“双碳”背景下电力工程企业业务发展策略研究

2024-04-29濮安熠徐敏捷

电力勘测设计 2024年4期

李璨，高晨，濮安熠，徐敏捷

(中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州 311122 )

0 引言

随着国家“3060 双碳”目标的提出，碳达峰、碳中和对能源转型提出了更加迫切的要求，能源行业碳排放占全国碳排放总量的80%左右，实现“双碳”目标需要能源行业贡献更大的减碳比例，能源电力企业需履行节能降碳减排的社会责任。“双碳” 目标的提出将深度引发能源供给侧和需求侧的结构性改革，从我国工程行业的结构现状看，未来工程企业在实现碳中和的进程中机遇与挑战并存[1]。

在各大工程企业接轨国际加速绿色转型发展的同时，对工程企业的管理模式提出了新的要求与挑战。本文研究在绿色低碳发展的理念下，工程公司应如何顺应变化，优化管理运行模式，更好地融入激烈的市场竞争形式。

根据世界银行官网2020 年的数据，碳排放量最高的国家是中国，达到了109.4 亿t，占到全球总量的约三成，第二到第五位分别是美国、印度、俄罗斯和日本。其碳排放量分别为约43.2 亿t、约22.0 亿t、约16.2 亿t 和约10.1 亿t，总计91.5 亿t 左右[2-3]。

当前绝大多数达到碳达峰的国家都是西方老牌发达国家，他们在百年前就开始了有规模的工业化，英国及欧盟国家在20 世纪90 年代已实现碳达峰(英国91 年，德法90 年)。进入21 世纪，我国逐渐成为全球碳排放绝对量和相对量最大的国家，本质原因是过去的30 ～40 年间，耗能大、污染排放量大的重工业已从西方向欠发达国家转移至发展中国家。截至目前，中国碳排放强度是美国的3 倍、日本的近4 倍、德国的4 倍、法国的6 倍，甚至也是巴西的4 倍，略低于能源大国俄罗斯。我们今天的能源利用效率不及20 年前日本、德国及法国的一半，这是能源领域最重要的国情。

因此，对西方国家来说，双碳目标实现是相对容易的，他们已经过了工业高速发展需要大量排放碳的时代，而中国正属于经济社会发展的高速期，工业化水平快速提升，城市化水平进一步提高，大量人口从农村向城市迁移，城镇建设需要大量的钢铁化工原材料，用电需求激增都与碳排放总量息息相关。由于国际社会形势倒逼，西方国家希望通过环保的名义通过限制碳排放总量从而名正言顺的限制发展中国家的发展。因此，绿色低碳是我国为应对地球环境恶化、欧美国际对我国碳排放的遏制必须遵循的产业发展原则。

基于以上背景，2020 年9 月22 日，习近平主席在联合国大会一般性辩论中首次提出中国CO2排放力争在2030 年达到峰值，努力在2060 年前实现碳中和。到2030 年，中国碳排放量达到峰值，以此为历史拐点不再增长并开始逐步回落，到2060 年中国直接或间接产生的碳排放可通过不同技术形式(节能、能源替代、生物固碳、碳封存等)抵消，达到相对的零排放[4]。

2022 年8 月国资委令第41 号《中央企业节约能源与生态环境保护监督管理办法》实行，将节能与环境保护指标纳入企业、企业负责人考核体系。建立健全中央企业节约能源与生态环境保护考核奖惩制度，实施年度及任期考核，将考核结果纳入中央企业负责人经营业绩考核体系。目前已经在2022—2024 年的任期考核中，对72 家能耗和排放较高的中央企业设置节能降碳考核指标。

1 调研情况

本课题拟采用问卷与现场实地调研等形式研究在双碳政策的的背景下，工程公司应如何顺应变化、优化运行模式，融入激烈竞争的双碳市场。

1.1 问卷调查

1.1.1 问卷内容

问卷设计三个板块：一是“3060 双碳”目标及政策的责任落实情况，二是“双碳”目标如何从企业内部管理、企业外部业务发展影响企业运行模式，三是在国际市场遇到的于可持续发展、碳中和相关的挑战。具体内容主要包括：企业基本现状(重点关注海外发展情况)、双碳战略下的企业发展方向、双碳业务模式与布局(如何进军双碳市场)、双碳相关技术能力优势(重点关注双碳新技术与产品)、企业国际业务所遇到的困难与经验等5 个方面。

