电力相关行业在碳达峰和碳中和的政策下发展机遇的探讨

谭明

（台山核电合营有限公司，广东台山 529228）

要研究和分析碳达峰和碳中和的问题，首先要了解我国碳排放到底来自哪里？从我国科委对于气候变化项目课题组测算来看，目前煤炭、石油、天然气的碳排放系数分别为0.726、0.583和0.409。第一产业（农业）和第三产业（服务业）的碳排放较少，第一产业排放量占5%，第二产业约占70%，第三产业占25%。其中第二产业中98.1%的碳排放来自于各种工业，约有1.9%的碳排放来自建筑业。

碳达峰、碳中和需要各行各业各自努力研究政策、市场、技术发展所出现的新机会，尽量使用新能源减少对煤炭、石油、天然气的依赖。笔者来自电力行业，深刻感受到我国电力行业在过去10多年来快速发展的良好势头，也逐步理解了电力行业未来发展的对于减少碳排放、实现碳中和巨大潜力、贡献能力和机遇。本文将举几方面的例子来探讨一下相关行业如何助力于碳达峰和碳中和？主要涉及：（1）电力生产企业在电力结构调整方面的机遇。（2）储能行业的机遇。（3）电力基建产品参与新基建的机遇。本文主要在这三个方面探讨碳达峰和碳中和的总能源政策方针下的商业机会。

1.电力生产企业在电力结构调整方面的机遇

电力结构调整的机遇表现在以低碳排放替代高碳排放电力的商业投资机会。截至2020年底中国电力供应还是煤电为主，2020年我国核电发电量为3663亿度，水力发电量为12140亿度电，火力发电量为52,799亿度电。火力发电仍然占71.2%（比2019年只下降1%左右）；水力发电量占16.4%，核能约占4.9%，风力占比5.6%,太阳能发电的占比最小只有1.9%。从这些数据来看，降低碳排放最大的火力发电占比任重道远。从发电成本来看，2020年我国风电的平均发电成本为0.38元/度（陆地），0.64元/度（海上），由于我国的核电站的大部份核电堆型发电成本为0.21～0.4元/度，火电发电成本的为0.26～0.33元/度。光伏电站的发电成本0.22～0.42元/度。从这些成本的数据来看，太阳能、核电、风电的发电成本已经相当接近火电项目的发电成本了，而全国的地理资源禀赋差异较大，广大的西北部地区地大人稀，戈壁和沙漠的边沿地区适合大力发展大阳能和风能。随着长距离、特高压输电技术的发展，部分光伏发电的成本也比火电项目更有优势。如果把西北消耗不完的太阳能、风能和西南的水电比较经济地输送给对电力需求较大的东部和中部区，可以大大地减少煤电的使用。我国东部的第二产业中黑色金属冶炼机压延加工、非金属矿物制造业、化工原料机化学制品制造业、石油加工及炼焦行业主要以使用煤炭作为能源占碳排放总量80%以上。其中仅黑色金属冶炼及压延加工就占第二产业碳排放总量的25%左右[2]。未来我国东部的黑色金属冶炼机压延加工业可以通过电炉炼钢代替部分煤炭高炉炼钢。而且，中国东西部跨越3h的时区，东部沿河地区太阳落山后，西部的新疆还是阳光灿烂。利用特高压输电线路可以把西部的太阳能、风能、水电源源不断地输送过来我国东部用于高炉炼钢，在特高压的帮助下，未来20年预计把第二产业的碳排放降低到12%左右。而对核电来说，有些堆型的核电发电成本已经比火电更加有优势，部分光伏发电的成本也比火电项目更有优势。从上文的这些成本数据来看，为实现碳达峰、碳中和的目标，在中国沿海地区适宜加大核电的发展，逐步取代火力发电。根据中核智库统计的数据，2020年中国国内的核电的发电量只能承担的国内4.94%左右的用电需求量，与发达国家美国核电为美国每年提供20%的用电量相差较大。中国的核电规划在2030年要达到全国发电量10%左右任重道远，投资机会巨大，相当于需要再投入超过1万亿人民币建设新的核电机组。这对于核电企业来说未来10～20年绝对是最重要战略发展器和投资黄金期。

