碳达峰、碳中和目标下云南能源产业的发展机遇

2021-08-19 02:28鄢顺才黄启祥张国莹彭福亮刘士诚
云南科技管理 2021年3期
关键词:装机碳达峰二氧化碳

鄢顺才,茹 毅,赵 煜,黄启祥,张国莹,彭福亮,刘士诚,杨 玺*

(云南省能源研究院有限公司,云南 昆明 650599)

0 引言

自2015年全球195个国家通过《巴黎协定》以来,世界能源格局变化巨大,绿色低碳成为国际能源主流发展路线,秉承清洁低碳发展理念已是大势所趋。2020年9月,在国际新冠疫情持续蔓延、全球经济发展经历急刹车式减速、未来将很长一段时间处于缓慢恢复期的大环境下,我国从提高国家自主贡献力出发,首次向国际社会明确提出:中国将采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。同年12月,“做好碳达峰、碳中和工作”明确为我国2021年的8项重点经济工作任务之一,低碳发展与碳中和转型被确立为我国长期可持续发展与繁荣战略的核心特征。

结合国务院下达的云南省“十三五”碳排放强度下降18%的目标任务,在2017年《云南省“十三五”控制温室气体排放工作方案》中,云南省政府就提出推动全省碳排放2025年左右达到峰值的目标。2020年12月,《中共云南省委关于制定云南省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》明确指出:“十四五”期间全省将全力打造世界一流“绿色能源牌”,全面推动绿色低碳发展。从国际到国内、从国家到地方,减少二氧化碳排放量、实现绿色低碳发展已成为一种共识。

1 国家能源利用及碳排放现状

长期以来,我国国民经济的发展深度依赖化石能源,2019年化石能源消费占比高达85%,其中煤炭58%、石油19%[1],我国仍然是全球最大的煤炭生产国、进口国和消费国。国际能源署(IEA)《2020 煤炭报告》指出2019 年中国原煤产量达到38.64亿吨,占全球总量的47.3%,是经济合作与发展组织(OECD)国家的2.3 倍;2019年中国二氧化碳排放总量占比达到世界排放总量的28.8% ,是美国和欧盟年度排放总和的1.2倍,其中煤炭、石油、天然气消费产生的二氧化碳排放量占比分别为43.9%、14.6%、6.2%,国民经济高煤、高碳发展的特征明显。国家统计局2019年统计数据显示,我国能源消费总量达到48.7亿吨标准煤,占世界能源消费总量的25%,但中国人均收入水平却不足世界平均水平的80%[2],国民生产活动高耗能、低效率的问题突出。

2 云南省能源利用及碳排放现状

云南2017年能源消费总量为11163.57万吨标准煤,化石能源占比56.37%,其中煤炭38.06%、石油17.25%、天然气1.05%。云南省2017年二氧化碳排放总量为1.95亿吨[3],在全国30个省级行政区(港、澳、台及西藏自治区无统计数据)中排名22。根据2015-2017年云南省碳排放统计数据(见下表1),云南省二氧化碳排放主要来自非金属矿物加工,黑色金属冶炼加工,电、热、蒸汽供应,运输、仓储及邮电服务,煤炭采选,化学原料及产品生产等6个行业,2017年六大行业的二氧化碳排放量占比年度排放总量的83%。与全国多数省份电、热、蒸汽供应碳排放量高占比的情况不同,云南省由于电力供应结构以水电为主,电、热、蒸汽供应产生的二氧化碳排放量远低于全国平均水平,在2017年全年碳排放中电、热、蒸汽供应仅占15%。作为全国自然资源种类最为齐全且储量相对丰富的省份之一,矿物开采、加工活动长期以来都是云南二氧化碳排放的主要来源,2017年达到1亿吨左右,占全年比重的51%,随着全球经济发展对科技的依赖不断加深,金属、稀土等原料作为支撑科技发展的要素,其需求将会持续增长,因此云南省矿物开采、加工活动对国家、地方经济发展的作用短期内难以被取代,由此产生的二氧化碳排放难以完全避免。

