约束成本。从市场发展趋势来看，碳市场是行业监管机构实现减排目标的重要政策工具，未来减碳预期明确，碳价长期上涨将不可避免，煤电企业应未雨绸缪，提前布局。
（5）加强企业碳排放精细化管理，为应对碳市场做好内部准备
为加强企业碳排放精细化管理，首先火电企业应对碳排放数据进行科学测算并实施有效管理。在掌握碳排放数据的基础上，实施事前、事中、事后管控，在投资新项目前的测算模型中引入碳约束参数，在生产管理中实施碳排放控制，并对碳排放的财务成本进行有效评估。火电企业只有在对碳排放进行精细化管理的基础上，才能有针对性的对接外部碳市场工作。
四、结束语
为了能够实现碳达峰和碳中和的目标，本文探讨了包括新能源的市场替代作用逐步显现、煤电定位发生变化，煤电企业技术改造成本高，碳捕捉和封存难度大、煤电利用小时降低等困难和挑战，并提出了如多能联供，共同应对碳排放的新挑战、从战略上重视碳排放发展趋势，加强企业碳排放精细化管理，为应对碳市场做好内部准备、积极参与碳市场交易，对冲火电的碳约束成本、加大企业研发投入，以科技创新应对碳排放挑战以及积极拓展创新商业模式，提高企业效益等应对碳排放趋势的策略。
参考文献
[1]彭澜欣，冯祖强.碳达峰和碳中和[J].柳钢科技，2021(1):53-54.
[2]杜祥琬.如何实现碳达峰和碳中和[J].中国石油石化，2021(1):26-26.