国家“双碳”战略的思考与实践

2021-10-09倪斌

上海节能 2021年9期

倪斌

申能（集团）有限公司

0 引言

气候变化是当今人类面临的重大全球性挑战，会引发极端天气、海平面上升、物种灭绝等灾难性后果。CO2、CH4等温室气体是引发气候变化的罪魁祸首，其中，CO2首当其冲，因此，狭义的碳排放主要指CO2排放。过去两百多年来，人类一直依赖煤炭、石油等化石能源提供生产生活所需的能量，在步入工业化快车道的同时，也带来了大量碳排放。2019年，全球碳排放约401亿t，其中86%源自化石能源利用［1］。

中国是第一大碳排放国，在全球气候治理中起着关键作用。去年9 月以来，中国多次都对国际社会作出“2030 年前碳达峰、2060 年前碳中和”的庄严承诺，并对国内作出了战略部署。本文将站在综合性能源企业的角度，分析我国提出碳达峰、碳中和战略的内在动因，并提出申能（集团）有限公司（以下简称“申能”）服务国家“双碳”战略的举措与相关政策建议。

1 我国碳排放现状

1.1 碳排放总量、人均与强度

近年来，我国经济发展取得了举世瞩目的成绩。以2005 年作为基准年，我国GDP 增长近4.3倍，碳排放也增长了81%，2019年能源利用导致的碳排放达到98亿t，并于2006年超过美国成为全球最大碳排放国，总量接近全球30%，人均达到了全球平均的1.6倍［2-4］。同时，我国也付出了艰苦卓绝的努力，碳强度累计下降48.1%，提前实现了下降40%~45%的目标，扭转了CO2排放快速增长的局面（见图1、图2、图3）。

图1 我国及全球其他主要经济体碳排放总量（单位：亿t）

图2 全球主要经济体人均碳排放（t/人）

图3 我国及全球其他主要经济体碳排放强度（单位：kg/美元）

1.2 碳排放结构

分能源品种看，煤炭消费贡献了近80%的碳排放。受资源禀赋、产业结构、发展阶段等因素影响，煤炭在我国一次能源消费中占比较高。2019 年我国一次能源消费中，煤炭占比57.7%、石油占比18.9%、天然气占比8.1%、非化石能源占比仅为15.3%。对应到碳排放，煤、石油、天然气贡献率则分别达到79%、14.5%和5.9%。

分行业看，电力和工业碳排放贡献率超过80%。电力行业是用煤大户，占我国煤炭消费总量将近半壁江山，贡献了43%的碳排放。工业、建筑、和交通领域碳排放占比分别为38%、10%和9%［5-7］（见图4、图5）。

图4 我国分能源品种碳排放结构

图5 我国分行业碳排放结构（按直接排放）

2 我国提出“双碳”战略的内在动因

2.1 国际关系方面

应对气候变化，既是科学问题，也是政治问题。碳排放很大程度上取决于能源消费，而经济社会发展又要依靠能源推动存在“排放权即发展权”的问题。目前，全球已经有50 多个国家实现碳达峰，其中发达国家占大部分。在西方国家掌握国际话语权的大背景下，发展中国家容易陷入“主动应对气候变化”和“推动本国经济增长”的两难困境，无法保障未来发展的可持续性。

近年来，应对全球气候变化的形势存在一些不确定性。一方面，“零碳竞赛”如火如荼，截至2020年底，全球已有100多个国家提出了碳中和的承诺，覆盖全球CO2排放量65%以上、占世界经济规模的70%以上［8］。另一方面，美国两党政治在应对气候变化问题上“反复横跳”，给中国构建“后巴黎时代”全球气候治理话语权带来了良好机遇。作为世界上最大的发展中国家、第二大经济体、第一大碳排放国，我国把握时机，提出应对全球气候变化的中国方案，为处于关键节点的全球生态治理指明了方向，有利于提升国际影响力、深化国际合作，彰显了负责任大国对构建人类命运共同体的使命与担当。

2.2 能源安全方面

能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题，对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。经过长期发展，我国已成为世界上最大的能源消费国。从2005 年到2020 年，我国用90%的能耗增幅，撑起了4.4 倍的GDP 增长。同时，消费结构也显著优化。煤炭占一次能源从72.4%降到56.8%，煤电装机占比降至50%以下，非水可再生装机占比超过24%（见图6、图7、图8、图9）。

