中國何時(shí)能實(shí)現碳達峰？

受益于光伏產(chǎn)業(yè)鏈大規模降價(jià)和光伏裝機的迅猛增長(cháng)，中國大概率將會(huì )在最近一兩年即可實(shí)現碳達峰。

(來(lái)源：微信公眾號“能源新媒” 文/陶光遠)

作者供職于中德可再生能源合作中心

2023年的第二十八屆聯(lián)合國氣候變化大會(huì )COP28召開(kāi)在即，全球二氧化碳排放總量最大的國家——中國何時(shí)能實(shí)現碳達峰?是現在國際國內都關(guān)心的一個(gè)熱門(mén)話(huà)題。

根據官方報道，中國現在的二氧化碳排放量為110億噸/年左右。在中國二氧化碳大部分是燃燒煤炭排放的，一小部分是燃燒石油和天然氣排放的。能源需求在未來(lái)相當長(cháng)的一段時(shí)間內還會(huì )繼續增長(cháng)，不過(guò)增長(cháng)速率會(huì )下降。還有一小部分二氧化碳是生產(chǎn)水泥時(shí)煅燒石灰石排放的，不過(guò)中國的水泥產(chǎn)量已經(jīng)達峰并開(kāi)始下降了。其它原因造成的溫室氣體排放量微乎其微。

中國高耗能的重化工產(chǎn)業(yè)各種產(chǎn)品的產(chǎn)量、特別是第一大二氧化碳排放戶(hù)鋼鐵產(chǎn)量的增速已經(jīng)下降。主要增長(cháng)的能源需求是服務(wù)業(yè)和人民生活，這部分的二氧化碳排放量遠低于工業(yè)?，F在每年的能源需求增長(cháng)率為3.5%左右，大概率未來(lái)會(huì )逐漸下降，保守估計每年新增能源需求的絕對量會(huì )保持在一個(gè)比較穩定的水平。今后如果新增的能源供應全部使用化石能源，估計每年最多增加4億噸的二氧化碳排放。因此如果新增的零碳能源——風(fēng)光水生物質(zhì)及核能每年能夠替代化石能源減排4億噸二氧化碳，則中國可立即實(shí)現碳達峰。

碳達峰主力

在碳中和時(shí)代能源最終用戶(hù)使用的能源絕大部分來(lái)自電能，現在直接使用化石能源的領(lǐng)域會(huì )逐漸轉向使用電能。譬如在交通運輸領(lǐng)域，現在使用燃油的機動(dòng)車(chē)，在碳中和時(shí)代主要使用電能和氫能，而氫能則主要由電解水制取。中國現在的電能主要來(lái)自燃煤發(fā)電，中國現在的發(fā)電煤耗約為301克標準煤/千瓦時(shí)，每燃燒1克標準煤，產(chǎn)生大約2.66克二氧化碳，于是燃煤發(fā)電的二氧化碳排放量約為800克/千瓦時(shí)。到了碳中和時(shí)代，電能主要來(lái)自可再生能源，少量來(lái)自核能。兩者均為零碳能源?？稍偕茉窗ǎ禾?yáng)能光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，水力發(fā)電，核能發(fā)電，生物質(zhì)發(fā)電，地熱發(fā)電，海洋能。其中生物質(zhì)發(fā)電，地熱發(fā)電和海洋能的發(fā)電量較少。

2022年，中國主要的零碳電源發(fā)電量在總發(fā)電量中的排名為：第一水電，15%;第二風(fēng)電，9%;太陽(yáng)能光伏電與核電并列第三，為5%。2022年，各類(lèi)零碳電源的新增發(fā)電量替代燃煤發(fā)電減排的二氧化碳僅為2億噸左右，其中光伏發(fā)電的新增發(fā)電量每年可減少8000多萬(wàn)噸的二氧化碳。距離每年新增零碳能源發(fā)電二氧化碳減排量4億噸的目標，還缺約一半的減排能力。如果之后每年零碳發(fā)電容量新增產(chǎn)生的二氧化碳減排量上升10%，則需要7年，即到2029年才能達到每年新增4億噸二氧化碳減排量的目標，實(shí)現碳達峰。

