关于落实“碳达峰、碳中和”的战略研究
我国“碳达峰、碳中和”(简称“双碳”)目标是以习近平同志为核心的党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策,彰显了我国主动承担应对气候变化国际责任、推动构建人类命运共同体的坚定决心。实现“双碳”目标,能源是主战场、电力是主力军,X省能源领域二氧化碳排放占全社会碳排放80%以上,能源领域碳减排效果对实现“双碳”目标至关重要。在此背景下,开展充分调研,深入分析X能源发展基础与能源结构特点,研判经济发展及能源需求增长趋势,科学测算能源领域碳排放,紧扣国家战略要求,提出符合X发展趋势及能源系统特点的能源领域“碳达峰、碳中和”总体思路、战略目标和实现路径,对促进X能源绿色低碳转型、推动经济高质量发展、保障能源安全供应具有重要的现实意义。
一、全国能源领域落实“碳达峰、碳中和”概况
(一)“碳达峰、碳中和”相关要求及研究现状
我国提出“碳达峰、碳中和”战略目标以后,碳达峰、碳中和工作成为国家各项工作的重中之重,并于2021年5月成立“碳达峰、碳中和”工作领导小组,10月国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》。
(二)各省份落实“碳达峰、碳中和”思路和举措
通过对XX省、XX市、XX市、XX自治区、XX省、XX省等与我省能源结构特点相近或国内先进典型省(区、市)的实地调研和函询,总结了对X省能源领域实现“双碳”目标的启示。
1.着力推动能源绿色低碳转型
各省(区、市)在实现“双碳”目标的思路和举措中均紧抓“能源绿色低碳转型”这个总基调,制定更加积极的新能源发展目标,推进风电、光伏规模化发展;因地制宜开发水电;在安全的前提下,积极有序发展核电;加快推进抽水蓄能、新型储能等调节性电源建设,推动电网智慧化升级,大力提升新能源消纳能力,提高电力系统灵活调节水平。
2.着力升级能源消费方式
各省(区、市)均注重坚持和完善能耗“双控”制度;强化全社会节能,加快推进低碳技术应用,提高重点行业和领域能源利用效率;推进工业、建筑、交通等重点部门和行业电能替代,提升全社会电气化水平。
3.着力出台推动“双碳”战略相关政策
一是注重通过立法来确保节能减排政策的法律地位;
二是将提高能效作为节能减排的重要政策抓手;三是注重通过财政和市场等多种手段推动绿色低碳发展。4.尊重发展规律、科学把握节奏X省属于经济社会相对落后且煤炭消费比重大的地区,发展任务艰巨,在制定“双碳”战略目标时,应尊重发展规律、科学把握节奏。“碳达峰”阶段,可借鉴XX、XX经验,注重传统基础能源产业煤炭、煤电的清洁高效化发展,工业产业高端化、智能化、绿色化发展。
二、X省能源发展及能源领域碳排放概况
(一)X省能源发展基础及碳排放现状
1.能源发展现状
2020年全省能源消费总量1.06亿吨标煤。其中,煤炭消费
1.19亿吨,全社会用电量1586亿千瓦时,成品油消费683万吨,天然气(含煤矿瓦斯)消费31亿立方米。
2020年全省非化石能源电力装机占比52.9%,比全国平均水平高8.1个百分点;非化石能源消费占比17.6%,比全国平均水平高1.7个百分点;煤炭消费占比69.1%,比全国平均水平高12.3个百分点;单位GDP能耗0.6吨标煤/万元,比全国平均水平高
22%。我省煤炭消费比重及能耗强度仍然较高,有较大下降空间。
2.能源领域碳排放现状概况
2020年我省能源领域二氧化碳排放约2.2亿吨(不含外送电力碳排放0.32亿吨,下同),其中煤炭消费碳排放约1.96亿吨。我省能源领域二氧化碳排放主要为煤炭消费排放,占比达89%,比全国平均水平高12个百分点,而煤炭消费中发电排放占总量54.5%,与全国平均水平相当。单位GDP二氧化碳排放1.2吨/万元,是全国平均水平1.2倍。煤电供电煤耗323克/千瓦时,比全国平均水平高17克。
