碳中和背景下电力企业发展的关键问题及应对方案

李徐 朱杰 彭凤姣

摘要：电力行业是传统能源消耗大户也是碳排放大户，“3060”碳中和目标的实施，对电力企业提出的新的挑战。电力企业面临着装机规模增大与碳减排的矛盾、新能源電源开发成本较高、需要适应新的碳市场模式、新能源电源稳定性及送出能力有待加强等一系列问题及挑战。为应对这些问题，电力企业应转变投资方向、降低新能源开发成本、加强碳市场研究开发、做好储能技术的研究。

关键词：碳中和;电力企业;问题及挑战;应对

Abstract：The electric power industry is a big traditional energy consumer and a big carbon emitter. The implementation of the "3060" carbon neutral target poses new challenges to the electric power enterprises. Power enterprises are faced with a series of problems and challenges， such as the contradiction between the increase of the scale of new energy and carbon emission reduction， the high development cost of new energy power supply， the need to adapt to the new carbon market model， and the stability and delivery capacity of new energy power supply need to be strengthened. In order to deal with these problems， power enterprises should change the direction of investment， reduce the cost of new energy development， strengthen the research and development of carbon market， and do a good job in the research of energy storage technology

Keyword： Carbon neutralization; Electric power enterprises; Deal.

1 碳中和政策背景

随着人类经济活动的日益发展，全球气候变暖问题逐渐严重。为应对气候变化，1992年签署的《联合国气候变化框架公约》提出了“共同但有区别的责任”原则，奠定了应对气候变化国际合作的法律基础。1997年签署的《京都议定书》首次以国际性法规的形势对发达国际温室气体减排做出明确要求，并引入了市场机制作为减少温室气体排放的新路径，催生出碳排放交易市场。2015年签署的《巴黎协定》奠定了2020年后全球温室气体治理的格局。

2020年9月22日，习近平在第75届联合国大会一般性辩论中提出：采取更加有力的政策和措施，CO2排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。2020年12月31日，生态环境部印发《碳排放权交易管理办法（试行）》（生态环境部令第19号，自2021年2月1日起施行），对全国碳排放权交易及相关活动，包括碳排放配额分配和清缴，碳排放权登记、交易、结算，温室气体排放报告与核查等活动进行了规定。

电力行业作为传统能源消耗大户，碳排放减排压力较大。中电联统计显示：2019年，全国火电行业碳排放总量约为42亿t，约占全国碳排放总量的30～40%。电力行业作为碳减排的“先头兵”，必将面临新的形势。

2 碳中和背景下电力行业新形势

2.1 经济生活水平提高，电力需求进一步扩大

2020年我国人均用电量5327 kW‧h /人，远低于欧盟国家人均 6000 ～8000 kW‧h和美国人均 12000 kW‧h的水平[1]，预计到2030年我国人均用电量将上涨至7508 kW‧h /人，较现在增加了41%，电力消费需求仍有巨大的提升空间。

伴随着“3060”目标的实施，石化、交通等行业将大幅度其降低一次煤、油等化石燃料的使用，采用电能作为主要生产、运输能源，电动汽车将进一步普及，因此其他行业的碳减排将间接促使电力需求的进一步增长。

2.2电源结构调整，投资方向转变

习近平总书记在2020年3月15日下午主持召开中央财经委员会第九次会议中提出，要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。

目前我国风电总装机规模为2.81亿kW，太阳能总装机规模为2.53亿kW。预计在2030年，风电、太阳能发电总装机将达到12亿kW以上，成为我国主要的电源构成，新增装机规模超过6.7亿kW。因此“十四五”以后传统火电行业新增装机容量将十分有限，而新能源的装机容量将迎来规模化“倍速”发展。