但是在2023年，光伏領(lǐng)域突飛猛進(jìn)的發(fā)展階躍式地改變了這一進(jìn)程：在這一年里多晶硅產(chǎn)能得到了大規模的擴張，結束了由于俄烏戰爭爆發(fā)歐洲國家搶購光伏組件導致的光伏組件產(chǎn)量大增、進(jìn)而造成多晶硅供應短缺的局面。從2022年第四季度至2023第四季度一年左右的時(shí)間里硅料價(jià)格下降了80%左右，導致光伏產(chǎn)業(yè)鏈上的硅片、電池片直至光伏組件的產(chǎn)量大增，價(jià)格腰斬。光伏發(fā)電系統的主要成本光伏組件的價(jià)格從2022年中期的2元/瓦左右下降至2023年11月初的1元/瓦左右。因而光伏發(fā)電系統的建造成本降低了30%左右。全國各地現在新建光伏發(fā)電系統的發(fā)電成本比燃煤發(fā)電的并網(wǎng)電價(jià)要低10%—50%。于是引起了全國安裝光伏發(fā)電系統的狂潮。

2021年中國的光伏發(fā)電新增裝機容量才5000多萬(wàn)千瓦，2022年增長(cháng)到8000多萬(wàn)千瓦，而由于光伏組件價(jià)格的猛降，2023年就達到了2億千瓦左右，兩年的時(shí)間里光伏發(fā)電新增容量翻了一番還多。光伏發(fā)電系統的年新增容量造成的二氧化碳減排量一下子占到了全國二氧化碳年新增減排量的一半左右，超越水電和風(fēng)電，一躍成為中國實(shí)現碳達峰的主力。

光伏的重要作用

2023年中國新增零碳能源發(fā)電容量替代煤電減少的二氧化碳排放量估算如下表(風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電的新增容量估計來(lái)自中商情報網(wǎng)的信息，核電的新增容量根據2023年1-9月的統計數據)：

按上表的計算結果，如果風(fēng)電、水電和核電未來(lái)每年的新增裝機容量以2022年的新增裝機容量作為基準基本不變，每年新增的能源需求量不變，保守估計中國每年的新增光伏裝機容量在2023年2億千瓦新增容量的基礎上再增加約5000萬(wàn)千瓦，達到2.5億千瓦/年左右，就會(huì )實(shí)現碳達峰。

而中國光伏組件產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節的產(chǎn)能還在迅猛增長(cháng)，其中光伏硅料2023年底的產(chǎn)能比2022年底又增加了70%左右。

中國光伏發(fā)電新增容量近年來(lái)的變化可請參見(jiàn)下圖。

中國何時(shí)能實(shí)現碳達峰?答案從圖中一眼即可看穿，不必說(shuō)透!

現在中國風(fēng)光電的發(fā)電成本已經(jīng)在全國范圍內低于燃煤發(fā)電了，在陽(yáng)光輻射最強烈的地區，光伏發(fā)電成本甚至只有燃煤發(fā)電成本的一半左右。但從整個(gè)電力系統的角度來(lái)看，中國實(shí)現碳中和還有一大關(guān)鍵問(wèn)題需要解決，現在缺乏足夠的消納過(guò)剩風(fēng)光電的電耗和補償風(fēng)光電短缺的零碳電源——即所謂的智慧能源，保障電力系統的穩定，提高風(fēng)光電的利用率。

現在各地的風(fēng)光電名義利用率很高，在90%以上，但實(shí)際上并非如此。譬如，北方某市風(fēng)力發(fā)電的利用小時(shí)數高達3000小時(shí)以上，但風(fēng)電并網(wǎng)的利用小時(shí)數只有2100小時(shí)，風(fēng)電的利用率只有70%左右。但該市公布的風(fēng)力發(fā)電利用小時(shí)數為2200小時(shí)，這樣按公布的統計信息風(fēng)電的利用率就高達95%以上了。為何在統計信息上如此做，行內眾所周知，點(diǎn)到為止了。這說(shuō)明了智慧能源現在極度短缺。

可再生能源的成本下降主導實(shí)現碳達峰只是實(shí)現碳中和這場(chǎng)大戲的前半場(chǎng)，開(kāi)發(fā)智慧能源——這出在后半場(chǎng)的重頭戲更精彩!