表1 云南省2015-2017年主要二氧化碳排放统计单位:百万吨

按照政府公开信息,云南省2019年能源消费总量12 157.65万吨标准煤,化石能源总占比54%,其中煤炭34.57%、石油17.63%、天然气1.8%。截至2019年,全省碳强度较2015年降低30.23%,提前超额完成国家下达的“十三五”期间碳强度降低18%的目标,据此估算2019年云南省二氧化碳排放量约2.09亿吨左右,相比较2017年仅增长7%左右,增长速度缓慢。

3 碳中和、碳达峰为云南能源产业带来的机遇

“碳达峰”是一个过程,从时间维度可分为增长期、达峰平台期、平稳下降期3个阶段,即二氧化碳排放量经过增长期达到排放峰值,达峰平台期会围绕峰值发生小范围波动,且波动可能持续一定时长,之后进入平稳下降期。“碳中和”是控制二氧化碳排放量的终极目标:实现二氧化碳产生与消纳之间的平衡即二氧化碳“零排放”。同时“碳中和”是降低二氧化碳排放量的有效途径,贯穿于整个“碳达峰”过程中,是指通过实施植树造林、节能减排等手段,抵消企业、团体或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳排放总量。碳达峰与碳中和紧密相连,前者是后者的基础和前提,达峰时间的早晚和峰值的高低直接影响碳中和实现的时长和实现的难度[4]。

2021年是我国开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的元年。站在碳中和宣示加快推进能源革命的起点上,碳达峰、碳中和目标的实现过程意味着能源来源结构、能源消费结构、工业产业结构等支撑经济发展的重要组成部分都面临新的挑战,需要做出调整甚至改变,地方经济、行业发展的短时不适应及“阵痛”不可避免,但依托 “十三五”以来云南大力发展绿色能源取得的成果,碳达峰、碳中和目标也为云南省能源行业带来了百年难遇的发展机会。

3.1 电力发展方面的机遇

电力是能源转型的中心环节,随着国家2030年碳达峰、2060年碳中和目标的宣示,内外部对云南省电力的需求将进一步增加,云南电力即将迎来“峰平枯紧”、甚至“峰紧枯缺”的时代,现有装机容量难以支撑内外部需求,新电源装机建设势在必行,而火电属于高碳基础设施的同时锁定效应突出的特点决定了国家将逐步收紧其新增装机的审批指标,在此大环境下,水电、风电、光伏、生物质、天然气优势突显。

3.1.1 内外部电力需求增加

“西电东送”方面,“十三五”期间云南全省送电累计突破10 000亿千瓦时,而随着“十四五”期间广东、广西、海南等东部省份城市碳达峰、碳中和任务逐步推进,其对电力的需求将会进一步增长。省内电力需求方面,“十三五”期间云南围绕绿色能源开发,绿色铝、绿色硅产业发展迅速,新能源汽车、电力和节能环保装备制造等进展加快,云南建设世界级绿色铝工业集群、光伏上游产业基地、全产业链硅化工产业基地初具雏形,绿色载能产业链的不断延伸及完善,电力需求增长明显。国际能源合作方面,随着云南打造跨区域国际性电力交换交易枢纽目标的实施及相关联网线路不断建设完善,南亚、东南亚国家的电力消费需求也将迎来新增长。

3.1.2 枯水期电力缺口趋势明显

根据在建电源投产时序测算,2022年云南省电力供需基本平衡,2023年电量供给开始存在明显缺额,2023-2025年存在85-280亿千瓦时电量缺额,主要为结构性枯期缺电。2020年9月30日,云南省印发的《云南省在适宜地区适度开发利用新能源规划》提出2020-2021年全省规划风电及光伏发电装机目标为1 100万千瓦,其中风电目标为800万千瓦,水光互补建设模式为主的光伏发电装机为300万千瓦,该规划发布于国家宣示中国碳中和目标之前,因此在未来的全省能源结构中,云南省可再生能源发电装机量占比必将进一步增加。