2.3 碳市场全面开放，碳金融作用加强

我国于2011年启动了北京、天津、上海、重庆、湖北、广东、深圳7省市碳排放交易权试点工作，并于2021年正式开启全国碳市场交易。

随着全国碳交易市场的开放，发电企业可以通过购买碳减排量实现自身企业的碳履约。同时参照原CCER相关经验，发电企业投资的太阳能、光伏项目也可以形成一定的核证减排量，可以用于自身企业的碳排放履约，也流通至碳交易市场出售获取部分碳减排收益。

根据碳排放交易试点经验，2020年全国平均碳成交价格约为23.5元/t，而欧盟2020年成交均价约为27.8美元/t，可以预见随着“3060”目标的实施，碳交易价格会较现状有所增长，提前布局碳交易市场，做好碳资产管理运行“碳金融”，有助于降低企业未来的运行成本。

2.4 电网建设重心调整

碳中和将徹底改变我国目前火电为主要支撑，新能源作为补充的电源结构，转化为新能源为主，火电调峰的电力供给模式。

我国陆地风能资源储量达到32.26亿kW，主要分布在内蒙古，甘肃，青海，东北三省等地。达到我国陆地表面的太阳辐射的功率约为1.68×103TW，水平面平均辐照度约为175W/m2，高于全球平均水平。其中太阳能最丰富的区域位于内蒙古、甘肃、青海西部，西藏大部，新疆东部边缘地区，四川部分地区[2]。

这些风能和太阳能资源丰富的区域并非我国的经济和工业中心，就地消纳难度较高，因此发出的大量电力需要外送。为解决“弃风”、“弃光”现象，需要在我国西北、西南区域建设大量的送电工程。

3 碳中和背景下电力企业面临问题及挑战

3.1 装机规模增大与电力企业碳减排矛盾突出

传统火电行业碳排放基数大，为实现电力行业的碳中和目标，传统火电行业需对现有发电设施的碳排放进行削减。国务院发布的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》中，提出大型发电集团单位供电CO2排放控制在550g CO2/kW‧h以内，而目前我国大型火力发电厂供电CO2排放约为800g CO2/kW‧h，单位供电量的CO2排放相较现状需降低超过30%，对现有火电企业的节能减排提出了严峻的挑战。可能届时保留的火电机组均需要配套安装CCUS[3]，这对现有火电机组的改造提出了难题，也增加了运行成本。

3.2 新能源电源开发成本较高

根据《国家发展改革委 国家能源局关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》（发改能源〔2019〕19号）等文件相关要求，新能源发电项目将逐渐从过去的“补贴上网”过渡到“平价上网”。这对新能源项目开发的成本控制提出了较高的要求，虽然目前风电光伏是设备成本已经相对以往有了大幅下降，但是在西北等交通不发达地区，运输、安装成本较高，如果不能有效的控制成本，部分项目将入不敷出，不利于整个行业的进一步的规模化发展。

3.3 需要适应新的碳市场模式

在2021年7月16日，全国碳交易市场正式开启。从去年年底至今，为规范市场运行管理的各个环节，生态环境部陆续发布了一系列制度文件，结合碳排放权登记、交易、结算三个管理规则，针对登记、交易、结算活动各环节明确了监管主体和责任，细化了监管内容，实现了整个碳市场流程各个环节的全覆盖。电力企业需要学习掌握这些新的交易政策和模式，以适应新的碳市场体系。

目前电力企业普遍不具备开发CCER的技术储备。而新形势下碳市场中CCER的潜力巨大，电力行业需要强化自身对相关项目的开发能力，以协助自身完成碳履约。

3.4 新能源电源稳定性及送出能力有待提升

我国各个区域的风能、太阳能自然赋条件存在天然差异，做好电网输送工作，解决“弃风”、“弃光”现象，并调配好发电地区与用电地区的电力平衡，实现风电光伏基地和负荷中心的柔性互联是电网面临的一大挑战。水电、风电和光伏发电等清洁能源受季节、气候等自然因素影响较大，电压稳定、频率稳定和功角稳定是未来电网企业需要重点解决的问题。

