國家主席習(xí)近平在第75屆聯(lián)合國大會一般性辯論中，關(guān)于應(yīng)對氣候變化宣布：中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。這是中國在簽訂《巴黎協(xié)定》后，在碳排放峰值與碳中和關(guān)鍵項目上做出更高目標(biāo)的承諾。這一目標(biāo)期限的設(shè)定，對于我國整體社會活動、國民生活方式、國家產(chǎn)業(yè)布局、能源利用與結(jié)構(gòu)，必將會帶來深刻變化。對能源供應(yīng)中占重要地位的電力行業(yè)，未來10年以及40年的生存發(fā)展必將產(chǎn)生巨大影響。如何應(yīng)對，將是當(dāng)前電力行業(yè)必須面對的重大課題。

碳中和概念與意義

1997年問世于英國的碳中和概念，其含義是：“對于那些在所有減少或避免排放的努力都窮盡之后仍然存在的碳排放額進行碳抵償”。這是現(xiàn)代人為減緩全球變暖，減少溫室氣體排放，采用的環(huán)保方式。溫室氣體（Greenhouse Gas, GHG）或稱溫室效應(yīng)氣體，是指大氣中促成溫室效應(yīng)的氣體成分。自然溫室氣體包括二氧化碳（CO2），約占所有溫室氣體的26%，其他還有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、以及人造溫室氣體氫氟碳化物（HFCs，含氯氟烴HCFCs及六氟化硫SF6）等。一些溫室氣體，在大自然的良性循環(huán)中釋放和吸收是可以自抵償，舉例來說，當(dāng)一棵樹長成時，它所含的碳是從空氣中所吸收的碳，如果成材后把它當(dāng)木材使用了，這棵樹實現(xiàn)了碳匯，而當(dāng)你全部燃燒它時，排放的碳即是吸收的碳，達到碳平衡（碳中和）；另外，人為制造一些工業(yè)制成品時，如氟利氨制冷劑等，也會凈增加溫室氣體。可以通過替代介質(zhì)，減少和避免這一類溫室氣體排放；若是使用化石燃料（比如煤炭、石油、天然氣），則是從地底把古老的碳釋放出來，所以地球大氣中整體的二氧化碳量就會增加，它們也成為大氣中主要凈增加的溫室氣體。所以，現(xiàn)在控制溫室氣體排放，二氧化碳就成為主要控制排放對象。

實現(xiàn)碳中和，一方面是減少化石燃料燃燒排放，防患森林火災(zāi)、非燃燒處理農(nóng)林作物枝秸、減少使用產(chǎn)生溫室氣體的制成品等。另一方面是增加植樹造林等，進行碳匯?！栋屠鑵f(xié)定》最終的目標(biāo)是本世紀(jì)中葉實現(xiàn)全球碳排放和碳匯的平衡，即碳中和。?

我國2060年實現(xiàn)碳中和目標(biāo)任務(wù)艱巨

國際能源署每年發(fā)布《全球能源與碳排放狀況年度報告》顯示，全球碳排放2014年—2016年間曾保持平穩(wěn)，但2017—2018年出現(xiàn)反彈，2018年與能源相關(guān)的全球二氧化碳排放量出現(xiàn)新高，達到330億噸。而我國的占比大于20%。（當(dāng)然，按照人均排放，我國的強度并不是最大。另外，溫室效應(yīng)是溫室氣體累積效應(yīng)，如果再考慮到150年來的累計排放，我國的人均和總量與發(fā)達國家比較，占比都不大）。因此，我們可以看出，如果僅考慮減排，我國即使不考慮2030年達到峰值增加排放的部分，和今后四十年經(jīng)濟社會發(fā)展能源需求增量的影響，需要折合消減燃燒標(biāo)煤10億噸以上。雖然我們還會采取增加植樹造林等碳匯措施，也可以設(shè)想我們2060年整體實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的任務(wù)是艱巨的。

