摘要：未來(lái)，能源消費將以電力為主體，電力消費總量也有比較大的增長(cháng)空間；在電力供應側，非化石能源占比將快速增加；在電力需求側，終端部門(mén)電氣化水平將顯著(zhù)提高；電力生產(chǎn)和輸送的布局將由大范圍資源優(yōu)化配置逐步過(guò)渡到大范圍資源優(yōu)化配置與分布式、就地平衡并舉；發(fā)電技術(shù)將實(shí)現突破性進(jìn)展，并與儲能技術(shù)、智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、多能互補體系、分布式用能系統等新技術(shù)和新模式協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)電力系統快速向信息物理深度融合、智能化演變?？稍偕茉吹慕尤?，會(huì )帶來(lái)跨區域輸電、儲能容里需求和投資規模的增加，同時(shí)可再生能源高比例滲透，存在不同時(shí)間尺度的挑戰，分布在電力系統規劃、運行、穩態(tài)、暫態(tài)等環(huán)節，不僅需要大量的投資，還需要創(chuàng )新性解決方案。
在《巴黎協(xié)定》框架下，1.5℃溫控目標成為全球熱點(diǎn)，電力工業(yè)則承擔了最重的減碳任務(wù)，也應該是最先實(shí)現低碳轉型的行業(yè)。
氣候變化是人類(lèi)社會(huì )可持續發(fā)展面臨的最大威脅，《巴黎協(xié)定》是一個(gè)里程碑，它體現了全球的高度共識。
能源是影響氣候變化的重要因素，能源轉型對于應對氣候變化十分重要。盡管源轉型有多種可能情景，本文主要介紹其中的兩種。一是漸變轉型的情景，就是按照當前的技術(shù)、政策和產(chǎn)業(yè)的趨勢繼續發(fā)展。另外一個(gè)是碳排放迅速下降的快速轉型的情景，它所對應的轉型路徑和《巴黎協(xié)定》規定的2℃目標要求是一致的，但這個(gè)路徑需要強有力的政策干預和支持。
2018年， 全世界一次能源消費總量是138.6億噸標準油，按照世界人口75億計算，每人平均消費接近2噸標準油。從世界能源消費結構來(lái)看，石油占比是“33.6%，煤炭占比27.2%，天然氣占比 23.9%，水電和核能分別是6.8%和4.4%，可再生能源是4%左右。
現實(shí)情況是，能源行業(yè)的發(fā)展面臨雙重挑戰，一方面是經(jīng)濟發(fā)展需要更多的能源，另一方面它需要更低的碳排放，因此技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)結構調整非常重要。與漸進(jìn)性情景的能源需求增長(cháng) 30%相比，快速轉型情景由于能源效率提高和更精心的管理，能源需求增量相對 2017 年會(huì )增加20%，但是結構會(huì )發(fā)生巨大變化。到2040年快速情昱之下煤炭比例甚至會(huì )降到7%，而可再生能源會(huì )從 2017 年的 4%升到29%，在整個(gè)能源結構里非化石能源的比例會(huì )升到44%。對比漸進(jìn)情景和快速轉型情景的碳排放差額可以看6 到，電力工業(yè)承擔的減碳任務(wù)最重，同時(shí)它也應該是最先實(shí)現低碳轉型的一個(gè)行業(yè)。之所以會(huì )轉型，主要是氣候變化驅動(dòng)的，氣候變化領(lǐng)域當前最重要的文件就是《巴黎協(xié)定》，它為能源低碳發(fā)展甚至為整個(gè)社會(huì )的發(fā)展起到了塑型作用。
全球：1.5℃溫升成熱潮
氣候變化領(lǐng)域當前最重要的文件就是《巴黎協(xié)定》，它為能源低碳發(fā)展甚至為整個(gè)社會(huì )的發(fā)展起到了一個(gè)塑型的作用。