1.1.2 问卷调查结果

本次问卷调查面向协会内的电力设计企业发放调查问卷，共回收有效问卷15 份。收到问卷后，课题组及时对15 份问卷反馈的内容进行了统计，结果如下：

第一，落实双碳政策方面，15 家公司全部落实双碳政策责任到企业或者个人，其中5 家已经开始接触环境、社会和公司治理(environmental, social and governance，ESG) 报告的编写，7 家单位增设了双碳部门进行资源配置优化。第二，双碳相关技术能力优势，有8 家单位已设立双碳研究技术中心，其中3 家单位涉及碳捕捉技术(carbon capture and storage，CCUS)技术、氢能技术、储能技术等。目前调研单位开展的双碳技术项目集中在风电、光伏等新能源领域。第三，15 家公司均制定了双碳业务发展战略，也都有针对双碳业务的管理机制及措施。

1.2 实地调研

1.2.1 中国能建集团广东省电力设计研究院有限公司

中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司(以下简称“广东院”)的十四五发展规划中明确围绕“碳达峰碳中和”目标等国家战略和以新能源为主体的新型电力系统建设，遵循纵向一体化、横向多元化，大力发展新能源与能源新业态、传统能源、市政交通与生态环保、工程数字化“四大”业务板块协调发展的产业体系。

广东院提出发挥“能源+”核心优势，融合发展，建立常态对接机制，构建长效、稳定的战略合作。依托能源领域的优势，将新能源开发与高速公路运营、大数据算力中心等大负荷用能场景充分结合，重点开发“交能融合”“数能融合”“建能融合”等新型业务领域，加快关键技术的研发与突破。广东院已设立双碳研究技术中心、CCUS 技术中心、风能技术中心、核电技术中心、氢能技术中心、储能技术中心、综合能源技术中心、柔性输电技术中心、水环境与生态工程技术中心、地理气象信息中心等科研机构助力业务发展。

1.2.2 中国电建集团四川电力设计咨询有限责任公司

中国电建集团四川电力设计咨询有限责任公司(以下简称“四川电力”)的十四五战略规划明确公司战略定位：持续巩固能源主业，快速推进智慧能源、节能环保协同发展，成为具备减碳零碳综合解决能力的创新型高水平工程公司。公司成立“双碳”柔性团队，对碳规划、碳核算、碳监测、能耗提效、碳减排、CCUS技术进行专项研究，并和华为等龙头企业合作，推动打造“零碳智慧园区”。

四川电力正积极全面探索“电-碳”市场耦合的规律，依照减少碳源、增加碳汇、合理交易的核心原则开展，以供给侧及消费侧协同布局，固碳端积极探索，碳市场端合理参与的核心思路推进业务的发展，同步通过屋顶集成光伏板、光伏建筑一体化(building integrated photovoltaic，BIPV)车棚光伏直连充电桩[含充电桩(vehicle-to-grid，V2G)]、柔性调控等多项光储充微电网技术与综合能源、低碳管理的数智化将企业自身的办公园区打造成“1+N”碳中和示范标杆项目，实现园区负荷的削峰填谷，将综合智慧能源、虚拟电厂元素等概念性场景得到了具象化的展示。

实地调研显示，两家企业对于绿色低碳理念的理解已具备充分的认识，业务架构绿色低碳化转型也在各专业领域得到实践，且正在向企业运行低碳化进一步迈进，但从中涉及到的企业运行环节较多，低碳应用模块较广，背后需统筹支持的专业面宽、专业性强。

2 “3060双碳”政策背景

碳达峰(carbon peaking)是指某个地区或行业的CO2排放(以年为单位)的增长在某一年份达到历史最高值，之后逐步回落。中国承诺在2030 年前实现碳达峰。

碳中和(carbon neutrality)是指CO2或温室气体净排放为零。即通过碳汇(carbon sink)，碳捕集、利用与封存(carbon capture and utilization)等方式抵消全部的CO2或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。中国承诺在2060 年前实现碳中和。

我国提出的中长期能源电力发展目标主要有：到2025 年，非化石能源消费比重达到20%左右，非化石能源发电量比重达到39%左右；单位国内生产总值能耗比2020 年下降13.5%；单位国内生产总值CO2排放比2020 年下降18%；常规水电装机达到3.8 亿千瓦左右，新型储能容量达到3 000 万千瓦以上、抽水蓄能投产总规模6 200 万千瓦以上，核电运行装机达到7 000 万千瓦左右。到2030 年，非化石能源消费比重达到25%左右，CO2排放量达到峰值并实现稳中有降，单位国内生产总值CO2排放比2005 年下降65%以上；风电、太阳能发电总装机达到12 亿千瓦以上，抽水蓄能投产总规模1.2 亿千瓦左右。到2060 年，绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立，能源利用效率达到国际先进水平，非化石能源消费比重达到80%以上[5-7]。

