經(jīng)濟導(dǎo)報記者 初磊
自然資源保護協(xié)會(NRDC)與北京大學(xué)能源研究院近日聯(lián)合發(fā)布了煤控研究項目的最新報告——《碳達峰與碳中和背景下山東電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑研究》(下稱《報告》)!秷蟾妗奉A(yù)計,山東省電力行業(yè)的碳排放將在“十四五”期間達峰,煤電裝機和發(fā)電量在“十五五”期間將保持在平臺期。另外,《報告》建議山東確保煤電裝機容量不突破1.08億千瓦的上限,并對山東電力轉(zhuǎn)型提出了政策建議。
針對雙碳目標(biāo),《報告》設(shè)置了“常規(guī)政策”和“清潔能源”兩個情景。在兩種情景下,山東省煤電發(fā)電量都將在2025年之前達到峰值!秷蟾妗氛J為,現(xiàn)有的電力發(fā)展模式和路徑能夠滿足電力“碳達峰”的要求,即依靠省內(nèi)風(fēng)電、光伏、核電等非化石能源快速發(fā)展和“外電入魯”相結(jié)合的方式,可以實現(xiàn)電力行業(yè)的“碳達峰”。
《報告》建議,山東應(yīng)嚴控新增煤電項目,不再核準(zhǔn)新的商用煤電機組;山東應(yīng)該制定淘汰落后煤電的中長期路線圖,并加大落后煤電機組的淘汰力度,確保煤電裝機不突破1.08億千瓦的上限。
《報告》摘要如下:
山東煤電裝機將在“十四五”時期達到峰值。通過模型進行分析發(fā)現(xiàn),在常規(guī)政策情景下,山東煤電在2025 年達到裝機峰值,峰值為11182萬千瓦,較2021年裝機增加546萬千瓦;在清潔能源情景下,山東煤電在2023年達到峰值,峰值為10777萬千瓦,較2021年裝機增加141萬千瓦。在兩種情景下,山東煤電都將在“十四五” 時期達到峰值,但清潔能源情景峰值年份較常規(guī)政策情景提前2年,峰值規(guī)模減少405萬千瓦(圖1)。
山東發(fā)電行業(yè)煤耗量、二氧化碳排放量有望在2021年達到峰值后持續(xù)下降。如圖2、圖3所示,在常規(guī)政策情景下,山東電力行業(yè)用于發(fā)電的煤耗量、二氧化碳排放量均在2023年達到峰值,峰值分別為15292萬噸標(biāo)煤、42396萬噸。
但是,如果堅持更具有雄心的清潔能源政策,山東電力行業(yè)發(fā)電的煤耗量、二氧化碳排放量均已在2021年達到峰值,峰值為14997萬噸標(biāo)煤、41579萬噸,峰值平臺期持續(xù)到2023年,之后呈現(xiàn)下降趨勢。
“碳達峰”階段,兩種情景下煤電裝機量和發(fā)電量具有明顯的差別。常規(guī)政策、清潔能源兩種情景下,山東省的煤電都需要增長,但是增長的數(shù)量存在很大的不同。在常規(guī)政策情景下,煤電裝機規(guī)模、發(fā)電量都需要增加,前者需要凈增加546萬千瓦,后者需增加162億千瓦時,并且煤電裝機在2030年之前一直保持較高的規(guī)模。
但是,在清潔能源情景下,煤電發(fā)電量一直是下降狀態(tài),煤電裝機規(guī)模只需少量增加,并且達峰后迅速減少,2030年所需裝機降低到8556萬千瓦,比峰值期降低了2221萬千瓦,也比2021年實際裝機降低了2080萬千瓦(見前文圖1所示)。各年發(fā)電量變化情況見圖4。
清潔能源情景路徑將是山東電力轉(zhuǎn)型發(fā)展的必然選擇。在“碳達峰”階段,常規(guī)政策路徑和清潔能源路徑對于《規(guī)劃》的結(jié)果影響不大,只影響到煤電裝機、煤炭消耗和碳排放的峰值、峰值年份,對于達峰的結(jié)果影響不大。
但是,在“碳中和”階段,不同路徑下的碳排放量存在很大的差距。常規(guī)政策情景下(圖5),2060年電力行業(yè)二氧化碳排放量為13293萬噸,降低到峰值期的34%。清潔能源情景下,2060年電力行業(yè)二氧化碳排放為4559萬噸,降低到峰值期的11%左右。
在常規(guī)政策情景下,山東電力行業(yè)仍然有1.33億噸二氧化碳排放量,很難采用CCUS、碳匯等方式來處理。而清潔能源情景下,2060年電力行業(yè)二氧化碳排放量能夠降低到0.46億噸的水平,僅為常規(guī)政策情景的 三分之一左右,這一部分的二氧化碳排放量比較容易通過CCUS、碳匯等方式實現(xiàn)碳中和。
因此,按照清潔能源情景進行轉(zhuǎn)型發(fā)展是山東電力的必然選擇。
供熱問題將極大地影響“碳中和”階段的規(guī)劃結(jié)果。當(dāng)前,山東熱力需求99%以上由煤炭來滿足,剩余的來自石油和天然氣。在實現(xiàn)“碳中和”的過程中,煤炭必然要大規(guī)模地退出。依據(jù)目前的形勢來判斷,大規(guī)模煤炭退出留下的缺口很大一部分需要清潔電力來補充,這將大大影響“碳中和”階段的規(guī)劃結(jié)果。
在“碳中和”階段,即使考慮供電滿足50%的熱力需求,清潔能源情景中,考慮供熱的電量消耗,風(fēng)電、太陽能裝機分別增加6900萬千瓦和1.38億千瓦,超過非供熱情景的60%(具體見圖6所示)。如果完全用風(fēng)電發(fā)電量來補充,所需的風(fēng)電裝機接近3億千瓦,如果完全用光伏來滿足,所需的光伏裝機將超過5億千瓦。依照目前的條件來看,這個發(fā)展目標(biāo)是遠遠實現(xiàn)不了的。
未來電力系統(tǒng)將逐步轉(zhuǎn)向以電量型電力為主體。當(dāng)前,山東電力系統(tǒng)中煤電、核電、氣電、生物質(zhì)發(fā)電、余熱發(fā)電、外接電等在電力系統(tǒng)中的作用是既提供電力(負荷)支撐也提供電量支撐,電力電量型電源在系統(tǒng)中占據(jù)絕對主要地位,以提供電量為主的風(fēng)電、光伏為主的電量型電源處于次要地位,而以提供電力為主的抽水蓄能、新型儲能、氫氨能等電力型電源占比非常低。
但到2060年,電量型電源則占據(jù)電力系統(tǒng)的主體地位,電力型電源也占據(jù)一定的規(guī)模,而電力電量型電源成為次要電源。電量、電力脫鉤的發(fā)電方式對電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性帶來了巨大的挑戰(zhàn),包括電網(wǎng)在內(nèi)的電力系統(tǒng)整體性能需要進行重大提升、電網(wǎng)調(diào)度需要進行升級優(yōu)化后才能適應(yīng)這種形態(tài),整個電力系統(tǒng)的形態(tài)將發(fā)生巨大的改變。
2021、2060年電源結(jié)構(gòu)對比如圖7所示。