我們再著眼電力行業(yè)的狀況。根據(jù)報告，在2018年330億噸有關(guān)能源二氧化碳排放中，其中燃煤發(fā)電排放超過100億噸。還有發(fā)電容量占比不大的燃?xì)獍l(fā)電碳排放，和排放強度低但是容量占比較大的可再生能源碳排放（它們的制造、運輸、建設(shè)、生產(chǎn)都有碳排放），全球發(fā)電碳排放的總量還要更大。由于，發(fā)電生產(chǎn)是二氧化碳純排放過程（目前碳匯能力極有限），國際上把單位供電二氧化碳排放量，作為衡量碳中和程度的一個重要指標(biāo)。因此，減少單位發(fā)電排放量以及控制發(fā)電排放總量，將會成為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要措施。我國2010年發(fā)電量已經(jīng)是世界第一，2019年的發(fā)電量占全球1/4。我國又是燃煤發(fā)電大國。所以，我國實現(xiàn)碳中和，控制發(fā)電排放肯定是重點。

我國在發(fā)電減排方面成果是顯著的。單位供電二氧化碳排放從2005年900克/千瓦時，下降到2019年低于600克/千瓦時。這個成果，一方面得益于“十一五”以來，特別是“十二五”期間大幅度的燃煤機組“上大壓小”，煤電煤耗、二氧化碳排放由大于400克/千瓦時、1000克/千瓦時，下降到接近300克/千瓦時、870克/千瓦時；另一方面，過去十多年來可再生電源的大力發(fā)展，使非化石電源容量和發(fā)電量占比，由原來都占10%左右，提升到42%和>30%。國務(wù)院發(fā)布《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》要求，大型發(fā)電集團單位供電、單位火電供電二氧化碳排放控制在550克/千瓦時、865克/千瓦時。我們國家的發(fā)電單位碳排放目前的這個指標(biāo)，與世界平均水平450克/千瓦時相比，也高出100克/千瓦時。與近零排放（<100g）的瑞士、挪威、法國，與超低排放（<200g）的加拿大、新西蘭、奧地利、丹麥、比利時，與低排放（<300g）的英國、匈牙利、意大利、西班牙、巴西等國相比差距更大；與大多數(shù)中排放（<500g）的德國、美國、日本、墨西哥、土耳其、智利、荷蘭等國相比，也有距離。到2060年的40年間，我國單位供電二氧化碳排放達到<100g，每十年要減低單位供電二氧化碳排放120g。因此，未來40年將對中國電力行業(yè)產(chǎn)生巨大沖擊。國家發(fā)改委和國家能源局2017年下發(fā)的《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略（2016—2030）》強調(diào)，到2030年，我國非化石能源發(fā)電量占比力爭達到50%。這就是電力行業(yè)未來十年面臨的發(fā)展課題。在新的承諾下，必將會出臺強度更大的措施。

實現(xiàn)預(yù)期碳中和目標(biāo)的途徑

實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，本質(zhì)上就是兩方面的工作。一個是減少二氧化碳的排放，另一個是增加二氧化碳匯資源。

大氣中二氧化碳的產(chǎn)生伴隨著人類生產(chǎn)生活的全過程，但是，主要還是化石能源的利用造成的。減少排放，主要的手段是減少化石能源的利用。減少化石能源的利用，一方面是尋找替代能源（利用可再生能源）；另一方面是減少能源的使用（全社會節(jié)能）。

從尋找替代能源方面講，比如，用水、風(fēng)、光、地?zé)?，以及核能等，替代化石能源。但是，基于我國能源資源稟賦，水能僅有5億多千瓦的資源，已經(jīng)利用了60%，未來增加容量有限；增加核能是一種選擇，對減少溫室氣體排放有利，也有許多弊端。但是，主要還是要大力增加風(fēng)、光、潮汐等能源，未來需要解決這些能源利用投資成本以及大容量、高效、經(jīng)濟儲能難題，使其成為主力能源。而化石能源的利用，要逐步轉(zhuǎn)換為配合新能源發(fā)揮主力作用的支撐角色。

從減少能源的使用方面講，就目前情況看，我國的節(jié)能空間應(yīng)當(dāng)是比較大的。2019年我國的發(fā)電量是美國的1.65倍，而同期我國GDP是美國的約70%。我國的單位產(chǎn)值耗電強度是美國的2倍多，美國本身就是耗能大國。如果我們和日本比較，我國的單位產(chǎn)值耗電強度是日本的4倍多。由此，可以看出，在節(jié)能、高效利用能源方面，我們有較大的空間。節(jié)能應(yīng)當(dāng)作為減排重要的戰(zhàn)略措施。