(二)X省能源发展趋势
1.经济社会发展趋势
根据国家全面建设社会主义现代化国家的战略部署,到2035年我国基本实现社会主义现代化,到本世纪中叶把我国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国。预测2035年我国GDP在2020年基础上翻一番;2060年在2035年基础上再翻一番。预测2035年我省GDP总量约5万亿元,人均GDP与全国平均水平基本持平;2060年GDP总量约12万亿元,人均GDP约为全国平均水平的1.1倍,实现赶超跨越。
2.能源需求总量预测
根据能源消费与经济增长相关性,采用对数函数模型的拟合分析,预测未来我省能源消费强度。
根据我省中长期经济发展和能源消费强度预测,测算我省2025年、2030年、2035年、2050年、2060年X能源需求总量分别达到1.32亿吨标煤、1.56亿吨标煤、1.8亿吨标煤、2.37亿吨标煤、2.75亿吨标煤。2020—2030年全省GDP及能源消费总量年均增速分别为7.6%、3.9%,2030—2060年全省GDP及能源消费总量年均增速分别为3.9%、1.4%。能源总量对X经济持续快速发展具有较强的支撑能力,能源安全稳定供应具有保障基础,这也是能源领域开展“碳达峰、碳中和”的重要前提。
(三)X省能源领域碳排放预测
二氧化碳排放量测算采用目前公认最具权威的联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)排放因子法,并设定了传统情景、基础情景、低碳情景三个能源发展情景。
1.传统情景
传统情景下,体现为“碳排放快速增长、缓慢下降”特征。2020—2035年碳排放总量快速增长达峰值,2035年碳排放峰值约3.04亿吨,2035—2060年碳排放总量缓慢下降,碳中和周期较长,2060年碳排放总量约2.21亿吨。
2.基础情景
基础情景下,进一步加快风电、光伏发电开发进度,增加抽蓄、储能等建设规模;更加积极发展氢能、地热能替代煤炭消费;保留适度规模清洁煤电,煤炭兜底保供。
基础情景下,体现为“碳达峰加速、较快下降实现中和”特征。2020—2030年碳排放总量快速增长达峰值,2030年碳排放峰值约2.82亿吨;2030—2050年碳排放总量较快速下降,2050年碳排放总量为峰值55%左右;2050—2060年深度碳减排,2060年碳排放总量约1.31亿吨,配合大规模碳捕捉利用技术应用,我省能源领域能按时完成碳中和目标。
3.低碳情景
低碳情景下,更加积极发展氢能等替代煤炭消费;碳达峰之后,由于煤电、煤炭快速削减直至全部退出,需要补充较大规模外来清洁电力。
低碳情景下,体现为“碳达峰加速、快速下降实现中和”特征。2030年我省碳排放峰值约2.82亿吨;2030—2050年碳排放总量快速下降,2050年碳排放总量为峰值30%左右;2050—2060年深度碳减排,2060年碳排放总量约0.56亿吨,充分利用省内生态碳汇能力,能源领域按时完成碳中和目标。
三、X能源领域“碳达峰、碳中和”战略目标
(一)“碳达峰、碳中和”总体思路
一是立足X省情,遵循能源发展规律,以能源生产清洁化、能源消费电气化为方向,以构建新能源为主体的新型电力系统为核心,大力优化能源结构、提高能源效率、控制化石能源总量,逐步形成完备的体制机制和保障体系。
二是统筹碳减排与安全发展、近期目标与长远规划、抓好全局与突出重点、市场驱动与政策引导,以新型电力系统为基础平台,大力实施能源开发清洁替代、能源使用电能替代,加快形成以清洁能源为基础的经济产业体系和绿色生产生活方式,逐步实现能源生产清洁主导、能源使用电能主导,能源发展与碳排放脱钩、经济发展与碳排放脱钩。