《巴黎協(xié)定》之所以達成，根本原因在于氣候變化是人類(lèi)社會(huì )可持續發(fā)展面臨的最大威脅，保護全球生態(tài)安全、實(shí)現綠色低碳發(fā)展，已成為世界可持續發(fā)展的核心議題。
《巴黎協(xié)定》重申了2℃的全球溫升的控制目標，同時(shí)提出要努力實(shí)現1.5℃的目標。兩者盡管只差0.5℃，但是需要付出的額外努力和成本非常大，對我們國家也有重要的影響。同時(shí)，它規定了未來(lái)實(shí)現這一目標的步驟和輪廓：為了實(shí)現長(cháng)期目標，締約方應該盡快達到溫室氣體排放的全球峰值，之后要求快速下降。到21世紀下半葉，實(shí)現溫室氣體源的人為排放與平衡，即所謂的碳中和，大約會(huì )在2070年左右實(shí)現。
與一般的“自上而下”分配指標的方式不同，《巴黎協(xié)定》采取的是“自下而上”的方式，要求世界各國應制定、通報并保持其“國家自主貢獻”，通報頻率是每五年一次，新的貢獻應比上一次有所加強，并且反映出該國可實(shí)現的最大力度。
減緩方面，發(fā)達國家和發(fā)展中國家有所區別，要求發(fā)達國家繼續提出全經(jīng)濟范圍絕對量減排目標，鼓勵發(fā)展中國家根據自身國情向全經(jīng)濟范圍絕對量減排或者限排目標邁進(jìn)。資金方面，因為發(fā)達國家歷史的責任，要向發(fā)展中國家提供資金支持，鼓勵其他國家在自愿基礎上出資。
《巴黎協(xié)定》達成了“協(xié)定”加“決定”的法律形式，具有最大包容性，照顧了各方的核心關(guān)切；堅持了《公約》下，公平、共同但有區別的責任和各自能力原則，考慮不同國情等根本原則，確立了“自下而上”的模式，形成各方結合國情自主決定貢獻（NDC）的局面；提出了將全球溫升控制在2℃以?xún)?，并爭取控制?.5℃以?xún)鹊拈L(cháng)期目標和全球低碳、氣候韌性和可持續發(fā)展的共同愿景。中國國家主席習近平和時(shí)任美國總統奧巴馬為巴黎協(xié)定的達成、簽署、生效和實(shí)施發(fā)揮了關(guān)鍵作用，做出了關(guān)鍵貢獻。
當前，《巴黎協(xié)定》和實(shí)施細則已經(jīng)基本達成，2020年后各方合作應對氣候變化的制度安排已經(jīng)基本確立，下一步主要的任務(wù)就是落實(shí)在行動(dòng)上和提高力度。其中，處理好2℃和1.5℃目標的關(guān)系特別重要?，F在呼吁1.5℃的熱潮不斷地涌現。今年9月份，聯(lián)合國秘書(shū)長(cháng)古特雷斯召開(kāi)聯(lián)合國全球氣候峰會(huì )，提升各國領(lǐng)導人的政治意愿，呼吁各方為實(shí)現溫升1.5℃提高力度。今年12月初，聯(lián)合國全球氣候變化大會(huì )將在西班牙召開(kāi)，將完成《巴黎協(xié)定》第6條市場(chǎng)機制未決問(wèn)題的談判，主席國智利擬將推動(dòng)各國提高力度作為本次大會(huì )的核心議題。
《IPCC1.5℃特別評估報告》認為，氣候變化已經(jīng)不是未來(lái)的挑戰，而是眼前的威脅。實(shí)現1.5℃溫升控制目標，需要從現在起就要采取大規模的減排措施。如果按照2℃溫控目標，2030年減排二氧化碳和2010年相比要下降25%，1.5℃的目標則要下降45%。2℃目標要求在21世紀的下半葉，即2070年左右要達到凈零排放，而按照1.5℃的目標，到2050年就要實(shí)現這一目標，這意味著(zhù)要提前20年實(shí)現凈零排放。需要指出的是，發(fā)達國家的能源結構是偏低碳的，實(shí)現碳中和條件遠遠好于我國，所以實(shí)現1.5℃目標對我國的壓力會(huì )非常大。
明年是一個(gè)關(guān)鍵年份，各方將根據《巴黎協(xié)定》的要求，更新2020年后的自主貢獻目標，提出到21世紀中葉的長(cháng)期溫室氣體低排放發(fā)展戰略。