在增加碳匯資源方面，目前最有效的是植樹造林?，F(xiàn)在有成熟的碳捕捉技術(shù)，但是，捕捉收集之后的二氧化碳無害儲存、利用、轉(zhuǎn)換出路沒有解決，至少現(xiàn)在不能成為碳匯的一項適用措施；目前比較活躍的碳交易，對碳匯是無效的。未來，在無害解決碳匯問題上，期待有新的科技成果出現(xiàn)。

實現(xiàn)碳中和，不是一人、一企、一行業(yè)、一區(qū)域的事，是全民生活方式的低炭自覺，是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的低炭化調(diào)整，是全產(chǎn)業(yè)的節(jié)能優(yōu)化，是技術(shù)創(chuàng)新推進的能源供應(yīng)的低炭化。是國家之力推動的森林保護和擴大森林種植，同時，期待科學(xué)研究解決二氧化碳的無害利用。

對電力行業(yè)的影響

針對碳達峰和碳中和期限問題，生態(tài)環(huán)境部在10月例行新聞發(fā)布會上表示：實現(xiàn)碳中和愿景我國需要的時間比發(fā)達國家縮短30年左右。要大力推進經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。采取更加有力的措施控制化石能源消費，特別是嚴(yán)格控制煤炭消費，包括合理控制煤電發(fā)展。我們將研究跨越“十四五”“十五五”的二氧化碳排放達峰活動計劃，要向地方、行業(yè)明確傳導(dǎo)壓力、傳導(dǎo)任務(wù)，明確地方、行業(yè)達峰目標(biāo)、路線圖、行動方案和配套措施，相關(guān)部門要合力推進強化監(jiān)督，要從現(xiàn)在開始一步一個腳印持續(xù)推進。確保2030年達峰目標(biāo)實現(xiàn)。從這一信息可以看出，高強度的低炭化轉(zhuǎn)型，是未來這十年面臨的現(xiàn)實問題，先前制定的一些指標(biāo)會有變相調(diào)整。后30年實現(xiàn)碳中和是國家能源長遠(yuǎn)戰(zhàn)略問題。

首先，2030年的總供電量將會比機構(gòu)原先（按照5%年增長）預(yù)測的11.7億萬度大幅縮減，應(yīng)當(dāng)控制在9.5—10億萬度。這其中包括大力推進煤改電、油改電的電氣化進程中電量增量。如果不極大降低能源消費強度，不僅僅是10年后的碳總量基礎(chǔ)過大，使得后30年實現(xiàn)碳中和的難度更大。而且，持續(xù)這樣的模式，我國的電力安全會出現(xiàn)問題。因此，控制碳排放重要的是全社會節(jié)能，同時，配合能源替代。目前，很多人重點關(guān)注后者應(yīng)當(dāng)是一個誤區(qū)。另外，到2030年，非化石能源發(fā)電量占比>50%，將會是必保值。這兩個指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)說是影響電力行業(yè)的主要因素。

煤電，目前存量已經(jīng)超過國家2020年計劃控制在11億千瓦的目標(biāo)。在用電總量增速放緩，發(fā)電占比相對快速降低的要求下，今后煤電容量最大的擴容空間不會突破1億千瓦。在未來十年過渡期，煤電在保障電網(wǎng)安全、提供經(jīng)濟、可靠電力、靈活支撐新能源消納，仍然發(fā)揮主要的功能。替代散煤燃燒，實現(xiàn)多元供應(yīng)、開發(fā)深度調(diào)峰、調(diào)頻靈活性改造，以及提高低負(fù)荷工況的經(jīng)濟性，是煤電生存和改善經(jīng)營出路。十年以后，煤電容量肯定會轉(zhuǎn)向減量通道，但是，煤電發(fā)電量的減量速度會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于容量的減量速度。發(fā)電利用小時數(shù)會進一步萎縮，供熱、調(diào)峰、應(yīng)急會成為主要功能。當(dāng)然，未來十年到二十年，不會出現(xiàn)有人擔(dān)心的煤電從業(yè)人員大量轉(zhuǎn)崗或失業(yè)的問題。燃?xì)獍l(fā)電雖然排放強度相對煤電低，但受資源限制，今后將只能發(fā)揮其快速啟停功能，作為電網(wǎng)的安全支撐電源。

