电力行业碳中和的实现路径与对策

李坤

摘要：改革开放以来，我国经济发展迅速，电力企业为我国发展做出了很大贡献。电力部门作为最大的碳排放部门，其低碳转型发展对于中国实现碳中和战略目标至关重要。研究结果显示，电力部门在2050年实现二氧化碳零排放的目标是完全可以做到的。碳排放需要在2025年左右达到峰值，2030年后快速下降，到2050年可以实现零排放。最关键的措施是从2020年开始，停止新增煤电项目并加速淘汰，在2030年后加速推广应用碳捕集与封存（CCS）技术。同时，必须完成大规模的可再生能源发电渗透，到2050年争取实现占比达到90%。

关键词：电力行业;碳中和;实现路径;对策

引言

碳达峰、碳中和目标的提出是国家重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。能源电力行业技术资金密集，存在高度的路径依赖，技术路线试错成本极高。构建以新能源为主体的新型电力系统是一项复杂的系统性工程，应超前研判、全面分析电力生产结构改变为电力系统带来的变化与挑战，深入研究电力低碳转型路径及转型过程中的重大问题，力争就技术形态、技术方向等关键问题形成广泛共识。针对于此，本文阐述新型电力系统的发展阶段，提出策略性发展建议，以期为电力行业中长期发展提供基础参考。

1电力部门低碳转型需要解决的主要问题

经济结构转型，生态文明建设和环境因素倒逼，国家政策引导，共同推动中国进行能源体系转型重构。中国电力部门转型的最终目标应该是实现大规模开发利用可再生能源，使电能成为主要能源供给。但由于电力部门自身的客观条件和发展特点，未来实现碳中和目标还要面临很多的挑战和问题。

首先是大规模煤电装机的处置问题。我国现有的煤电总装机平均机组年龄也只有12年，如果大量的煤电设施提前加速淘汰，会严重影响现有电力系统的安全稳定运行，这也是对固定资产投资的严重浪费，产生巨大的经济成本。针对煤电带来的经济支持作用和“碳锁定”影响，如何正确看待其辩证关系，是电力部门低碳转型过程中面临的首要问题。

其次是如何发展高比例可再生能源问题。高比例的可再生能源并网不仅仅是简单的建造风电、太阳能发电设备，还包括建设相匹配的电网系统、储能系统、调度体系等。我国现有的跨区域电力外送通道无法满足传输需求，分布式储能技术研究才进入发展起步阶段。现有能源、电力系统还难以承受无任何约束的新能源大规模发展，严重制约未来大规模可再生能源的发展。

针对以上背景和问题，研究电力部门中长期低碳转型目标和可行的实现路径具有非常重要的现实意义。

2电力行业碳中和的实现路径与对策研究

2.1新型电力系统需要突破“冷热电气”生产的各自物理界限

传统的能源供应基本是国企“区域化垄断”经营着供电、供热、供水、供燃气，固定的价格与固定的市场下，缺乏压力与积极性去“互通有无，优势互补”，很难真正构建出综合能源服务体系。以新能源为主体的新型电力系统下，能源生产和消费界限需要打破，各种能源业务领域的界限需要弱化，传统的单一能源供应模式需要转向多能源协同供应模式，这样才可以提高综合用能效率。可见，针对新建的园区、机场、火车站、医院、校园等，电力、燃气、热力、供冷、供水管廊等基础设施需要融合规划，冷、热、电、气多种能源系统间的技术壁垒需要打通，如电力企业在配电园区正在试点的“光伏电站+风电站+变电站+5G基站+储冷/储热/储氢/储电站+充电站+数据中心站”多站合一就是一种突破。

2.2电力系统低碳转型，逐步实现零碳电力

碳排放的本质是化石能源的大量开发和使利用，只有彻底转变能源发展方式才能从根本上实现碳中和。碳中和的关键应该是尽可能更多、更快地推动各部门电气化，确保电力来自零碳资源而不是化石能源，实现“两个替代”，即能源开发清洁替代和能源消费电能替代。形成清洁能源为主中心的能源供应体系和电为主的能源消费体系，一边以风能、光能等清洁能源发电，另一边实现以电代煤。

