“双碳”背景下发电企业低碳转型策略研究

牛羿恒，韩洁平

（东北电力大学经济管理学院，吉林 吉林 132000）

0 引言

为积极响应国家“双碳”目标，推动社会能源供应从高碳排向低碳排转变，引导能源生产企业技术升级、能效提升，推动低碳发展和能源结构转型，发电行业迫切需要制定适宜的低碳转型策略。然而，受限于管理模式、技术壁垒、碳排放认知不足等因素，部分发电企业尚未探索出一套既符合低碳目标要求，又牢牢把握市场机遇的转型策略。

能源转型指能源生产和消费模式的结构性变革[1]，作为能源产业的上游链条，科学的企业经营策略能让发电企业保持良好的经营业绩，并通过碳配额交易等市场机制开发新的经济增长点。而未来实现碳中和的关键是能源系统的低碳转型，其中两个关键的着力点是提高可再生能源在一次能源消费中的占比和提高终端能源电气化率，因此电力行业的低碳转型将是能源转型的核心[2]。

实现“双碳”目标，能源是主战场，电力是主力军，本文结合发电企业生产现状，从社会需求、碳排放核算管理等方面对其转型难点进行梳理，从燃料替换、策略站位、数字能源、专项研发及碳市场交易5个维度对发电行业经营策略建言献策，旨在从企业侧为发电企业的持续经营与高效经营提供策略规划借鉴，促进电能生产低碳化、机组运转智能化、碳源管理精准化。

1 发电行业经营现状

1.1 机组结构的不均衡

发电企业的机组类型包括燃煤机组、燃气机组、生物质发电机组等热电机组，还包括光伏、水电、风电等清洁电力生产机组。其中热电企业的低碳转型任重道远。从我国能源资源分布结构来看，“多煤、少油、缺气”的资源结构，使得我国工业发展及居民生活用电主要以燃煤发电为主，而煤炭的燃烧过程会释放较多的二氧化碳，形成了能源生产端的碳减排压力。从热电机组的装机容量扩充增速来看，虽然目前国内热电机组投运增速呈下降态势，但仍保持较高水平，这是基于社会用能需求而短时间内难以改变的现状。在整个发电行业中，光伏、水电、风电等清洁能源发电带来的碳排放量较少，而热电企业，如燃煤、燃气、垃圾焚烧、生物质发电等类型的发电机组产生的碳排放量占据极大比重，这决定了发电行业中的热电企业是行业低碳转型的先锋和排头兵，是节能减碳技术研究与设备开发的主要应用主体，也是当前环境下提高生产质量与效率、增强碳排放管理力度的重点机组。

1.2 稳定供电的社会需求

电力作为工业发展的核心能源，安全稳定的电能供应与调度将是经济发展的长久需求。发电企业的生产调整与下游关联方，即电网公司联系密切。从电力生产与电力调度的稳定性来说，燃煤、燃气等传统发电机组的电能生产在现阶段相对较稳定，而清洁能源发电机组易受到自然条件影响，其电力生产存在周期性和波动性。如果短期内大面积削减传统热电机组，有可能造成供电不稳定、电力调度不顺畅等状况。所以，发电行业的生产结构调整需考虑电力输送与电力储存的技术革新程度。从当前及短期的未来年度来看，发电企业的低碳转型不是简单地通过一刀切来大幅度减少热电机组的电能供应量，而是稳健地推进发电机组结构调整，降低对国家经济发展及居民生活的影响，形成供电总量虽然呈上升趋势，但单位供电碳排放强度呈下降趋势的局面。要实现上述发展愿景，需要解决如何稳健地、有计划地推进能源生产结构调整，以及如何解决清洁电能的储备与调度能力等低碳转型技术难点。