據(jù)一些調(diào)查研究報告顯示，目前正常在建煤電1.5億千瓦，緩建6000萬千瓦，停建8500萬千瓦。也就是說，目前已經(jīng)走在路上的煤電有大于3億千瓦的容量，籌備中的大量項目不好準(zhǔn)確統(tǒng)計，那么，這部分煤電項目的出生，將成為一個問題。從概念上說，“上大壓小”是這些項目的出路之一，但是，這必定造成存量資產(chǎn)損失，新資產(chǎn)制造、運輸、建設(shè)的增量排放。而且，未來煤電機組必須多元供應(yīng)、靈活運行，大容量單元機組發(fā)揮不了減排優(yōu)勢，還降低了多元供應(yīng)的保障能力。`

風(fēng)、光發(fā)電，將需要快速增容發(fā)展，要作為2030年非化石能源發(fā)電量>50%的保障措施，以及未來的主力電源。但是，對于風(fēng)光電自帶儲能、調(diào)峰、調(diào)頻能力，將會提出越來越高的要求。比如，類似目前已經(jīng)建成的熔鹽塔式光電站。分布式風(fēng)光“源網(wǎng)荷儲”一體化熱電系統(tǒng)將會大量出現(xiàn)。?“（風(fēng)光水火）源、荷、儲”一體化系統(tǒng)，將會以集成式電源形式并入電網(wǎng)，減少對電網(wǎng)的沖擊。這是筆者預(yù)期未來的又一個重要課題。另外，為了節(jié)約占地，風(fēng)機的單機容量、光伏板的轉(zhuǎn)換效率需大幅增大。

核能，雖然國際一直有去核的趨勢，而且，核電選址條件苛刻，但是，由于其非化石性質(zhì)，我國還會較長時間穩(wěn)步發(fā)展。而且，主要用于解決小型區(qū)域供暖的分布式核能熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，極有可能成為小城鎮(zhèn)，以及大片農(nóng)村區(qū)域的供暖方案。

水電，是非化石理想電源，又有快速變負(fù)荷能力，未來將逐步成為電網(wǎng)主力調(diào)峰電源。一些小型徑流水電站，很可能設(shè)計、建造為具備抽蓄功能。

儲能系統(tǒng)，隨著電網(wǎng)中新能源比例快速增加，必須配備充足容量的儲能系統(tǒng)。目前看，最可靠、適用、少害的形式是抽水蓄能電站。因此，這十年將會大量建設(shè)各種容量的抽水蓄能電站。關(guān)于電化學(xué)儲能，雖然其效率比較高、響應(yīng)速度快，但是，投資大、壽面短、廢電池處理有害，目前制約它快速發(fā)展。還有一類（比如電鍋爐)高耗能儲能，不應(yīng)當(dāng)提倡。

輸配電，必須具備準(zhǔn)確的供用預(yù)測能力和平衡手段。未來會承擔(dān)起網(wǎng)絡(luò)不平衡損失的部分責(zé)任。

靈活性負(fù)荷，隨著電源結(jié)構(gòu)、特性發(fā)生巨大變化，用電側(cè)必須適應(yīng)電網(wǎng)的變化，設(shè)置大量靈活性用電用戶。這需要通過政策激勵，推進社會生活、生產(chǎn)過程和制造工藝的智能化變革。形成供給側(cè)與需求側(cè)同時參與維護電網(wǎng)的供需平衡。這是一個不能繞開必須研究的重要課題。

碳交易，現(xiàn)在有人將完善碳市場作為碳中和的解決方案之一，其實是個偽命題。?

國家設(shè)定碳排放達峰期和碳中和目標(biāo)期，對全社會各行業(yè)都會產(chǎn)生巨大影響。隨著全社會電氣化程度提高，控制排放實現(xiàn)碳中和的責(zé)任，會更多集中在電力行業(yè)。這對電力行業(yè)是挑戰(zhàn)也是巨大的發(fā)展機遇，電力行業(yè)必須有充分的準(zhǔn)備。