不管是从国际视角还是国内视角，主要二氧化碳排放源是电热水汽生产供给行业。全球电力热力行业二氧化碳排放占比为42%，国内有将近一半的省市电力热力行业排放二氧化碳占总排放量占比超过50%。如果实现零碳电力，实现清洁能源发电，大力发展太阳能、风能、光能，碳达峰、碳中和的目标也能更顺利地完成。

2.3完善利益平衡、统筹兼顾的市场机制，建立绿色金融政策保障体系

发挥市场在资源配置方面的决定性作用，以市场化手段解决新能源系统利用成本显著提高的问题。积极探索容量补偿机制，挖掘电力系统“源网荷储”灵活性资源配置潜力，保障新能源的高效利用及用户供电的可靠性。完善电力等能源品种价格的市场化形成机制，优化差别化电价、分时电价、居民阶梯电价政策，发挥促进产业结构调整、缓解电力供应紧张矛盾的积极作用。科学设置碳排放总量控制目标、配额分配方式，建立碳价与电价的联动机制，实现碳交易与其他绿色交易品种的协调。发挥政府投资的引导作用，构建与碳达峰、碳中和目标相匹配的投融资政策体系。有序推进绿色低碳金融产品和服务开发，设立碳减排货币政策工具;建立绿色信贷评估机制，完善绿色金融政策框架。

2.4保障电网安全稳定运行

转型期的电力系统仍然是交流电力系统，必须遵循交流电力系统的基本原理和技术规律，寻求新的手段、加快措施布局，保障足够的系统惯量、调节能力、支撑能力，筑牢电网安全稳定基础。

系统惯量是系统安全运行的基本要求。一是保持適度规模的同步电源，通过技术创新来调整常规电源的功能定位，在政策层面保障燃煤机组从装机控制转向排放控制。二是扩大交流电网规模，提高同步电网整体惯量水平，增强抵御故障能力，更好促进清洁能源消纳的互联互通。三是开发新型惯量支撑资源，发展新能源、储能等方面的新型控制技术，提高电力电子类电源对系统惯量的支撑能力。

调节能力是电力系统适应不断加大的波动性、有功/无功冲击的重要保证。关于调峰，在提升电源侧调节能力的同时，推进电动汽车、分布式储能、可中断负荷参与调峰，扎实提高电网资源配置能力，共享全网调节资源。关于调频，推动新能源、储能、电动汽车等参与系统调频，发挥直流输电设备的频率调制能力。关于调压，发挥常规机组的主力调压作用，利用柔性直流、柔性交流输电系统（FACTS）设备参与调压，研究电力电子类电源场站级的灵活调压，探索分布式电源、分布式储能参与低压侧电压调节。

支撑能力是电力系统承载高比例电力电子设备、确保高比例受电地区安全稳定运行的关键。一是开展火电、水电机组调相功能改造，鼓励退役火电改调相机运行，提高资产利用效率。二是在新能源场站、汇集站配置分布式调相机，在高比例受电、直流送受端、新能源基地等地区配置大型调相机，保障系统的动态无功支撑能力，确保新能源多场站短路比水平满足运行要求。三是要求新能源作为主体电源承担主体安全责任，通过技术进步来增强主动支撑能力。

结语

碳中和提出背景下，为更好的实现我国电力行业的碳达峰及碳中和目标，电力行业的低碳转型发展势在必行。本文以电力行业能够实现碳中和目标为出发点，发现碳中和目标下电力行业在低碳转型的发展过程中面临的问题。基于这些将要面临的问题，本文提出了解决对策，认为上述的碳中和目标下电力行业低碳转型问题，可以通过推动煤电向清洁高效的方向发展、推进可再生能源发展、加强智能电网建设、加快制定电力企业长期规划、推进低碳减排技术及规模化应用的对策来解决。并对碳中和目标下电力行业的低碳转型发展路径做了一个构想，将电力企业的低碳转型的问题及对策在发展路径中做了进一步的延伸。

参考文献

[1]屈博，刘畅，李德智，等.“碳中和”目标下的电能替代发展战略研究[J].电力需求侧管理，2021，（02）：1-3+9.

[2]翁智雄.中国实现碳中和远景目标的市场化减排机制研究[J].环境保护，2021，（Z1）：66-69.