受益于光伏產(chǎn)業(yè)鏈大規(guī)模降價(jià)和光伏裝機(jī)的迅猛增長(zhǎng)，中國(guó)大概率將會(huì)在最近一兩年即可實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。
2023年的第二十八屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)COP28召開在即，全球二氧化碳排放總量最大的國(guó)家——中國(guó)何時(shí)能實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰?是現(xiàn)在國(guó)際國(guó)內(nèi)都關(guān)心的一個(gè)熱門話題。
根據(jù)官方報(bào)道，中國(guó)現(xiàn)在的二氧化碳排放量為110億噸/年左右。在中國(guó)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。能源需求在未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，不過增長(zhǎng)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，不過中國(guó)的水泥產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)峰并開始下降了。其它原因造成的溫室氣體排放量微乎其微。
中國(guó)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鋼鐵產(chǎn)量的增速已經(jīng)下降。主要增長(zhǎng)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(yuǎn)低于工業(yè)。現(xiàn)在每年的能源需求增長(zhǎng)率為3.5%左右，大概率未來會(huì)逐漸下降，保守估計(jì)每年新增能源需求的絕對(duì)量會(huì)保持在一個(gè)比較穩(wěn)定的水平。今后如果新增的能源供應(yīng)全部使用化石能源，估計(jì)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(guó)可立即實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。
碳達(dá)峰主力
在碳中和時(shí)代能源最終用戶使用的能源絕大部分來自電能，現(xiàn)在直接使用化石能源的領(lǐng)域會(huì)逐漸轉(zhuǎn)向使用電能。譬如在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，現(xiàn)在使用燃油的機(jī)動(dòng)車，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(guó)現(xiàn)在的電能主要來自燃煤發(fā)電，中國(guó)現(xiàn)在的發(fā)電煤耗約為301克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)，每燃燒1克標(biāo)準(zhǔn)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，電能主要來自可再生能源，少量來自核能。兩者均為零碳能源。可再生能源包括：太陽能光伏發(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?zé)岚l(fā)電，海洋能。其中生物質(zhì)發(fā)電，地?zé)岚l(fā)電和海洋能的發(fā)電量較少。
2022年，中國(guó)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%;太陽能光伏電與核電并列第三，為5%。2022年，各類零碳電源的新增發(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(biāo)，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(dá)到每年新增4億噸二氧化碳減排量的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)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(guī)模的擴(kuò)張，結(jié)束了由于俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)歐洲國(guó)家搶購光伏組件導(dǎo)致的光伏組件產(chǎn)量大增、進(jìn)而造成多晶硅供應(yīng)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(dǎo)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(tǒng)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(tǒng)的建造成本降低了30%左右。全國(guó)各地現(xiàn)在新建光伏發(fā)電系統(tǒng)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(guó)安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)的狂潮。
2021年中國(guó)的光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量才5000多萬千瓦，2022年增長(zhǎng)到8000多萬千瓦，而由于光伏組件價(jià)格的猛降，2023年就達(dá)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(tǒng)的年新增容量造成的二氧化碳減排量一下子占到了全國(guó)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(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的主力。
光伏的重要作用
2023年中國(guó)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(jì)來自中商情報(bào)網(wǎng)www.askci.com的信息，核電的新增容量根據(jù)2023年1-9月的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù))：
按上表的計(jì)算結(jié)果，如果風(fēng)電、水電和核電未來每年的新增裝機(jī)容量以2022年的新增裝機(jī)容量作為基準(zhǔn)基本不變，每年新增的能源需求量不變，保守估計(jì)中國(guó)每年的新增光伏裝機(jī)容量在2023年2億千瓦新增容量的基礎(chǔ)上再增加約5000萬千瓦，達(dá)到2.5億千瓦/年左右，就會(huì)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。
而中國(guó)光伏組件產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的產(chǎn)能還在迅猛增長(zhǎng)，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(guó)光伏發(fā)電新增容量近年來的變化可請(qǐng)參見下圖。
中國(guó)何時(shí)能實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰?答案從圖中一眼即可看穿，不必說透!
現(xiàn)在中國(guó)風(fēng)光電的發(fā)電成本已經(jīng)在全國(guó)范圍內(nèi)低于燃煤發(fā)電了，在陽光輻射最強(qiáng)烈的地區(qū)，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(tǒng)的角度來看，中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和還有一大關(guān)鍵問題需要解決，現(xiàn)在缺乏足夠的消納過剩風(fēng)光電的電耗和補(bǔ)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(tǒng)的穩(wěn)定，提高風(fēng)光電的利用率。
現(xiàn)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(shù)高達(dá)3000小時(shí)以上，但風(fēng)電并網(wǎng)的利用小時(shí)數(shù)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(shù)為2200小時(shí)，這樣按公布的統(tǒng)計(jì)信息風(fēng)電的利用率就高達(dá)95%以上了。為何在統(tǒng)計(jì)信息上如此做，行內(nèi)眾所周知，點(diǎn)到為止了。這說明了智慧能源現(xiàn)在極度短缺。
可再生能源的成本下降主導(dǎo)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰只是實(shí)現(xiàn)碳中和這場(chǎng)大戲的前半場(chǎng)，開發(fā)智慧能源——這出在后半場(chǎng)的重頭戲更精彩!
來源：《新能源決策參考》
文/陶光遠(yuǎn) 作者供職于中德可再生能源合作中心
評(píng)論