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碳排放点滴

近期,很多大咖写了电改五周年的系列反思文章,既有问题的归纳总结,也有原因的梳理剖析,更有改进的建议措施,有深度、有力度。希望决策部门能够注意到这些言论,坚定信心、决心,保持耐力、定力,将本轮电力体制改革和电力市场建设进行下去。


与上世纪八、九十年代欧美等国的电改不同,我们今天面临的局面更为复杂,承担的任务也更为艰巨,既包括打破垄断、引入竞争、提高资源配置效率、保证能源供应的“基本任务”,还有增加可再生能源占比、减少碳排放指标的“额外任务”。后者的重要性、紧迫性一点儿也不亚于前者,十九大提出构建清洁低碳、安全高效的能源体系,大家从几个字眼的排列顺序可见一斑。多重目标叠加,中国电改难度之大可想而知。今天就聊下碳排放相关的几个问题。


1. 碳排放现状


下图为2018年全球碳排放数据:

碳排放点滴(图1)

我国碳排放近100亿吨,占比27.6%,单位GDP碳排放是世界平均水平的1.3倍左右。
再看下主要国家的历史发展趋势[1]

碳排放点滴(图2)

2001年之后,中国碳排放快速增长,很快超过欧盟和美国。从时间点看,对应加入世贸组织之后,中国经济高速发展;
2005年之后,欧盟和美国的碳排放量几乎同时明显下降,这或许与2005年2月16日《京都议定书》正式生效有关系。虽然美国最终退出,但还是遵守了相关的承诺,现在的《巴黎协定》也是如此;
2012年之后,中国增长趋势放缓。或许与三个因素有关:09年哥本哈根承诺[2]、2012年中国能源政策白皮书提出双控指标、13年之后频繁出现的雾霾天气。
换一个维度来看[3]

碳排放点滴(图3)

可见,能源行业是中国碳排放的大头,占比超过3/4。具体到电力行业,需要换一张图[1]

碳排放点滴(图4)

煤炭消费排放为73亿吨、石油消费排放15亿吨、水泥生产排放7亿吨、天然气排放5亿吨。按照国家能源局2018年10月新闻发布会的数据,该年前三季度,电煤占比为53.9%。燃煤发电过程碳排放为39.347亿吨。另,天然气消费结构中,发电占比约18%,于是天然气发电碳排放为5*0.18=0.9亿吨。忽略分布式柴发等零散数据,电力行业碳排放量数据为40.247亿吨。
大家看到这里,有没有疑问:你这样算对不对呀?发电企业的污染物排放工作比其他行业要好得多,碳排放应当也是这样吧。我也拿不准,于是找到了中电联发布的《中国电力行业年度发展报告2019》,有如下描述:碳排放强度持续降低。2018年,全国单位火电发电量二氧化碳排放约为841克/千瓦时,比2005年下降19.4%;单位发电量二氧化碳排放约为592克/千瓦时,比2005年下降30.1%。该年,全国全口径发电量69947亿千瓦时,火电发电量49249亿千瓦时。按照全口径发电还是火电来算,发电碳排放都是41.4亿吨,与前面的数据相差无几。可以认为,不像污染物排放,中国发电企业在碳排放控制上并不比其他行业做的好。
总结下,中国发电行业碳排放为41.4亿吨,占比为45.3%或41%[4],大致如下图所示[5]:

碳排放点滴(图5)

2. 碳排放的挑战

清洁低碳经常一道提,但两者却是不同的两类问题。清洁对应污染物排放,具体到发电行业,就是烟尘、硫化物、氮氧化物等指标,天然气发电之所以还被成为清洁电源,就是因为这三类指标较低(尤其是前两项)。低碳对应温室气体排放,极地冰山融化、海平面上升、极端天气频繁出现等现象是高碳排放的后果。化石能源由于包含碳元素,用于发电肯定会伴随碳排放,排放量因燃料不同而有差异,下图为煤、石油、天然气的碳氢比[6]

