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| 陕西省电力行业低碳转型探析 |
| 第726期 作者：□文/吴培蕾 程梦佳 黄 莉 时间：2024/4/1 12:30:43 浏览：199次 |
［提要］ 本文梳理有关“双碳”目标政策和行动路线图，以了解战略实施计划；以碳排放量和碳强度为代表的陕西省碳减排分析为起点，阐述陕西省碳减排工作完成情况，进而反映出碳减排的紧迫性和必要性。在此基础上，从“绿电”发展和电源结构为代表的能源替代进程和负碳发展两个方面分析陕西省电力行业低碳转型实施进程、效果以及差距，并对陕西省电力行业低碳转型成效和不足进行总结。
关键词：“双碳”目标；低碳转型；能源替代；能源结构调整；负碳发展
基金项目：2021年度国家级大学生创新创业训练一般项目：“持续发展观下新能源上市公司价值评估研究”（202110705048）；西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划立项项目：“‘双碳’目标背景下陕西省能源企业低碳转型调查研究”（YCS23141003）
中图分类号：F127；TK01+8 文献标识码：A
收录日期：2023年6月13日
一、陕西省“双碳”目标实施计划
2020年9月我国正式提出“双碳”目标，本文对陕西省自“双碳”目标提出以来发布的相关政策进行简单梳理分析，并在此基础上绘制出目标行动路线图，以便更好地了解陕西省整体及省电力行业“双碳”目标进程。
（一）政策指导。《陕西省2020年应对气候变化工作要点》：提出要大力推进低碳城市建设、强化企业温室气体排放信息披露、将排放信息纳入全国排污许可证管理信息平台以及推进碳捕捉利用封存技术示范工程建设等；《陕西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纲要》：下达了单位地区生产总值能源消耗、生产总值二氧化碳排放、森林覆盖率、可再生能源装机和“绿电”等指标到2025年需要完成的目标；《加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系若干措施》：为加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系，全过程全方位“绿化”，从工、农、服务业、环保产业、供府应链等不同方位推动绿色升级；《陕西省“十四五”期间煤矿引导退出激励政策》：持续调整煤炭产业结构，引导资源枯竭、技术不达标企业关闭退出；《陕西省碳达峰实施方案》：为扎实推进陕西省碳达峰工作提供了指导思想、基本原则、“十四五”和“十五五”期间主要目标、十一方面的主要任务、政策保障和组织实施；《陕西省“十四五”节能减排综合工作实施方案》：进一步从传统产业、工业园区、城镇、交通物流、农业农村、公共机构等重点领域进行节能减排工作指导，并进一步完善相关政策机制、加强组织实施要求；《陕西省工业领域碳达峰实施方案》：为加快推进全省工业绿色低碳转型确定了工业领域碳达峰工作的总体目标、重点任务、重点行动、重点工程；《陕西省建立健全碳达峰碳中和标准计量体系实施方案》：明确到2025年全省碳达峰、碳中和标准计量体系基本建立，到2030年，全省碳达峰、碳中和标准计量体系更加健全。
（二）行动路线图。陕西省与全国行动基调保持一致，以五年划分行动小目标，以十年划分一个行动里程，逐步拆解攻克碳减排工作难关，目标清晰、指标明确。从现阶段到2060年实现碳中和达到零碳目标，总共需要四大步：第一步是到2030年实现碳达峰、控碳；第二步是到2040年以减碳为主要抓手；第三步是到2050年实现初步低碳水平；第四步是到2060年实现稳定的低碳、碳中和。四大步伐层层递进，确保顺利完成目标。（图1）
二、碳减排紧迫性
（一）碳排放总量视角。陕西省是全国重要的能源煤化工基地。据有关数据统计，2021年各省碳排放总量中，陕西省位于第12名。在我国碳排放来源中占比最大的（54%）就是电力和供热部门在生产环节中化石燃料的燃烧，2021年各省电力和供热部门排放量中，陕西省位于第13名。下面对于陕西省近年来总体碳排量以及电力和供热部门碳排放量做具体分析。
陕西省总体碳排放量及电力和供热部门碳排放量在2011～2021年间都呈现出波动上升的趋势，总量在2014年突破2.6亿吨后，到2018年一直处于下降态势，从2019年开始骤然回升突破2.7亿吨至今仍稳步增高，2021年碳排放量2.9亿吨，相比2011年增幅达到26.7%；相比而言，电力和供热部门的变动较为平稳，除在2015年有微幅下降外，至今稳定上涨，从0.95亿吨增长至1.59亿吨，增幅高达67.6%，远超总量增量，因此电力和供热部门碳排放量占总量的比重也大幅上涨，从0.41上涨到0.54，增加了13个百分点。由此也可以看出，电力及供热部门碳排放量的降低对陕西省碳减排计划的重要性。综上分析，目前陕西省总体碳排放量及电力和供热部门排放量仍呈明显的上涨趋势，还未达峰值。