表1 我国主要能源电力中长期发展目标

2021 年10 月24 日，国务院印发《2030 年前碳达峰行动方案》，设立“十四五”和“十五五”主要目标，制定“碳达峰十大行动”，以经济社会发展全面绿色转型为引领，以能源绿色低碳发展为关键。2030 碳达峰的十大行动领域，几乎涵盖了中国经济所有关键部门，具有以下性质：1)广泛性，一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，涉及经济社会发展方方面面；2)系统性，一项多维、立体、复杂的系统工程，需要各领域统筹协调推进，各方面力量协同发力；3)变革性，实现“双碳”是对生产生活方式的颠覆性转变，必须顺应以低碳为特征的全球新一轮能源和产业革命趋势，推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革。

3 “双碳”业务战略布局

全球双碳变革方兴未艾，中短期扰动不会改变“碳中和”的长期趋势。短期“双碳”目标在欧洲遇到一定的波折，内外部环境变化对中国能源行业产生了短期和长期影响。能源安全叠加“碳中和”会加速全球能源和低碳转型，“双碳经济”也将成为中国经济独特的竞争力[8-9]。

中国可再生能源飞速发展，相关上下游产业成为经济新增长引擎。我国逐步成为全球最大的风能和太阳能生产国、全球最大的可再生能源就业市场，在电动车技术成熟的今天，我国拥有最大的电动车市场，是全球最大的电池组件生产国。由于我国特殊的地理条件，存在可再生能源供需存在显著的空间错配，例如“西电东送”的能源战略，指将西部地区的水电、风电、光电等可再生的电力资源输送至电力需求较大的东部沿海地区城市[10]。

“双碳”规则愈发明显，宏观层面格局渐成。“双碳”目标和“1+N”政策体系标志着中国各级政府开始将气候变化和低碳发展融入主流发展理念之中。我国当下的中长期规划中均已考虑“双碳”目标，地方和行业已经开始制定专门的行动方案，推进和保障“双碳”目标的实现。未来，地方各级政府的绩效评估体系将纳入碳达峰、碳中和相关指标，并赋予较大权重。

4 “双碳”背景下电力工程企业业务发展策略和发展模式

4.1 电力工程企业“双碳”业务发展策略

在碳达峰的十大行动领域中，与电力工程公司相关的业务领域如下：

1)能源绿色低碳转型行动，其中推荐煤炭消费替代和转型升级、大力发展新能源、因地制宜开发水电、加快建设新型电力系统。

2)城乡建设碳达峰行动，其中推进城乡建设绿色低碳转型、加快提升建筑能效水平、加快优化建筑用能结构、推进农村建设和用能低碳转型。

4.1.1 能源转型

以水电工程业务为根基，大力发展抽水蓄能、光伏发电、风电业务，助力构建以新能源为主体的新型电力系统，加快抽水蓄能水电站的智能装备研发进度[11]。以源、网、荷、储一体化发展为目标，加速能源转型。

1)源：可再生能源由补充电源逐步成为主体能源，形成高比例可再生能源为主体，化石能源为保障的低碳能源供给系统；优化可再生能源发电技术，强化电力系统整合和协同运行。集中式与分布式发展并举，多能融合互补；

2)网：电网互联互通，输配能力大幅度提升，提升区域电力互济能力分布式电网成为大电网的重要补充；智能电网建设，提升电网灵活性；数字化、智能化运行调度技术；

3)荷：终端用能部门电气化和能效提高，需求侧管理和响应将成为发展趋势；综合能源服务将成为新型电力系统的核心业务场景；加速发展电力市场交易/碳交易；

4)储：源、网、荷三方储能协调发展；技术路线百花齐放，分布式储能及聚合化发展；加快电力现货交易、辅助服务。

4.1.2 低碳城市

未来,城市竞争比拼的不只是经济实力,在高质量发展的背景下,城市竞争的关键一点就是绿色低碳发展水平,因此中国城市迈向净零碳是必然趋势。打造低碳城市应从建筑、交通、能源、生态、产业、制度六个方面着手。

1)低碳建筑

新建建筑执行绿色建筑标准，推动建材行业碳达峰，以绿色矿山业务为依托，加强砂石骨料加工全流程能耗优化与控制，助力建材行业碳达峰。以数字化、智慧化管理为手段，全面降低建设全流程绿色低碳转型，助力转型绿色低碳建设新模式。以多元化技术为基础，通过提升建筑能效、推进建筑用能多元化、促进建筑保温材料，全面提升建筑用能效率，优化建筑绿色用能结构。

2)低碳交通

优化城市道路交通管理，积极构建与零碳交通配套的新型道路基础设施，大力发展低碳绿色智慧车辆，电动车、氢能车等，引导绿色出行理念。

3)低碳能源

降低化石能源使用比例，建立以太阳能、风能、地热、氢能等为主体的多元化可再生能源利用体系。提高电气化水平，完善建筑电气化体系，提高建筑柔性用能，加大智慧建筑信息化管理技术的研发与落地。