图6 我国能源消费总量（单位：亿tce）

图7 我国GDP（单位：万亿元）

图8 我国分行业碳排放结构

图9 我国电力装机结构

然而，消费增长和结构优化的背后，能源安全的隐忧逐步显现，矛盾集中体现在油气安全问题上。2005 年，我国石油消费量3 亿t，对外依存度43%，天然气消费量466 亿m3，自给自足。而到了2020 年，石油消费量翻了一番，超过7 亿t，对外依存度攀升至73.5%，天然气消费量增长近6倍，达到了3 240亿m3，对外依存度也达到43%。考虑到来源和通道的相关风险，我国能源安全面临重大隐忧。以石油为例，我国进口来源多集中于中东、北非等少数地缘政治不稳定区域，沙特、伊拉克等中东国家占比近47%，北非占比14%，且有近80%需要经过马六甲海峡。大力发展风电、光伏、水电等位于本土的非化石能源，可以逐步摆脱我国对进口资源的过度依赖，以更加清洁低碳、更加独立自主的能源，支撑我国经济社会发展和人民美好生活（见图10、图11）。

图10 我国石油消费量与对外依存度

图11 我国天然气消费量与对外依存度

2.3 动能转换方面

碳达峰、碳中和实质上是一场绿色革命。随着“零碳竞赛”的开展，在新能源、氢能、储能、智慧电网等多领域，技术制高点的争夺已呈白热化。谁能做到技术领先、取得产业优势，谁就能拥有更强的领导力、更大的话语权。幸运的是，中国已成为此轮绿色革命的创新者、领先者。以新能源领域为例，目前，我国在新能源领域已经处于世界领先地位，取得了令世界瞩目的发展成绩。

21 世纪初，我国风电、光伏装机仅有几十万千瓦，且价格昂贵。2006 年《可再生能源法》颁布、2007年《可再生能源中长期发展规划》印发，新能源开始“有法可依，有规可循”。2009年、2011年陆上风电、光伏标杆电价相继出台，各类利好政策陆续发布。政策护航、市场活跃，我国新能源行业迎来规模化大发展。截至2020 年底，我国风电装机已达到282 GW，占全球38%；光伏装机253 GW，占全球33%［9］。规模大幅上升的同时，成本也显著下降。陆上风电、集中式光伏均实现平价上网。除了市场规模全球领先之外，我国新能源产业也拥有强大装备制造能力和关键产业链优势。2020年，全球风电整机商十强，中国企业据其七，光伏组件全球排名前十的企业中，也有7 家来自中国。新能源已然成为中国一张靓丽的名片。随着全球对低碳发展的日益重视，“零碳竞赛”的进一步开展，我国新能源产业成为新旧动能转换的重要抓手，继续提升当前优势，从领先者变为引领者，带动全球绿色电力产业的发展（见图12）。

图12 我国近十年可再生能源装机规模（单位：GW）

3 为国家“双碳”战略贡献申能力量

作为碳排放的主力，能源领域是实现碳达峰、碳中和的关键所在。同时，社会经济要高质量发展，人民要追求美好生活，民族要实现伟大复兴，在一定时期内，我国能源消费总量依然会呈现增长态势。作为社会经济发展的保障，能源领域需要能源产业提升保障能级和服务能级，确保能源“不仅用得上，更要用得好”。

作为一家综合性能源企业集团，申能将充分发挥自身优势，在新时代、新格局的能源革命浪潮中勇立潮头，加强协同创新，以更加绿色低碳的能源供应，更加安全优质的综合服务，落实好国家“双碳”战略。

3.1 奉献清洁绿色电力，加快低碳转型发展

电力是申能的起家产业。截至2020 年底，申能控股电力装机1 263 万kW，年发电量393.6 亿kWh。纵观过往，申能的电力产业发展呈现两个特点。

一是将火电做到了极致。过去几十年来，煤电是我国电力的绝对主力，对推动我国经济发展作出了不可替代的贡献，2000年全国煤电占总发电量的81%，2020年占比依然达到60.8%。在火电作为绝对主力电源的年代，申能自主研发了多项先进节能技术，将火电做到了极致，供电煤耗持续全国领先，并打造了外三发电等多个精品工程。2020年，申能系统火电供电煤耗降至280.9 g/kWh，低于同年全国平均水平30 g 以上，每年可为国家减少180 万t碳排放。