三是“先立后破”,首先建设好减碳的相关基础设施,在保证能源供应安全及经济平稳运行的前提下,把握“洁煤稳油增气,积极发展新能源”总体方向,积极推动“去煤减碳”;
尊重省内区域差异、行业差异,发挥有条件市(州)、重点行业、重点企业三大主体率先达峰带动作用。(二)X能源领域“碳达峰、碳中和”战略目标
X省能源领域力争基本与全国同步2030年前实现碳达峰,努力争取2060年前实现碳中和,战略目标可划分为碳达峰期、碳减排期和碳中和期三个阶段。
1.碳达峰期(2021—2030年)——多措并举科学实现碳达峰目标
生产侧:大力发展新能源,积极促进新能源消纳,加速煤炭绿色开采转型,全力推进煤电清洁高效提质,绿色低碳发展全面提速。电力系统:新增电力装机以新能源为主,新能源逐步成为第一大电源,加快电网数字化转型,推动坚强主网架和柔性配网构建,基本建成以新能源为主体的新型电力系统。消费侧:电能和天然气利用基础设施全面深化,电能终端利用率快速提升,天然气消费量快速提高,电气化水平全面提速。重点领域:重点对四大高耗能行业实施节能改造、电能替代,重点领域高质量发展取得明显成效;加快形成简约适度、绿色低碳的生活方式,建立健全绿色低碳循环发展的经济体系,高质量发展深刻转变,科学实现碳达峰目标。
碳达峰期,预测全省能源消费增量4940万吨标煤,能耗强度下降30%左右。能源领域二氧化碳排放增加6200万吨,2030年前碳排放达到峰值,峰值约2.82亿吨,2030年煤炭消费占比由69.1%下降到61.3%,非化石能源消费占比由17.6%提升到
25.3%。
2.碳减排期(2031—2050年)——碳排放迈过平台期后快速下降
生产侧:挖掘新能源多种利用形式,深度开发新能源资源,推进内陆核电建设,并适当受入外来清洁能源,有序推进煤矿产能削减,非化石能源生产快速替代化石能源。电力系统:推进落后煤电有序退出运行,常规电源逐步转变为调节性和保障性电源,全面建成新型电力系统。消费侧:电动汽车全面替代燃油汽车,氢能、地热能等成为重要的能源组成部分,全省进入高度电气化时代。重点领域:重点耗能领域全面实现电能、氢能等清洁替代,能源利用效率大幅提升,单位产值能耗大幅下降;碳汇集、碳捕捉、碳利用形成规模化应用,基本建成绿色低碳可持续发展的经济体系,高质量发展成效显著,碳排放总量快速下降。
碳减排期,我省能源消费增量8140万吨标煤,能耗强度下降40%左右。基础情景下,我省能源领域二氧化碳排放减少1.24亿吨,2050年二氧化碳排放约1.58亿吨,2050年煤炭消费占比由61.3%下降到16.9%,非化石能源消费占比由25.3%提升到68.8%,天然气消费占比由6.8%提升到13.5%。低碳情景下,我省能源领域二氧化碳排放减少2.01亿吨,2050年二氧化碳排放约8100万吨,2050年我省煤炭消费占比由61.3%快速下降到2.7%,非化石能源消费占比由25.3%提升到80.4%,天然气消费占比由6.8%提升到16.1%。
3.碳中和期(2051—2060年)——深度脱碳全面实现碳中和
生产侧:碳减排进入深水区,化石能源利用量继续下降,形成非化石能源为主体的现代能源供应体系。电力系统:新型电力系统充分优化配置省内能源资源。消费侧:能源终端消费全面实现电气化,天然气利用逐步减量,氢能、地热能等成为仅次于电能的重要能源。重点领域:全面建成高效能、低能耗为主体的新型工业体系,充分开发利用省内森林碳汇、喀斯特地貌等碳汇能力,人民群众主动推行简约适度、绿色低碳的生活方式,深度脱碳措施持续推进,全面按时实现碳中和目标。
碳中和期,我省能源消费增量3550万吨标煤,能耗强度下降8%左右。基础情景下,我省能源领域二氧化碳排放减少2800万吨,2060年二氧化碳排放约1.31亿吨,2060年煤炭消费占比由16.9%下降到11.2%,非化石能源消费占比由68.8%提升到76.3%,天然气消费占比由13.5%下降到11.2%,充分发展碳汇能力,我省能源领域实现碳中和。低碳情景下,我省能源领域二氧化碳排放减少2500万吨,2060年二氧化碳排放约5600万吨,2060年我省仅保留以天然气为主的少量化石能源,非化石能源消费占比由80.4%提升到86.9%,天然气消费占比由16.1%下降到12.7%,依靠生态碳汇,我省能源领域实现碳中和。