4)生态管理

增加城市蓝绿空间，提升碳汇空间固碳能力及潜力；提高已建成或新建碳汇空间的固碳效率，通过环境整治、扩大绿化、公园建设等方式，减污降碳协同增效。以加大技术研发投入为推手，全面提升建设过程中建筑垃圾等大宗固废的综合利用水平，在优先物料平衡的基础上，积极开发资源化产品和技术，助力“无废城市”建设，推动减污降碳，协同增效。

5)低碳产业

加快淘汰落后产能，积极化解过剩产能；培育战略性新兴产业，发展现代服务业；坚持绿色产业发展理念，建设零碳园区、绿色工厂，发展循环经济，减少过程排放。

6)低碳制度体系

针对建筑、能源、产业、交通、生态、废弃物管理等方面出台政策措施，引导低碳城市理念。完善支撑政策措施，确保零碳建设可持续、可监测、可评估等。

4.2 “能源+”绿色低碳业务发展模式

大力推进“能源+”业务融合，通过产业能效提升研究，推动产业高质量更新迭代发展；开发片区综合能源服务，推动综合能源项目落地。新能源开发与高速公路运营、大数据算力中心等大负荷用能场景充分结合，探索交能融合、数能融合和建能融合等多种具备推广应用场景的特色开发模式。

4.2.1 建能融合发展模式

建能融合是将能源技术尤其是微观能源技术与基础设施建设深度融合，利用系统性技术体系实现基础设施建设的减碳目标。在项目实施过程中，建能融合方案以推广应用可再生能源和光储直柔系统为核心，以低碳建筑设计和智慧运维为手段，结合先进的智慧能源管理技术，通过“科学设计、低碳建造、智慧运营”的措施，构建建筑与能源融合体系，形成关键技术，建立面向典型场景的解决方案，推动新型城镇化的绿色低碳发展[12-13]。

例如：华为数字能源安托山总部基地，坐落于深圳市福田区香蜜湖街道，是全球最大规模的“光储直柔”近零碳园区如图1 所示。园区供能采用太阳能光伏、储能、直流配电和柔性交互技术，充分利用园区三栋建筑的外立面和屋顶空间，铺设约3 万m2的BIPV(建筑光伏一体化)幕墙。不仅每年可发绿电150 万kWh，而且能有效控制楼宇内部的温度升高，降低空调系统制冷量需求。依托“园区能源管理云+能源路由器”创新构架，通过云—边—端协同，实现源—网—荷—储一体化AI 协同调度和园区基础设施的数字化管理，能耗和碳排放一网可视、可管、可维、可优。

图1 华为零碳智慧园区业务蓝图

4.2.2 交能融合32发展模式

交能融合是以绿色低碳和智慧管控为目标，全面加速交通基础设施升级，实现清洁能源电力为交通行业降碳赋能。项目通过沿线风光新能源的开发，和零碳智慧服务区的建设，为通行车辆提供清洁能源供应，为沿线智慧化设备提供就地化和可靠性电源，打造四网融合新基建，推动公路资产提质增效。

例如：某高速交能融合示范项目里程总计约180 km，主要思路是充分利用服务区、停车区、收费管理中心的闲置屋顶和路侧边坡等区域进行风光资源开发，通过采用“自发自用、余电上网”模式和储能的配置，形成稳定的清洁能源用能系统，提高了高速公路清洁能源自洽率，初步形成能源、基建、信息与物流“四网融合”新基建，带动高速公路项目收益率提升约0.4%，形成的减碳效果十分明显。

山东高速集团投资建设的青银高速济南东“零碳服务区”投入使用并发布了《山东高速零碳白皮书》，运营阶段实现负碳运营，如图2 所示。此项目创新点在于通过同一个项目服务两个国家战略，将交通强国建设要求与双碳国家重大战略目标结合同时联合交通运输部、山东省政府提出了交通强国山东示范区，建成样板项目，未来拟推广零碳服务区建设运营模式。

图2 青银高速济南东“零碳服务区”

各大工程公司锚定碳中和目标，以双碳和能源为纽带，服务政府，服务企业全面构建“三端共同发力的业务体系”，在能源供应端，推动绿色低碳转型发展；在能源消费端，推动交通、能源电力、建筑等行业的绿电、地热等替代和节能体提效发展，通过产业研究，推动产业高质量更新迭代发展；在固碳端，推动环境治理、生态建设和碳捕集、封存及工业化利用。

5 结论与建议

随着“双碳”变革的演进，电力工程企业的竞争战略也将由成本领先竞争为主转向差异化核心技术竞争为主。目前，电力工程企业“双碳”业务被动迎合市场需求，缺乏前瞻性谋划和系统性布局；“双碳”项目实施呈现分散化、碎片化，业务缺乏统筹，相关机制体制不完善；“双碳” 领域的研发投入和专业技术人才梯队培育不足，制约相关业务开展。本文提出以下建议：