据测算，通过使用核电、水电、太阳能、风电代替火电，可以将目前占70%左右的火力发电量在未来10年降低到50%以内。10年以后低碳的非化石能源的发电量将超过火力发电量。在西北地区开发非化石能源替代火电的同时，国家也大力实施退耕还林、荒漠变林场的绿化政策。发电企业在西北沙漠边缘地区逐步建设太阳能发电站的同时，政府对荒漠地区固沙复绿的工作也在同步开展，当西北地区有了富余的电力还可以把南水北调的工程的水资源抽到更远的干旱荒漠进行灌溉，从而进一步帮助林区草场的扩大，这也就是利用清洁能源发电的同时也把部分荒漠变为绿洲，以实现碳中和的目标和碳达峰过程的良性循。

2.储能行业的机遇

为了进一步推行碳达峰、碳中和的政策，我国大部分地区已经逐步推进差异电价交易机制，用电峰谷差异电价的交易有利于鼓励用电企业在用电低谷储能以节约能源。以广东省为例已经发布《关于进一步完善我省峰谷分时电价政策有关问题的通知》并计划于2021年10月1日起执行，见表1。

表1 汕头、潮州、揭阳、汕尾、阳江、湛江、茂名、肇庆8市电价价目表

广东发改委针对广东省电网波动特别大的特点，用电高峰时供电非常紧张，珠三角有的地区甚至限制用电，而在冬节节假日等时间段低谷时供电电网负荷又不足的电力需要提供的电价数据可以看出，非珠三角地区在低谷时的电价不到高峰时电价的25%，目前的我国新型的电动车（对比P7智跑与某国际知名品牌汽油车），最新型电动小汽车每一度电平均7km～10km，每百公里平均耗10～14度电（即使外出充电车主电费成本最贵也就20～28元，如果居民用电价格充电才6.5～9元），而接近档次2.0L排量汽油车一般油耗也在6L～8L以上（油费成本约42～56元），从这些数据来看电动车的使用能耗成本是汽油车的14%～50%(不同的充电价格成本不同)。对于储能式充电桩或换电企业来说，利用非珠三角地区低谷电价进行储能供电有较大的成本优势，且这些地区可供商业开发的土地也多、成本相对较低，投资储能式充电站的门槛不高，这些城市普遍适合投资建设储能式充电站。除了常规利用电网负荷低谷电价的储能电站外，光伏式储能项目的电价也随着电芯成本的下降和储能系统技术的进步而有了一定的市场竞争力，近年来储能系统的价格下降得也比较快，2020年一些储能企业为降低自身的投资风险，甚至采用了租赁模式储能电站。因为，2020年参与投标企业给出的报价最低是1.06元/kW·h水平，而市场以上普遍的充电站电费零售价为2元/kW·h，购销价格差额可达0.94元/kW·h这些充电项目比较适合建在阳光充足的景区、海岛或土地便宜相对非珠三角核心城市。此外，由于全国核心城市也都推出了低碳电动车的上牌的措施和电力峰谷差价措施，这也有利于城市内的停车场改造成停车和储能充电的场地。储能企业可利用这些优势走出一条低成本启动的“农村包围城市”的道路，与此同时把城市内部有条件的小区、商业大厦、公共设施的停车场地等逐步改造和增加的汽车充电桩以适应低碳出行的需求。全国各个城市逐步地把常规的公交站改造成储能电站运营电动的公共汽车站，可以让公共汽车在夜晚停运时段利用电网供电的负荷低谷进行充电，相当于节约了大量的石油、煤炭的使用和减少了大量的碳排放。

除了从事电动汽车的电力储能企业以外，电力储能的需求受5G产业的快速发展、电动汽车高速增长以及局部地区电力供应过剩，电力需求峰谷变化差异变大的影响而快速增加。与上一代4G机站相比较，5G机站的运算功能更快、且耗能更高平均每个4kW以上，全国需要建设600万个以上，即超过2400万kW的总功率，总能耗超过2个三峡水电站，且5G对不间断供电的要求更高，否则无法满足自动驾驶和物联网发展的需要，为了不间断供电和消耗电力成本更低，5G基站需要增加储能设备以便在电力需要低谷时存储电能，以帮助电网消峰平谷。

