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新型電力系統能為碳減排帶來哪些根本性變革?

更新時間:2023-10-19 10:18 來源:中國環境報 作者: 閱讀:8967 網友評論0

谷騰環保網訊我國能源轉型呈現多元化、低碳化、分散化、再電氣化、數字化、智能化和全球化的“七化”特征。7月11日,中央全面深化改革委員會第二次會議審議通過了《關于推動能耗雙控逐步轉向碳排放雙控的意見》《關于深化電力體制改革加快構建新型電力系統的指導意見》等重要文件,對于我國能源電力發展,尤其是推動能耗雙控逐步向碳排放雙控,加快構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統,更好推動能源生產和消費革命,保障國家能源安全等具有重要而深遠的意義。

“十四五”時期將以降碳為重點戰略方向,產業變革發展趨勢的主要方向是從化石能源向清潔低碳能源轉變。因此,在生態環境質量由量變到質變的關鍵時期,調整能源結構和化石能源清潔利用是碳減排的關鍵舉措,發展清潔低碳能源是能源轉型的主要方向,新型電力作為清潔低碳能源,能夠在促進經濟社會全面綠色轉型和高質量發展中發揮重要作用。

新型電力系統能夠對碳減排帶來哪些積極作用?

第一,能夠發揮我國資源優勢,促進清潔低碳技術革新。新型電力系統轉型是實現“雙碳”目標的重要途徑。目前,我國化石能源主導的能源電力系統存在諸多問題,包括環境污染、能源及經濟安全隱患、科技創新水平不高、能源市場機制滯后、缺乏國際話語權等。而我國擁有世界領先的新能源全產業鏈和供應鏈制造能力,資源儲備豐富、分布范圍廣。由此可見,構建新型電力系統將最大程度發揮我國制造業的強大優勢,實現能源的充足、安全、可靠供應,抵御各種突發的地緣政治風險,保障我國能源安全。同時,新型電力系統可以實現電力行業清潔低碳轉型,因地制宜發展新能源和其他非化石能源發電,推進“電—能—材—化”轉換。在電力、工業、交通、建筑等“兩高”行業中,利用新型低碳、零碳、負碳技術,可以有效提升電氣化技術水平,促進能源經濟社會轉型。

第二,能夠滿足對電力行業碳排放監管工作的需要。減碳的根本途徑在于清潔能源對煤炭發電的穩步替代,同時減少化石能源開采、運輸、加工和消費帶來的土地沉降、水質污染、大氣污染、噪聲污染等一系列生態環境問題,滿足于政府部門對電力行業碳排放管理工作的需要。這一方面將加速電力行業的減污降碳,充分發揮工業、建筑、交通等行業電氣化過程中的減排效益。另一方面將重塑全社會的生產方式和用能方式,推動電、電基燃料及原料全面代替煤炭、石油和天然氣。不僅將促進電力行業有序放開輸配以外的業務,調動市場活力,還原電力能源如電力現貨、碳期貨等商品屬性,還能建立起合理的成本分攤機制和利益共享機制。隨著綠電消費激勵約束機制逐步完善,綠電、綠證的市場化、金融化屬性將逐步凸顯,并發揮出綠色低碳的價值導向,將大力推動碳市場和綠證交易市場的建設,促進兩個市場有機融合,使得化石能源在環境社會責任(ESG)當中實現社會成本內部化,體現可再生能源、清潔能源的綠色溢價。

第三,通過數智賦能,提升碳市場數據質量和管理水平。以數字信息技術為驅動,利用大數據、云計算、人工智能、數字孿生等服務于電力系統的管理和運維全鏈條監管,能夠提升數字化、網絡化和智能化水平,從而促進電力系統源網荷儲協同互動。充分利用好新型電力系統對碳市場管理信息的采集和共享,推進建成一個高效運轉的全國碳市場,并做好與可再生能源消納責任制、大氣污染防治、能源消費總量控制等政策的協同和融合,以減少政策之間負面的影響,形成合力共同推動我國能源經濟轉型,為實現綠色可持續發展發揮重要作用。