二是将新能源产业布局到全国。2010 年，申能建成上海世博主题馆光伏项目，成为当时亚洲单体最大的光伏建筑一体化电站。“十三五”期间，申能新能源装机增加了7.5 倍。截至今年5 月底，申能在运风电、光伏项目达到50 余个，业务遍布沪、浙、苏、青、新、内蒙古等16 个省份，新能源总装机245万kW，预计可为全社会供应42亿kWh的绿电，减少340万t CO2排放。

在碳达峰、碳中和目标指引下，预计到2060年，我国风电、光伏等新能源装机占比将接近80%，发电量占比将达到65%，成为主力电源。申能将按照国家关于构建以新能源为主体的新型电力系统的总体要求，加快打造绿色先锋电力版图。

一是继续推动电源低碳化发展。申能将顺应“平价上网”大势，继续大力发展新能源产业，积极布局海上风电、西北大基地等项目。“十四五”期间，申能力争新增新能源装机800 万~1 000 万kW，总量较2020年翻两番，占比达到50%。

二是积极布局“源网荷储一体化”。随着新能源大规模并网，会给电力系统安全稳定运行带来挑战。为应对这一难题，三年前申能便开始积极试点推进储能、微网等项目，外三发电成功试点“火储联合运行”，成为华东首个发电侧配储能的成功案例。今后，申能将积极推动“风光储”“农光储”“渔光储”一体化和“火储灵活运行”“虚拟电厂”等项目建设，提供更加多元灵活的综合用能服务，更好地适应新能源电力大规模并网。

三是加快数字化应用。为提升新能源项目的运行质量，申能开发了“风光储信息系统”，初期接入19个场站，125万kW。该项目获2020年中国企业联合会“全国智慧企业建设最佳实践案例”和上海市“云计算示范项目”称号。今后，申能将持续推进数字化迭代升级，为大规模新能源并网提供数据、技术双支持，实现风光互补、储能调节、智能调度，进一步提高新能源电力质量。

四是合力打造零碳示范。申能与崇明区开展战略合作，共建崇明横沙零碳岛绿电项目。“十四五”期间，申能将结合横沙岛实际情况，建设“光储微网”一体化绿电项目，加快植树造林提升生态碳汇能力，计划于2025年形成全岛自发自用、全岛平衡、余电外送的绿电格局，打造上海首个“零碳岛”，助力上海早日实现碳达峰、碳中和。

3.2 发挥天然气灵活高效优势，服务城市低碳发展

天然气作为最清洁、最灵活的化石能源，过去和将来，都将在我国能源结构中扮演重要角色。申能用了20 多年时间，构建形成了上游多气源、中游一张网、下游多元销售的“X+1+X”天然气全产业链，投资建设了2.6 万km、运行智能高效的天然气管网体系，实现了上海管道燃气的全天然气化，有力地服务了上海能源结构优化和城市蓝天保卫战。截至2020 年底，申能拥有居民、工商业、大工业、发电等各类天然气用户639余万户，年供应规模近百亿立方米，本地市场占有率95%以上。

在“双碳”战略大背景下，作为能量密度高、灵活低碳的清洁能源，天然气在居民生活、公共建筑分布式供能等多个领域具有可再生电力无法替代的优势，特别是与新能源耦合的灵活性优势，将为天然气在未来以新能源为主体的电力系统中发挥重要作用。多个研究机构均预测中国天然气消费还将维持20 多年的增长，峰值将在3 240 亿m3的基础上翻番，达到近6 500 亿m3。上海也将在近100 亿m3消费量的基础上，持续增长到190 亿m3的峰值。

未来，申能将充分发挥天然气高效清洁低碳优势，融入长三角能源一体化，继续以保障城市能源安全供应和优化能源消费结构为己任，打造“X+1+X”升级版。一是上游补链。申能将继续统筹好国际国内两个市场、两种资源，新增一路进口LNG 资源通道，形成“7+1”路资源，构建立足上海、辐射长三角的资源供应格局。二是中游强链。加快上海“O”形超高压管网建设，促进长三角区域省际管网互联互通，推动长三角地区天然气互济互保。三是下游扩链。进一步融入“五大新城”“美丽乡村”等建设，加快推广天然气在多领域的清洁高效利用；推进落实优化营商环境，进一步提升服务质量，让业务办理更便捷、收费更合理、信息更透明、服务更周到、智慧燃气更智能。