4 碳中和背景下电力企业应对方案

4.1 转变投资方向

在碳中和背景下，火电扩产能受到严格的控制。现有火电企业受清洁能源消纳比重逐步提升等因素影响，叠加电煤价格上涨等因素，运行收益已有明显降低，甚至部分企业出现亏损。风电、光伏在清洁能源发展红利下，“弃水”、“弃光”、“弃风”状况将有所好转。电力投资企业应将投资方向转向风电、光伏等清洁能源，逐渐减少传统火电的开发比例。

4.2 降低新能源开发成本

为降低新能源项目的开发成本，电力企业可以适当的参股风机、光伏的设备企业，研发新技术。在风电方面可以发展适应高纬度、低风速的风机，扩大单机容量大、发展大型风机柔性叶片技术及机组的核心控制技术。在太阳能方面可以提高光伏板的能效、降低成本、延长寿命、加强智能化等[2]。

电力企业需要搭建完善的造价管理和成本管控体系，同时要充分调动相关职能部门专业员工的主观能动性，发挥专业优势和禀赋，形成合力，献计献策，加强各阶段成本控制，才能适应目前市场经济发展的需要[4]，在新能源平价上网时代仍然能维持企业健康发展。

4.3 加强碳市场研究开发

电力企业可以吸纳金融人才参与碳管理，通过金融的手段减少企业的运行成本。作为第一批纳入碳交易市场的行业，发电行业共有超过40亿的碳交易配额进入交易市场管理，发电企业可以通过购买其他单位的碳配额或者国家核证自愿减排量来清缴自身的碳排放配额。

电力行业CCER有着巨大的潜力，加强碳市场的开发可以使电力企业获得一定的经济利益。保守估计1MW新能源形成的核证减排量约为0.5万吨CO2，则至2030年新增的新能源核准减排量将超过33.5亿t，有着超过400亿的经济价值，几乎可以涵盖了所有发电企业的核证减排量需要，并可以出售至其他行业的企业。

4.4 做好储能技术的研究

国家发改委、国家能源局联合发布的《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》中指出 “源网荷储一体化实施路径”：通过优化整合本地电源侧、电网侧、负荷侧资源，以先进技术突破和体制机制创新为支撑，探索构建源网荷储高度融合的新型电力系统。

在远期新能源将代替煤电成为我国的主要电源，但是新能源发电的波动性、间歇性和随机性的特性，使得风力发电、光伏发电独立运行都很难提供连续稳定的能量输出。大规模建设的风力发电和光伏发电对当地电网的安全稳定运行势必会产生较大的负面影响，因此光储一体化的建设也势在必行[5]。

5 总结

（1）电力行业作为传统碳排放大户，在碳中和背景下将有着电力需求增加，电源结构调整、碳市场全面开发、电网建设重心调整等新的形势。

（2）在新形势下，电力企业面临着装机规模增大与碳减排的矛盾、新能源电源开发成本较高、需要适应新的碳市场模式、新能源电源稳定性及送出能力有待提高等一系列问题及挑战。

（3）为应对碳中和背景下的新形势，电力企业应转变投资方向、降低新能源开发成本、加强碳市场研究开发、做好储能技术的研究。

参考文献

[1] 中国电力行业碳排放达峰及减排潜力分析[J]. 气候变化研究进展. 2020， 16（5）： 632-640.

[2] 李耀华，孔力. 发展太阳能和风能发电技术  加速推进我国能源转型[J]. 中国科学院院刊. 2019， 34（04）： 426-433.

[3] 赵志强，张贺，焦畅，等. 全球CCUS技术和应用现状分析[J]. 现代化工. 2021， 41（04）： 5-10.

[4] 刘俊翔. 风电工程全过程造价管理及成本控制应用研究[J]. 建筑与装饰. 2021（15）： 34-36.

[5] 余寅，唐宏德，郭家宝. 风光储一体化发电应用展望[J]. 华东电力. 2010， 38（12）： 1891-1893.

通讯作者简介：李徐（1989-），男，湖北荆门人，工程师，主要从事电力环保。