（二）碳强度视角。“双碳”目标的愿景是维持生态可持续发展，然在社会经济发展中，单一的碳排量指标难以反映资源的使用效率，以及碳排量的变化是经济正增长还是经济负增长，因此有必要引入碳强度这一指标进一步分析。碳强度是指单位GDP的二氧化碳排放量，如果每单位GDP中内含的二氧化碳排放量伴随经济的增长反向下降，那么就可以认为该国实现了一个低碳的发展模式。
从全国水平来看，截至2020年底，我国碳强度较2005年降低约48.4%，比2015年降低了18.8%，同一时段内，大部分省份的碳强度呈下降态势，但由于各省的经济发展阶段、产业结构、能源结构、资源环境禀赋和发展战略等因素不同，使得各省之间降幅存在差异。下面对陕西省近年来碳强度变动情况做具体分析。
2011～2021年间，陕西省碳强度呈逐级下降趋势，从1.91吨/万元下降至0.99吨/万元，平均每年下降9.2%，下降幅度大且趋势明显。截至2021年，陕西省碳强度较2011年降低约48.2%，较2015年下降了约33.1%，高于全国18.8%的整体水平，完成了“十三五”约束性目标，说明陕西省经济增长过程中的单位碳排量逐年降低，进入低碳发展模式。从脱钩理论进一步分析GDP增长率和碳排放增长率，陕西省2019年之前表现出明显的强脱钩状态，2019年和2020年由于新冠肺炎疫情影响，出现碳排放增速大于GDP增速的情况，2021年又迅速恢复强脱钩状态，说明经济增长对碳排放量增长的依赖逐步减弱。
三、低碳转型实施进程
（一）能源替代进程。《陕西省碳达峰实施方案》指出，到2025年，非化石能源消费比重提升至16%左右；到2030年，非化石能源消费比重达到20%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到8，000万千瓦以上。能源替代是低碳转型的必经之路，实现积极稳妥推进碳达峰、碳中和任务，离不开化石能源在转型过渡期的兜底保障作用，更离不开新能源高速发展和安全可靠替代。
1、抓手一：新能源布局
（1）“绿电”企业数量。陕西省不仅化石能源资源非常优越，新能源资源也具有优势。根据可获得数据统计，截至2022年陕西省规模以上化石能源发电（火力发电）企业173家，非化石能源发电企业232家，水力发电47家，风力发电71家，太阳能发电114家，同时垃圾焚烧发电、生物质发电企业开始兴起。相比2016年仅有规上新能源发电企业74家，“绿电”企业数量增幅约为134%，可见，陕西省新能源发电企业规模不断扩大，发电企业组成结构不断优化。
（2）新能源装机规模。陕西省以风电、光伏发电作为“绿电”项目推进的主要抓手，“十三五”末陕西省“绿电”总装机规模较“十二五”末增长3.2倍，2021年陕西省水电装机容量349万千瓦，风电装机容量1，021万千瓦，光伏装机容量为1，314万千瓦，较2020年末光伏装机容量增长225万千瓦；2022年，陕西省新增水电装机39万千瓦，新增风电装机158万千瓦，新增光伏装机175万千瓦，截至年末“绿电”装机容量共3，056万千瓦，预计到2025年末，“绿电”装机规模可达到6，500万千瓦。如今我国已进入“十四五”中期，陕西省要想顺利达成目标，每年的“绿电”装机规模应至少保持46%的增速。
2、抓手二：发电能源结构调整。发电能源结构通常以各类能源发电量占总发电量的比例来表示。根据上述分析，电力及供热部门碳排量单独占据总体碳排量的半壁江山，“双碳”目标背景下低碳发展的重中之重是能源转型，而把握能源转型的命脉要看电力能源结构的调整。下面对陕西省化石能源和非化石能源各自发电量以及在发电总量中的比重进行详细分析。
（1）化石能源与非化石能源发电量及比重。从发电量来看，2016～2022年陕西省发电总量持续增长，非化石能源发电量和化石能源发电量稳步上升，2022年发电总量2，728.04亿千瓦时，相比2016年增长了57.31%，平均增长率约为8.04%。其中，化石能源2022年发电量相比2016年增长了51.11%，平均增长率约为7.35%，低于总体发电量增长幅度，且2018年出现负增长情况；在全省低碳战略的助力推动下，2022年非化石能源发电量相比2016年实现119.99%的增长，平均增长率达到14.61%。（图2）
从发电结构来看，发电能源结构不断调整、稳中向好，非化石能源发电量比重持续增加至2021年接近14%的占比，2022年有所下降，但相比2016年其比重仍增加了3.58个百分点，化石能源发电量占比同比例减少，由2016年的91.1%逐步下降至2022年的87.52%。由此可见，新能源发电行业快速发展，陕西省非化石能源发电量比重逐步提高，能源结构逐渐优化。