碳排放点滴(图6)

清洁问题是直接的、显性的,污染排放超标、雾霾天气等等,看得见、摸得着,容易受到重视。低碳问题相对“间接”、“隐形”,普罗大众甚至政府对其认识则较为迟钝:工业革命都200多年了,温度才升高了1摄氏度,有什么关系呢?
清洁是本地化指标,京污染再严重,也仅仅是美国大使馆发声。而低碳则是全球化指标,相比清洁,影响面广,后果更为严重。碳排放带来更为复杂和深远的影响,不仅仅是环境问题,而是涉及一个国家发展战略的问题。以我国为例,在“逆全球化”蠢蠢欲动的今天,如果碳排放指标不能按期达峰的话,碳税制裁、绿色壁垒或将成为贸易保护主义者手中的武器,给我国进出口贸易、经济发展带来诸多困难。外部成本内部化,碳排放终将成为经济发展模型中不可缺少的考量因素。

低碳、温升等字眼使得“人类命运共同体”的概念更加生动、现实。

2018年10月8日,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布报告:目前全球平均气温已经比工业革命(十八世纪中叶)前上升1度左右。如果按现有速度发展,今后每10年全球平均气温将上升0.2度。如果气温继续上升的话,那么到2100年前,全球海平面将上升26到77厘米。珊瑚礁面积将减少7至9成。而一但全球气温上升2度,珊瑚礁将几乎完全消失。

按照《巴黎协定》规定,如果要达到1.5度目标,必须在2030年前将二氧化碳的排放量减少至2010年的55%,并在2050年前进一步降低为0。欧盟以及丹麦、德国等国家已经提出了时间表,将在2050年达到“碳中和”,净碳排放量降至零。其他国家呢?!

3. 碳排放与电改的关系

在降低碳排放措施中,与电力相关的包括提高效率、使用可再生能源发电等,都很重要,以下数据来自国家能源署:

碳排放点滴(图7)

但在目前的制度下,缺少对以上措施的足够有力的支撑,譬如能效。即使前几年风风火火的光伏发电,补贴退坡之后,也遇到了发展的瓶颈。改革,只有改革才能解决问题的根本!

通过体制、机制改革和市场设计,认可这些措施的价值,给予可操作的标准体系和可衡量的技术手段,并引入与之相适应的交易品种、交易规则、监管手段。这里提到的体制不仅仅是电力体制,市场也不仅仅是电力市场,还包括碳交易、需求侧管理等政策性市场。

建设电力市场的目的是“降价”,这句话也对也不对。短期、微观角度来看,电价与供需关系、燃料价格相关,电力市场运营的首要目的是保证供需平衡,此时电价应该“随行就市”,不一定降低。但从长期、宏观角度来看,人们在获得不断增长的社会福利的同时,还要继续享受清洁、绿色、适宜的生态气候环境,用能/用电成本的增加在所难免。此时电力市场通过引入竞争促进流动、优化配置,缓解了成本的上升幅度或速度,从这个角度讲,电力市场实现了“降价”,也是说的过去的。


[1]. 国际能源小数据,中国2018年碳排放到底增加了多少?
[2]. 中国政府在哥本哈根联合国气候大会的承诺:一是加强节能、提高能效工作,争取到2020年中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%~45%;二是大力发展可再生能源和核能,争取到2020年非化石能源占一次性能源消费比重达到15%左右;三是大力增加森林碳汇,争取到2020年森林面积比2005年增加4000万公顷,森林蓄积量比2005年增加13亿立方米;四是大力发展绿色经济,积极发展低碳经济和循环经济,研发和推广气候友好技术。
[3]. 碳排放交易网,www.tanpaifang.com。
[4]. 45.3%的分母来自[1],41%的分母来自[3]。
[5]. 2018年中国碳排放行业排放量、排放结构及碳汇测算分析。
[6]电力百家讲,梅武,氢能及相关技术的发展
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