“双碳”目标下我国发电企业项目组合管理的挑战及建议

撰文／许传博 编辑／田丽娜

现役煤电项目转型迫在眉睫

“双碳”目标为推进我国的低碳能源转型指明了方向。在《巴黎协定》框架下，世界主要发达国家和地区（美国、欧盟、英国、日本等）纷纷承诺2050年前实现碳中和，但它们有60～70年的时间从“碳达峰”过渡到“碳中和”，而我国承诺仅用30年的时间来完成这一转变，这意味着我国必须加快向低碳能源转型的速度。

据统计，2020年全国能源相关的二氧化碳排放总量为102 亿吨，其中电力行业（含供热）的碳排放量约为44 亿吨，约占总排放量的43.1%。据中国电力企业联合会发布的《2021—2022年度全国电力供需形势分析预测报告》，截至2021年年底，我国煤电装机容量达11.1 亿千瓦，超过其他所有国家的总和。通过“十二五”和“十三五”规划的成功实施，我国已经基本扭转了煤炭消费的增长趋势，停建、缓建了大量的煤电项目。然而，我国现役的大部分煤电项目是在过去10年中投产运营的，仍有很长的运营周期。因此，现役煤电项目转型迫在眉睫。

风光氢储项目投资势在必行

2021年3月，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上提出：构建以新能源为主体的新型电力系统。2021年12月，中央经济工作会议提出：推动煤炭和新能源优化组合。近10年来，我国新能源发电装机容量保持着强劲的增长态势。截至2021年年底，我国风电和光伏发电的装机容量分别连续12年、7年稳居全球首位。与此同时，新能源发电成本在过去10年间急剧下降，国际可再生能源署的报告显示，大多数新建新能源项目的发电成本已经比最便宜的化石燃料发电成本要低。然而，风电、光伏等新能源发电具有较大的波动性，在连续无风、无光等极端天气下将造成电力供应可靠性大幅下降，甚至出现大面积缺电现象。例如，2019年8月9日，英国因燃气机组与海上风电机组连续跳机导致大规模停电，是自2003年“伦敦大停电”以来英国发生的规模最大、影响人口最多的停电事故。

储能和氢能是辅助新能源的有效措施。储能可在用电低谷时，将富余的电力存储起来，在用电高峰时再将其释放并网，从而维持电力系统的供需平衡。目前，我国已有超过20 个省发布新能源强制配置储能的相关政策，所提出的储能配置比例基本在5%～20%、时间在1～4h 之间。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。在新能源大发时段，可通过电解水将富余的电力用于制氢，氢气既可直接应用于终端部门，也可储存起来用于跨季节调峰，在电力紧缺时可通过燃料电池进行发电。因此，新能源发电项目与储能项目、氢能项目的联合投资将势在必行。

发电企业项目组合管理面临多重挑战

发电央企作为能源发电项目投资的中坚力量，承担着国家能源安全和向低碳能源转型的重要使命。2021年12月，国务院国有资产监督管理委员会发布的《关于推进中央企业高质量发展做好碳达峰、碳中和工作的指导意见》中提出：到2025年，中央企业可再生能源发电装机比重达到50%以上。近期，诸多大型发电央企纷纷加快转型步伐，并设定了各自的达峰时间及行动方案。例如，国家电力投资集团有限公司宣布2023年实现碳达峰，到2025年和2035年，清洁能源装机容量比重分别提升到60%和75%；中国华能集团有限公司、中国大唐集团有限公司和中国华电集团有限公司等均宣布2025年实现碳达峰。

作为发电企业的高级项目管理者，需要对企业的现役运行项目与待投资项目进行项目组合管理，管理的对象包括煤电项目、风电项目、光伏项目、氢能项目和储能项目的能源电力项目集。现阶段，发电企业的能源电力项目组合管理面临以下多重挑战。

决策对象发生变化

在“双碳”目标提出后，发电企业需要同时关注现役煤电项目的转型和风光氢储项目的投资。然而，目前许多发电企业将现役煤电项目转型与风光氢储项目投资这两个决策对象割裂开来，视为单独的决策行为。已有诸多研究表明，现役运行项目的调整（如升级改造）会对新项目投资产生影响。因此，现役煤电项目转型与风光氢储项目投资需协同决策。对于现役煤电项目而言，既可以选择维持不变，也可以选择多元化转型路径，包括提前退役、碳捕捉及封存配置、运行灵活性改造和生物质清洁燃料改造等。因此，决策对象愈加复杂是发电企业项目组合管理面临的挑战之一。

决策目标和约束发生变化

在“双碳”背景下，发电企业将在传统的经济效益和社会责任（电力保供、促进就业）的基础上重点考虑碳减排的生态环境责任，在多个冲突性目标间进行比较和权衡。此外，随着碳中和进程的不断推进，多个决策目标的重要程度也随之演进。在约束方面，发电企业还要考虑碳排放预算和清洁能源装机容量比重的硬性约束。因此，决策目标和约束发生重大变化同样也是发电企业项目组合管理面临的挑战之一。

决策时点发生变化

目前，绝大多数的发电企业对能源电力项目决策停留在单一时点。自我国“双碳”目标提出后，诸多大型发电企业已经制定了符合自身情况的碳达峰时间。因此，发电企业的决策期将从单一时点转变为多时点。在此形势下，开展能源电力项目的多期连续决策，实现面向自身碳达峰规划期全局最优具有重要意义。在多期连续决策中紧前紧后决策时点的连接方式受所有约束的阶段性更新影响。

发电企业项目组合管理相关建议

从项目集角度对能源电力项目进行组合决策

从项目集角度出发，发电企业对现役的煤电项目转型和风光氢储项目投资进行组合决策更有利于能源绿色低碳转型的平稳推进。对于现役煤电项目转型，精准量化其提前退役、碳捕捉及封存配置、运行灵活性改造和生物质清洁燃料改造等各路径的实施成本、未来收益及减排潜力，从而有序实现对煤电保供调节和节能减排并重的转型要求；对于风光储氢项目投资，从集团层面确定区域性风能、光伏发电容量与储能、氢能等灵活性资源容量的配比，从而优化投资规模和资源配置；扩大碳捕捉及封存配置、新能源发电制氢和氢燃料电池等创新技术的示范应用规模。

将碳排放生态环境责任提升至企业战略高度

根据全国碳排放权交易市场的运行设计构架，发电作为重点行业被纳入第一批交易范畴。因此，发电企业要将碳减排的责任提升至企业战略高度。一方面，要加强碳排放数据管理，按照《中国发电企业温室气体排放核算方法与报告指南（试行）》核算要求，严格管理碳排放关键数据，丰富监测技术和手段，定期披露碳排放结果；另一方面，要实施碳资产管理，成立专业碳资产管理部门，掌握碳交易机制与流程、预测碳价走势，积极研究开发碳减排项目，充分挖掘减排空间。

基于多期连续决策结果描绘碳达峰实现路径

发电企业要围绕自身既定碳达峰时间，甄别里程碑节点，以清洁能源装机容量比重、灵活性资源配比、资产负债率等多种现实条件的更新为纽带，制定科学的多期连续决策策略，实现规划期内经济效益、社会责任和生态环境责任的协同最优。根据各节点优化结果，发电企业要描绘详细的碳达峰行动路线图与施工路线图，充分考虑碳达峰实现路径中技术、市场和政策等维度下大量不确定性因素的影响，提出相应的保障机制和适应性措施，确保企业碳达峰的顺利达成。