（2）各类非化石能源比重变动。陕西省发电能源结构调整进程相比全国整体水平而言较慢。《中国能源大数据报告（2022）》中指出，全国发电能源结构中非化石能源占比31.97%，火力发电首次跌破70%，而2021年陕西省非化石能源发电量占比仅为13.97%，相差较大。下面对陕西省非化石能源结构内部各类发电比重进行分析。
2016～2022年间陕西省风电和光伏发电比重持续攀高，而由于水电选址严格、自然水利资源不太丰富、秦岭生态保护等原因，许多小水电站清理退出和禁止开发，水力发电衰弱。2020年以前，非化石能源中水电比重远高于风电和光伏发电两者之和，2016年水电占比达6.40%，而风电占比和光伏发电占比仅为1.9%和0.6%，到2022年风电和光伏发电比重均以不断增长态势超过水电比重，风电占比5.76%，实现两倍多增幅，光伏发电占比3.87%，比重增长3.27个百分点，而水电占比则跌至2.85%，比重减少3.55个百分点。在陕西省低碳战略布局的背景下，结合以上趋势预测，未来陕西省非化石能源发电比重将快速提升，风电比重和光伏发电比重也将持续上涨，发电能源结构将持续稳步优化。
3、抓手三：火电能源加工转换效率。能源加工转换效率是加工转换设备能源产出量与能源投入量的比率，在火电厂的能量转换过程中，任何情况下都不可能把燃料燃烧所得的全部热量转换为电能，其中一部分必然要在转换中损失掉。因此，不仅要控住碳排量的减少，也要把握节能降耗取得显著成效，在工业生产环节减少能源的浪费。陕西省火电生产自2016年39.81%的转换率逐年微幅上升至2021年41.33%的最高利用率，2022年又有所回落，总体增长幅度较小。而全国火电转换率早在2010年就已突破42%，可以看出，陕西省在火电能源转换效率方面与全国整体水平差距较大，还需进一步提升。
（二）负碳发展
1、碳捕捉利用和封存技术（CCUS）。陕西省是我国首批低碳试点省份，其积极开展以碳捕集、利用和封存为突破口的碳减排技术研发和示范，已形成CCUS“1+3+2”发展格局，即一个国家级CCUS工程研究中心；煤化工、天然气供应链、火电三个技术领域示范项目；中石油长庆油田公司油田、延长石油集团油田两个二氧化碳封存试验区，拥有全国唯一的CCUS工程技术研究中心，在地质构造、产业链、创新链方面具备最好的实施条件和国内最完整的产业链、供应链，80%以上的材料、装备可以实现自主制造。
2021年6月，国能锦界燃煤电厂低浓度15万吨/年燃烧后碳捕集设施建成投产，并在当地一次通过了长达168小时的试运行，该工程也成为国内规模最大的CCUS示范工程，实现了燃煤电厂烟气中二氧化碳大规模捕集，为燃煤电站实现真正意义上的近零排放提供了技术支撑，标志着陕西省电力行业碳捕捉利用与封存技术的起步发展。
2、国家核证自愿减排量（CCER）。2021年7月全国碳排放权交易市场开始运行，截至2022年末，陕西省纳入全国碳排放交易市场的63家发电企业中，38家企业碳排放权配额有盈余，25家有缺口，其中，59家企业全部完成履约，4家企业仅完成了免费配额部分履约，两家企业通过购买CCER抵消配额23.0172万吨。全省应履约2019～2020年碳排放配额为34，178万吨，实际完成履约34，096万吨，履约完成率为99.76%。
四、总结
在全国积极推进碳达峰、碳中和的大背景下，陕西省已通过源头+过程+终端减排、优化能源结构、发展可再生能源、积极开展低碳试点等重要举措取得较好的成效，经济发展对能源消耗的依赖性显著降低，总体碳排量和电热部门碳排量均低于各省平均水平，作为国家能源支柱地区之一，减少了国家碳减排工作重点城市的聚焦点，一定程度上减轻国家碳减排负担。同时，陕西省开拓了电力行业碳捕捉利用和封存技术的新步伐，各电力企业在碳排放权交易市场上第一个履约周期高度履约。
电力行业低碳转型是一项长期复杂的系统性工程，总的来说，陕西省电力行业近年来在碳减排、低碳转型之路上取得了较为优秀的成绩，但仍存在一些不足。从新能源装机规模来看，要想完成“十四五”装机目标，在当前基础上，每年还需在当年基础上保持近50%的增长速度，在接下来两年多的时间里其装机压力不容忽视，需要政策和投入的进一步引导和加大；伴随着非化石能源发电中水力发电占比的逐年下降和火电能源加工转换效率的相对低水平，陕西省电力行业发电能源结构较全国整体水平而言相对滞后，且差距较大；碳捕捉利用和封存技术在陕西省电力行业刚刚起步，要想在“十五五”末顺利实现碳达峰，需要持续大力推进CCUS在电力行业的发展，同时在第一个碳交易履约周期中，陕西省重点排放单位仍有3家企业未完成履约。因此，本文认为陕西省电力行业低碳转型进程中存在着“偏科”现象，还需对拖后腿项目进行进一步推进和完善。
（作者单位：西安石油大学经济管理学院）
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