未来10年储能行业的面临这数千万个充电桩、超过600万个基站储能设备和数以万计的公共汽车站场储能项目投资和建设。这涉及1万亿元～1.5万亿元的行业商业机会。

3.电力基建产品企业参与新基建的机遇

我国西北部富有风能和太阳能，西南部又富有水能发电，但是，这些富有电力能源的地方又偏偏是距离电力消耗较大的城市区域。如果用500kV的高压电网每输电100km的综合线损就有5%～8%左右，500kV的高压电无法把西北部和西南部的电东输，但是1000kV的高压电网输电1000km平均综合线耗约为3%～5%。显然而见，在碳达峰、碳中和政策和市场驱动下，1000kV（一百万伏）的特高压就是未来的解决西南西北电力东输的重要途径，在“十四五”期间国家将建设四横六纵的特高压电网[3]。特高压的建设也可以部分地减少我国利用70%铁路运力来运输煤炭的问题，煤炭从西部的煤矿通过铁路运输到东部的电厂本身就消耗电力，特高压输电与运输煤相比，西部北部的大型煤电基地的电力通过特高压输送到东部负荷中心，到网电价比当地煤电标杆上网价低0.06～0.13元/kW·h。在特高压所经的地区，供电企业应寻找适合的地点建太阳能、风能和水电从而参与电力新基建所带来的历史机遇。除了特高压的所带来的机遇以外，城市的电力的新基建也必将带来巨大的变化，供电网络和枢纽变电站均需要超前规划，电网更需要提前思考未来城市和未来轨道交通、储能站建设和电动车出行所需，以电动车为例，公安部预测截止到2040年，中国的汽油车减少，电动车将增加到9000万辆以上，以每辆每天平均只行走50km，耗电7度来来算，则每天耗电6.3亿度，相当于两个三峡水电站再加上一个大亚湾核电站的总发电量。如此大的用电量需要通过数以千万计的充电桩来分配给这些电动车辆，这就关系到城市和农村大量的电缆线路铺设和充电桩、变压设备和储能设备的市场需求。未来10年，特高压变电站、特高压电缆、电塔、调峰用的抽水蓄能发电站、以及特高压线路沿途的太阳能、风能发电场等。光是以特高压输电、西北、西南新建新增的发电设施来代替和减少15%左右的煤电发电量，就需要投入近3万多亿元以上投资。这对于国内从事电力基建相关行业的企业来说也是快速发展的重要机遇期。

未来10年智能电网产品相关的投资更加巨大，国家电网和南方电网光是110kV以上已经在运行的传统变电站和半智能变电站总数量接近8万座，其中110kV的变电站进行智能化改造需要资金5000多万元，220kV的则需要1.2亿元以上，越大的变电站进行智能化改造需要求的资金也多。如果未来10～20年对每个变电站进行更新换代为全智能的变电站，以实现国内供电的碳达峰和碳中和的阶段性目标，则涉及的智能变电站投资预计不低于7万亿元人民币。相关的智能设备制造行业和软件的制造企业应抓住这难得的历史机遇，大力研发智能电网相关的硬件和软件。

4.结语

碳达峰、碳中和不仅仅是一个环保政策，而是党和政府制定的重大政策方针和经济民生发展的重大战略。这个高瞻远瞩的政策和发展战略关系到我国多个产业升级换代；关系到我国提高GDP发展的质量，突破中等发达收入陷阱；关系到我国突破油气资源短缺的短板；关系到突破发达国家对我国的人工智能技术封锁，从技术跟跑到领跑的重大机遇；关系到帮助占领国际市场制高点保持我国电力相关行业的长远竞争力。这个战略性的政策还为我国电力相关行业未来20～30年发展提供了10万亿元以上的市场以及指明了方向。