3.1.3 绿色能源可开发空间大

云南省作为全国绿色能源大省,水电资源蕴藏量1亿千瓦以上,风能资源总储量1.23亿千瓦,太阳能资源总储量2.14×1015兆焦/天,全年平均日照小时数超过2 200小时,全年辐射量在5400-6700兆焦/平方米,截至2020年11月,云南全省水电装机7387.17万千瓦,风电装机880.84万千瓦,太阳能装机388.01万千瓦。生物质能方面,云南省具备丰富的生物质资源储备,全省拥有1.41亿亩林地、621万公顷耕地,可长期稳定地提供农作物秸秆等生物质资源, 2019年云南省生活垃圾清运量455.91万吨,中国产业发展促进会生物质能产业分会公布的最新数据,截至2020年9月底,云南全省生物质发电累计装机仅18万千瓦,且以垃圾焚烧发电为主,农林生物质发电、沼气发电未见有规模化装机应用的报道。从目前全省水电、风电、光伏、生物质的存量数据看,绿色能源仍有较大的开发空间。

云南省目前天然气消费占一次能源消费比重不足1%,远低于全国平均值7%,截至2019年底,中缅天然气管道累计输送天然气246.31亿立方米,云南省累计下载量仅25.35亿立方米,仅占中缅天然气管道输送量的10.3%,全省天然气发电项目建设还处于空白,未来几年,在政府政策支持下随着云南省天然气管网规划布局的持续完善及油气管道“一张网”建设进程推进,全省天然气消费将迎来高速增长期,天然气发电有望在云南实现零装机的突破。

3.2 绿色载能产业与能源产业协同发展的机遇

“十三五”期间,云南省围绕打造 “绿色能源牌”的总体目标,从做优做强绿色能源产业出发,大力引进发展优质绿色铝、绿色硅、新能源汽车等清洁载能产业。截止2020年,随着神火铝业、隆基股份等绿色铝硅项目建成投产,云南全省规模以上的绿色铝硅企业达到19户,单晶硅、电解铝等产品产能增长迅速,产业规模跻身全国前列,成为全省经济增长的新动能。“十三五”以来,绿色载能产业对云南“发电大省向用电大省转变”发展路径的正向作用明显,2020年全省用电量达到全部发电量的55%。综上,绿色能源保障了全省载能产业的快速崛起及高速发展,载能产业促成全省绿色能源的就地消纳,解决了云南峰水期“弃水”“弃电”问题,绿色载能产业与能源产业的协同发展,使得云南绿色清洁能源优势得到充分利用,能源优势转化为地方经济优势、发展优势的成效突出。随着碳达峰、碳中和进程的开启,云南全省绿色能源装机规模增加趋势明显、绿色能源深度开发利用进程加快,同步伴随着载能产业规模及产业链的逐步扩展完善,绿色载能产业与能源产业将进入高质量协同发展阶段,为全省经济发展注入强劲动力。

3.3 能源新技术应用的机遇

智能电网技术是未来电力行业发展的关键。受风电、光伏电源出力不确定性的影响,风光电力上网对电网安全稳定运行的影响大,随着风光电力装机的增加,需要电网具备主动感知、决策智能的数字化、自动化功能,以提高电网调节性、灵活性,适应多类型电源协同工作,保障电力安全稳定供给。

《中共云南省委关于制定云南省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出“十四五”期间云南将加强“水风光储”一体化多能互补基地建设,以化解电力结构性矛盾,多能互补及储能技术将有望实现规模化应用。

4 总结与展望

云南省多年来坚持绿色能源的发展思路为全省碳达峰、碳中和目标实现奠定了坚实基础,处在全国能源结构面临重大变局的节点上,全省应该充分认识到碳中和带动的能源革命将为地方经济带来新产业、新投资、新机遇,利用好绿色能源发展取得的既有成果,转变发展观念,积极探索、应用绿色低碳新技术,主动挖掘绿色低碳发展新动能,实现真正的能源高质量发展。

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