第四,促進新能源等靈活性資源合理配置及供應。根據北京大學能源研究院發布的《新能源為主體的新型電力系統的內涵與展望》報告,在構建新型電力系統的發展路徑下,預計我國電力行業二氧化碳排放將于2025年左右達峰,峰值約45億噸,2025—2028年碳排放處于峰值平臺期,到2030年仍為42億噸左右。2030年之后,我國電力行業二氧化碳排放呈加速下降趨勢,若不考慮碳捕捉、利用及封存(CCUS)技術在電力行業的利用,到2035年我國電力行業碳排放約39億噸,到2050年約20億噸,到2060年約3億噸。若考慮CCUS(包括BECCS和直接空氣捕捉)技術在電力行業的利用,到2035年我國電力行業碳排放約35億噸,到2050年約7億噸,到2060年實現負排放。如果在全球范圍內合理利用新型電力系統,全球凈溫室氣體排放總量將在2032年達峰,凈排放量達到497億噸二氧化碳當量,之后逐步下降。而傳統發展模式在2060年凈排放仍有371億噸二氧化碳當量,在新型電力系統的發展模式下2048年溫室氣體凈排放量為0,全球將實現凈零排放,并繼續穩步向好。

推動構建新型電力系統的建議

加強科技創新,加快數字化轉型。一是以數字電網和科技創新推動構建新型電力系統。著力抓好重大關鍵技術科技攻關,結合電網異步“五高”特點,做好新型電力系統關鍵技術攻關頂層布局,設立一批重大科技專項。對CCUS等技術加強政策引導,激發創新潛力,打造新型電力系統多維技術路線。二是強化數字技術平臺支撐。通過綜合利用大數據、人工智能和新一代信息技術,打造數字技術平臺,為新型電力系統建設提供充足的“算法+算力”支撐。加快數字化轉型,打造高彈性、數字化、智能化的電力系統“大腦”,為清潔資源優化配置、碳中和支撐服務提供技術保障。

開展不同電源結構下碳排放量和碳價優化分析。新能源發電存在靠天吃飯、隨機波動,有效容量低,影響電力系統安全穩定運行以及極端天氣下能源保供等問題。研究對于新型電力系統調整優化電源結構所帶來的碳減排效果與碳定價優化機制,以及不同電源結構下碳排放量和碳價之間的對比分析,對我國未來高質量發展并實現“雙碳”戰略目標具有重要理論和實踐意義。通過構建電力生產消費和碳價優化系統動力學模型,對我國電力行業生產進行模擬仿真,從電網穩定運行的技術可行性,投資、運營、燃料費用等總投入的經濟可行性,以及碳排放的剛性約束性三個維度,評估不同技術參數導致的生產成本、發電量等變化和CO2減排潛力,采用化學儲能為主、機械儲能為輔的方式保證未來電力供應。

完善碳市場監管和信息披露。一是不斷完善碳市場的基礎建設工作,建立健全法律法規,明確各部門管理職能,加強排放數據的核查,構建有效的監管體系和信息披露制度,對未履行監測、報告、核查、履約等行為的企業加大獎懲力度,并加強社會監督。二是盡快推動從“基于強度”的配額分配向“基于總量控制”的配額分配轉變??偭靠刂葡碌呐漕~總量收縮路徑與碳達峰碳中和總體實施路徑一致,能夠倒逼電力行業的清潔低碳發展。三是做好與大氣污染防治、能源消費總量控制等政策的協同和融合。通過大數據、云計算、物聯網、人工智能等數字技術賦能,對風、光、水、火、氣等不同能源發電、輸電、用電全環節的碳排放數據進行精準監測與追蹤,以實現對電力工程建設所涉及各要素的碳排放趨勢預測、碳達峰路徑評估。四是建立碳排放強度實時數據的計算發布平臺,探索建立不同區域級別(區域級、省級、市級)的月度碳排放強度等數據,在平臺上定期發布,以供決策中參考或社會各界研究。

完善碳市場交易機制。一是通過不斷完善發電行業的碳市場交易機制,以市場化的手段倒逼煤電轉型與退出,提升新能源項目的經濟性。全國碳市場在建設完善過程中,要注重與電力市場的深度融合。二是構建電—碳協調促進的統一市場,形成高度競爭的市場體系、價格體系和交易體系,促進綠色低碳產業發展,創造新的商業融資模式,從而擺脫化石能源依賴。逐步將其他非電高耗能行業、銀行和基金等金融機構納入碳市場之中,使市場主體多元化,活躍市場交易,增強市場流動性。三是大力推動碳市場和綠證交易市場的建設,促進兩個市場的有機融合,使得化石能源在ESG當中發揮社會成本內部化的作用,體現可再生能源、清潔能源的綠色溢價。

建設電力行業“雙碳”決策平臺。建議建立電力行業“雙碳”決策平臺,實現電廠“機組—企業—區域”與環境監管業務之間相互融合,充分利用系統動力學的電力生產消費和碳價優化模型、數字孿生等技術,加強與碳排放配額核定、碳資產管理、碳交易市場等數據應用及共享,支撐新型電力系統與碳交易市場綜合應用分析,從而促進市場間協調互動,提升能源合理化利用效率。

作者單位:生態環境部信息中心

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