四、X能源领域“碳达峰、碳中和”实施路径(一)积极推进能源生产绿色低碳转型
1.大力发展非化石能源
碳达峰阶段,大规模开发利用太阳能、风能、地热能,2030年太阳能发电和风电装机达到7600万千瓦,地热能利用面积达到8000万平方米,生物质发电装机100万千瓦。
碳减排阶段,继续开发风能、太阳能等新能源,大规模发展地热能、氢能、核能,2050年太阳能发电和风电装机达到1亿千瓦以上,地热能利用面积达到5亿平方米以上,生物质发电装机达350万千瓦左右,氢能使用量达1500万吨以上,2035年核电基本开发完毕,装机达500万千瓦。
碳中和阶段,继续扩大地热能、氢能使用,2060年地热能利用面积达12亿平方米以上,氢能使用量2000万吨以上,生物质发电装机达400万千瓦以上,继续开发太阳能和风能,核电基本维持不变。
2.积极开发和利用天然气
碳达峰阶段,非常规天然气“增储上产”,2025年、2030年产量分别达到25亿立方米、60亿立方米,煤矿瓦斯利用量分别达到19亿立方米、25亿立方米。力争2025年天然气消费占比
6%左右,2030年气电装机达200万千瓦以上。
碳减排阶段,非常规天然气成为我省重要能源组成部分,2035年、2050年产量分别达到96亿立方米、240亿立方米以上,煤矿瓦斯利用量分别达到24亿立方米、10亿立方米。力争2050年天然气消费占比13.5%以上,气电装机达2000万千瓦以上。
碳中和阶段,非常规天然气逐步减量,2060年利用量250亿立方米左右,天然气消费占比12%左右,气电装机维持2000万千瓦以上。
3.全力推进煤电行业存量减碳、增量低碳
推进现役煤电机组综合节能及超低排放改造,重点对省内现役30万千瓦级、60万千瓦级机组实施综合节能改造,鼓励现役亚临界机组开展升参数改造。优先建设大容量、高参数、超低排放燃煤机组。
4.加速煤炭绿色开采及清洁高效利用
推广煤炭绿色开采技术,推进“绿色矿山”示范试点建设。稳步推进现代清洁煤化工项目建设,积极推进新型煤炭深加工与其它产业间的耦合发展,研究并推动煤炭的微矿分离技术试点示范,推动煤炭低碳化利用。
(二)加快构建以新能源为主体的新型电力系统
1.加快电网数字化建设
加快数字电网建设,将数据作为核心生产要素,打通源网荷储各个环节信息,发电侧实现“全面可观、精确可测、高度可控”,电网侧形成云边融合的调控体系,用电侧有效聚合海量可调资源支撑实时动态响应,储能充分发挥灵活性调节资源主体作用。
2.保障新能源充分消纳
加快推动源网荷侧电化学储能技术应用,推进抽水蓄能电站建设,形成常规纯抽蓄、混合式抽蓄和中小型抽蓄多元发展的抽水蓄能开发格局;建立健全清洁能源消纳机制,服务新能源快速发展。
3.加快构建坚强主网架和灵活配网
加快建设安全、可靠、绿色、高效、智能的现代化电网,强化新能源富集的西部地区送出通道建设,提升新能源消纳能力。推动西电东送可持续发展,提高存量通道清洁能源消纳占比。推进城市电网升级,打造灵活可靠的配电网,实现分布式新能源高效就地消纳。
(三)加快构建清洁节约能源消费体系
1.加快工业、交通等领域电能替代步伐
在工业、交通、建筑等领域广泛推进以电代煤、以电代油,加快推进电能替代步伐。推进工业用能清洁化转型;加快推广新
能源汽车使用,推进配套设施建设,提高交通用能电气化水平。
2.提高能源利用效率
积极协调电厂与城市(园区)冷、热、电、气、水五联供,实现能源梯级利用,提高能源利用效率。构建资源循环利用体系,深入推进园区循环化改造,补齐和延伸产业链。