3.3 打通氢能全产业链，前瞻布局未来能源

氢能被称为未来的终极能源。在我国“十四五”规划中，氢能和类脑智能、量子信息、基因技术等一起被归入前沿科技和产业变革领域。作为一种绿色、高效的二次能源，氢能具有单位质量热值高、储量丰富、来源多样、应用广泛等特点，是电、热、燃料等各种能源形式转化的介质，也是可以实现能源大规模储存的有效载体。在构建以新能源为主体、源网荷储一体化的新型电力系统过程中，氢能将在特定领域发挥重要作用。申能已围绕上中下游开展了多点布局，积极打造终端应用场景，构建形成具有申能特色的氢能全产业链。

一是氢源。申能已经投资入股拥有先进H2提纯技术气体提纯净化企业，藉此为燃料电池汽车提供GH2(高纯氢气)。同时，申能也在积极推进位于奉贤区的上海燃料电池汽车氢源保障基地，打造华东地区最大的车用氢源供应基地。

二是储运。2019 年，申能收购先进高压气体储运装备研发制造企业浙江蓝能，蓝能在45 兆帕站用制氢瓶组、长管拖车、车载供氢系统方面有较高的市场份额、丰富的自主知识产权、领先的自主创新能力。目前，蓝能正在积极探索有机液体储氢、液氢和固态储氢相关技术，着力打通储运环节堵点。

三是燃料电池。电堆是燃料电池系统的上游核心，成本占比60%。申能聚焦“小体积、高密度”的创新迭代方向，针对石墨电堆和金属电堆两种技术路线，开展平行布局。这里要特别感谢黄震院士所在的上海交大，申能投资的上海氢晨，就是交大机动学院十余年研究成果的结晶。

四是构建多场景示范应用。一方面，申能立足长三角，在上海自贸区临港新片区等区域积极布局，推动新片区BRT 中运量无轨公交、普通公交和通勤班车的氢能应用，联合物流运输、港口仓储等企业，开展氢能重卡示范运营，并配套建设17 个加氢站。另一方面，申能积极加快“走出去”发展，探索在山西长治等工业副产氢资源丰富、具备良好燃料电池汽车应用场景的地区布局建设“制储运用”项目；利用内蒙包头白云鄂博矿区可再生能源资源，为矿区提供绿电、绿氢，打造氢能碳中和绿色工矿示范区。

“十四五”期间，申能计划在氢能领域投资20亿元左右，努力构建具有申能特色的“制储运用”氢能业务板块，助力氢能尽快实现产业化发展、规模化应用，促进氢时代早日到来。

3.4 坚持服务实体经济，构建绿色产融生态圈

经济是肌体，金融是血脉，两者共生共荣。作为一家产融并举的企业，申能系统拥有东方证券、汇添富、申能碳科技、申能财务公司、申能融资租赁等金融企业，始终坚持金融服务实体，用绿色金融服务国家与上海“双碳”战略、助力城市绿色发展。

3.4.1 积极开展绿色融资

2020 年7 月，东方证券作为主力承销商，面向全球投资人，承销国开行多市场同步发行的首单“应对气候变化”专题“债券通”绿色金融债券，所募集资金将用于低碳运输等绿色项目。2021年3月，申能融资租赁成功发行全市场首批、上海地区首单碳中和债，发行规模23.64亿元，项目入池资产及资金用途主要为光伏、风电等具有碳减排效益的清洁能源产业领域。

3.4.2 全力助推上海碳市场建设

申能是上海最早参与碳市场建设和碳排放交易试点的企业集团，是上海环交所的发起股东。申能积极支持上海开展碳交易试点，并于2018 年成立专业碳资产管理公司，开展碳金融业务研究，主动介入碳交易市场，组织碳资产开发、碳资产管理，目前碳资产交易量居上海市场第一，申能还创新开展了全国首单借碳业务，助力上海积累碳交易平台的运营经验。

今后，申能将进一步深化产融协同创新，统筹金融服务资源，推动绿色金融产品、服务、模式创新，打造“绿色产业－绿色金融－碳资产管理”的价值体系，开展碳基金、气候投融资、CCER 项目开发等多元化业务，助力上海打造具有全球影响力的国际碳金融中心，通过绿色金融助力国家与上海实现碳达峰、碳中和。