1.3 碳排核算的粗放管理

准确识别碳排放源并评估哪些排放源的排放比例更高是发电企业有效管控碳排放和寻找节能减碳空间的前提条件，而准确识别碳排放源需要企业对机组各流程能源消耗类型及数量做到详细测算。从排放边界的类型划分来看，发电企业最大的排放源是化石燃料燃烧排放，碳排放测算的因子法要求企业实地测量燃料的碳氧化率、低位发热量等参数。如果企业执行了相对粗放的核算流程，或直接选用缺省值作为计算依据，则可能导致碳排放因子与实际存在差异。很多电厂对燃料在各种设备及流程中影响碳排放产生的机组参数与生产环境等因素缺乏深入了解，难以从燃料替换、生产管理与设备维护的角度降低生产流程中的碳排放。传统思维认为生产端是企业的主营业务端，管理层和员工的主要关注点在于生产的高效率进行，从而忽视了生产过程中的碳排放产生逻辑，使碳配额管理缺乏主动。

2 发电行业转型策略方向

2.1 丰富燃料选择范围，降低燃料燃烧排放

对于发电行业而言，可通过调整化石燃料的品类与参数，达到降低碳排放的效果。以煤炭为例，煤炭的碳排放因子由元素碳含量、低位发热量、碳氧化率以及相对分子质量比计算得到，其中相对分子质量比为固定数值44/12，但单位热值含碳量与碳氧化率数值均随煤炭品类的变化而变化，即便是同一类型的煤炭，也会因质地不同使得参数不同。例如，一般烟煤的平均低位发热量为18.8172～22.9988 GJ/t，碳氧化率为94%；而褐煤的平均低位发热量区间一般为10.454～14.6356 GJ/t，碳氧化率为96%。因此，通过更换合理的化石燃料品类能在一定程度上减少碳排放。

燃料更换涉及链式反应，企业选择某类化石燃料可能出于成本考虑，包括采购成本、运输成本以及燃料补给的时间成本，如果燃料更换的经济性不足，则更换意愿下降。但企业需从短期效益思维转变为长期综合效益为主。在长期视角下，优质燃料虽增加了生产成本，但带来的碳减排效益能够创造碳配额盈余空间。

2.2 提高策略制定站位，优化机组配置结构

由于发电厂自身资金调度权和经营管理模式变更权并不大，故策略调整需从整个集团的管理层出发，自上而下调整经营模式，合理配置人力、物力及财力等资源，选择经营良好的发电厂作为低碳发展示范厂区，逐步探索和建立适用于自身在“双碳”背景下的经营方针。在综合性上，可从集团整体出发，依据现有的能源生产结构，综合测算年度全机组碳排放量及碳配额量，形成碳排放管理报表。并根据各发电厂的碳排放与碳配额结构，在总的集团战略中，依据下属机组和业务状况的不同，合理配置不同类型发电机组的组合方式，稳健开发清洁电能生产，以与集团经营规模相匹配的节奏推动自身能源生产结构的优化与调整。另外，管理层应积极关注能源政策的变化及前沿生产技术的突破，精准把握战略模式调整的方向与痛点。

热电企业自上而下的整体战略调整在宏观层面上积极响应了“双碳”目标，在微观层面上以积极作用与企业成长。通过开发清洁能源发电，可产生碳减排效益，减缓配额压力，形成热电生产与清洁电能生产两条战略路径并行的良好协同效应。

2.3 推进数字能源管控，发掘节能减碳空间

构建完备的碳核算与盘查机制是企业碳排放管理的数据基础，也是企业发掘减碳空间的关键。发电企业可采用对标管理策略，在生产流程和设备管理上积极发掘碳减排空间。一方面可尝试推进数据平台和远程监控等技术手段的投运，开发建设数字化平台，实时监控厂域内的机组能耗，形成全链条、全流程的发电机组能源管控平台。研究各能源活动水平数据、排放因子的类别划分，构建排放因子数据库并实时更新，并通过线上方式自动计量。形成碳排放产生源的基础数据采集目录，研究最佳采集方式和频率，录入定期化、数据可视化以及趋势直观化的展示形式。在数据分析的基础上开展减排降碳的实际行动路径研究，如推动低碳技术的创新与实践应用，开发碳汇、国家核证自愿减排量（CCER）等低碳项目。