3.实施节能降碳重点工程
实施节能降碳工程,推进先进节能绿色技术示范应用,推动城市综合能效提升。实施重点园区节能降碳工程,推动重点行业开展节能降碳改造,加快推动园区循环化改造,积极探索打造零碳低碳园区试点,如茅台酒产业园区零碳试点等。
(四)大力实施技术产业创新布局
1.加强科技创新能力
强化科技创新驱动,完善科技创新体系,提升关键技术自主创新能力,大力加强煤炭绿色高效安全开采、煤炭清洁高效综合利用、非常规天然气勘探开发利用、节能环保等领域的科技研发。积极研究煤电机组减碳、固碳技术,适时开展碳捕集试点工作,创新研究碳交易技术支持系统。
2.培育绿色产业发展
大力发展节能环保产业、清洁生产产业、清洁能源产业。建设零碳公共交通示范区,打造
“零排放”红色旅游线。努力构建
多层次绿色出行体系,助力乡村振兴战略,推动消费与出行升级。
3.积极推进碳捕集利用与封存技术应用
积极研发和推广CCUS、BECCS、直接空气捕集等技术,探索废弃煤矿巷道资源封存等技术;开发碳利用新领域,逐步构建聚碳、用碳产业体系。
(五)积极参与全国碳交易市场
1.落实相关制度促进省内主体积极参与碳交易市场
开展重点控排企业碳交易能力建设工作,加快推进我省融入全国碳交易市场。持续完善低碳消费领域法律法规体系;尽快建立居民低碳消费标准体系,广泛开展居民消费领域碳积分体系建设,择机打通个人交易与企业碳交易的链接渠道。2.加强碳交易相关人才队伍建设
积极引进和培养一批具有专业碳排放管理知识和经验的人才队伍,为地方政府和企业提供碳排放权交易工作技术支撑,为我省在全国碳排放权交易市场争取主动权。
(六)大力提升碳汇能力
1.巩固提升林业生态系统碳汇
加快建设苗岭、大娄山、乌蒙山、武陵山四大山脉生态廊道,实施乌江流域山水林田湖草生态保护修复工程、X河流域生态保护样板示范工程,筑牢长江、珠江上游重要生态安全屏障。进一步提升森林覆盖率。建立健全能够体现碳汇价值的生态保护补偿机制。
2.稳步提升农田草原湿地碳汇
开展农业农村减排固碳行动,大力发展绿色低碳循环农业。合理保护喀斯特地形地貌,加快岩溶碳汇开发利用。加强草原保护修复,加快推进河湖和湿地保护修复,完善湿地保护管理制度体系。
(七)大力推进绿色金融体系建设
1.倾力夯实绿色金融发展基础
加快制定出台绿色项目评价标准,精心谋划一批绿色重大项目。依托生态文明(X)国际论坛,将绿色金融主题论坛打造成为国际知名、全国一流权威专业论坛,科学构建以碳金融为标志的绿色金融服务体系。
2.大力优化绿色金融营商环境
切实加大要素保障力度和质量,增强绿色金融机构和绿色企业发展动能;开辟绿色通道服务绿色金融发展;建立各级党政领导干部联系服务金融机构制度;落实工作责任,建立联动机制;强化财政金融联动,充分发挥政府投入引导撬动作用。
(八)全面深化能源体制机制改革
1.研究建立能源领域新型调度系统
建立电力、煤炭、油气等能源大数据中心;探索多种能源联合调度机制,推行“低碳”调度思维;依托“能源云”平台,构建能源领域综合性新型调度系统,全能源领域综合调度促进“双碳”目标。
2.完善主要由市场决定能源价格机制
稳步放开竞争性领域和竞争性环节价格;严格政府定价成本监审,推进科学合理定价。推动形成跨省跨区送电价格。完善成品油价格形成机制,推进天然气价格市场化改革。全面推行居民阶梯电价、阶梯气价制度。强化能源市场监管,提升监管效能,促进各类市场主体公平竞争。
3.探索研究碳汇政策
加快林业碳汇项目纳入碳市场进度,推进林业碳汇项目纳入全国碳市场进度,尽快完善相关制度建设。鼓励控排企业优先使用碳汇减排项目,放宽对碳汇减排项目的抵消设置,实现碳汇的跨区交易。探索更多碳汇消纳模式,激活市场流动性。
五、课题研究成果转化项目库
结合我省能源工业发展,从政策和项目两个方面提出成果转化项目库,以助推我省能源领域“碳达峰、碳中和”工作。