另一方面，设置临界预警机制，对各发电机组出现的异常性能指标和异常能耗数值及时报警并修正。通过这种诊断系统，构建多个电能生产单元，分流程地对影响耗能的因素进行分析并给出相应的对策和意见[3]。通过数字化手段对碳排放信息数据进行采集、汇总与赋能，推动数据在各生产流程之间的反复集成，提高信息利用效率，并根据数据集成分析结果制定合理的碳排放管理策略，通过碳盘查评估企业整体碳排放情况，有利于在配额分配时获得更多的主动权。

2.4 设置专项研发支出，评估技术投运效益

企业应持续关注节能减排技术，对于新兴技术应积极考虑试点建设，评估其投运效益，若效益较佳则可推广使用。碳捕集技术是一种从发电机组生产流程中处理碳排放的技术，企业应保持积极研发、合理使用的态度。从现有技术及未来发展趋势来看，针对火电厂排放CO2进行捕集的较成熟技术主要有3类：燃烧后脱碳、燃烧前捕集、富氧燃烧捕集。这3 种技术分别拥有各自的优缺点和所适应的火电厂类型[4]。但结合我国实际情况来看，我国目前低碳产业发展过程中面临的主要问题是低碳技术创新不够和企业对低碳产业的资金投入不足[5]，且碳捕集、碳封存技术暂时还未得到大面积推广与使用，主要原因在于其属于碳减排前沿技术，投运成本较大，并不适用于所有发电企业。

对于发展较好、规模较大的行业头部发电集团，可适当加大对碳减排技术的研发投入和试用范围，而对于稳健经营型的企业，则可设置年度固定比例技术研发专项支出，用于创新碳减排技术，而避免盲目上马新设备、新技术，在技术投运前应做好充分的全生命周期经济性评估。

2.5 掌握市场交易规则，实现碳排资产增值

国家发展和改革委员会于2016年发布的《关于切实做好全国碳排放权交易市场启动重点工作的通知》中明确了全国碳排放权交易市场第一阶段的行业覆盖范围。根据《碳排放权交易管理办法（试行）》的要求，发电行业配额计算与分配在初期以免费分配为主，根据国家有关要求适时引入有偿分配。另外，发电行业在2019—2020年的配额分配方案中明确了采用基准法核算重点排放单位所拥有机组的配额量，且发电行业对碳配额数量的管理质量很大程度上决定了是否产生额外生产成本。

我国的碳交易市场尚处于起步阶段，对市场规制机构而言，如何激励燃煤发电商进行碳减排投资，对完成国家的宏观减排目标尤为重要[6]。发电行业参与碳排放交易市场的方式有多种，首先是传统的交易手段，即通过配额的交易实现碳资产的增值，除此之外，也可通过碳金融手段参与碳市场，如碳期货、碳配额托管、碳基金、碳债券与碳配额质押贷款等。因此，相关管理部门应提升对碳金融市场的认知理念，多方协作推动碳金融市场的发展[7]。与此同时，发电企业可根据其发电机组类型和经营状况，并结合碳排放核查结果来选择适合的碳资产管理手段，特别是大型集团公司，可充分协调集团内各厂区机组的碳资产存量，以多样的方式参与碳市场，提升整体的碳资产管理效率，实现总体碳资产保值增值。

3 结语

综上所述，发电行业在节能减碳方面承担着较大的社会责任。发电企业应积极推进低碳转型，同时妥善处理转型过程中出现的各种问题，并制定合理的应对方案；增强对碳核算理论与碳交易理论的学习与实践，积极开展对碳排放数据的采集、统计、核算、分析、展示等环节的研究，推进开发发电企业碳减排项目（如节能技术或节能设备等）的全流程管控系统，及CCER 项目量化分析模型，准确识别企业经营规模与态势，全面核查企业碳资产的产生、交易、盈亏等全流程足迹，充分发挥组织特征及优势，选择适用的碳金融机制，深化碳市场参入程度。在完成低碳转型后，可实现企业持续良性发展，提高能源生产效率，降低电能生产碳排放强度，助力“双碳”目标的实现。