中國：電力引領(lǐng)轉型
發(fā)達國家的能源結構是偏低碳的，實(shí)現碳中和條件遠遠好于我國，這會(huì )對我國產(chǎn)生非常大的壓力。
按照《巴黎協(xié)定》的要求，2020年中國要向聯(lián)合國遞交一個(gè)強化自主貢獻目標，以及到2050年的長(cháng)期溫室氣體低排放發(fā)展戰略。我國能源結構的特點(diǎn)決定了能源轉型具有天然的難度。從結構角度來(lái)講，最顯著(zhù)的特點(diǎn)就是煤炭長(cháng)期占主導地位，近年在國家的引導之下逐漸下降。2018年煤炭消費占比是59%。2018年我國一次能源消費總量是46.4億噸標準煤，人均能源消費大概是世界平均數的1.2倍，折合成標準油接近2.4噸。在習近平主席生態(tài)文明思想指導下，中國制定了積極、有力度的自主貢獻減排目標，推動(dòng)能源革命，促進(jìn)經(jīng)濟轉型升級，中國綠色低碳的轉型正在穩步進(jìn)行。
能 源 生 產(chǎn) 和 消 費 革 命 戰 略（2016~2030）勾畫(huà)了我國未來(lái)能源的大的輪廓，制定了包括2030年碳排放達峰，非化石能源的比例到2020年要達到15%，2030年要達到20%，2050年非化石能源占比要達到50%等一系列目標。文件中也提出，電力工業(yè)到2030年要實(shí)現非化石能源發(fā)電占比達到50%，這是一個(gè)非常嚴格的要求。
漸進(jìn)轉型情景VS.快速轉型情景
要實(shí)現這樣的目標難度很大，可以用任重道遠來(lái)形容。首先，數字說(shuō)起來(lái)很容易，但是每一個(gè)百分點(diǎn)都意味著(zhù)巨大的裝機容量。按照上述規劃，中國發(fā)電容量的增加是以10億千瓦來(lái)計算的，所以將來(lái)可能是3倍甚至是4倍當前的裝機容量。此外，即使按照2050年50%非化石占比的規劃，我們離《巴黎協(xié)定》目標還是有差距的。
未來(lái)，能源消費將以電力為主體，電力消費總量也有比較大的增長(cháng)空間；在電力供應側，非化石能源占比將快速增加；在電力需求側，終端部門(mén)電氣化水平將顯著(zhù)提高；電力生產(chǎn)和輸送的布局將由大范圍資源優(yōu)化配置逐步過(guò)渡到大范圍資源優(yōu)化配置與分布式、就地平衡并舉；發(fā)電技術(shù)將實(shí)現突破性進(jìn)展，并與儲能技術(shù)、智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、多能互補體系、分布式用能系統等新技術(shù)和新模式協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)電力系統快速向信息物理深度融合、智能化演變。
清華大學(xué)的研究顯示，能源清潔低碳轉型的行動(dòng)時(shí)機對碳排放軌跡會(huì )有很大的影響。越晚行動(dòng)，到2050年前剩余煤電/火電容量愈少，導致電網(wǎng)可調度調峰容量缺乏；而且晚行動(dòng)會(huì )導致煤電在短時(shí)間內大規模退役，帶來(lái)的投資成本浪費和社會(huì )成本可能會(huì )很高。因此，建設新的煤電項目需要格外慎重，要避免成為擱淺資產(chǎn)。
需要指出的是，煤電發(fā)展碳捕獲與封存（CCS）技術(shù)，捕碳率一般為90%，要實(shí)現凈零排放，還需要負碳排放（BECCS）技術(shù)，但是生物質(zhì)資源量是否足夠始終是有疑問(wèn)的。另外，可再生能源的接入，會(huì )帶來(lái)跨區域輸電、儲能容里需求和投資規模的增加，同時(shí)可再生能源高比例滲透，存在不同時(shí)間尺度的挑戰，分布在電力系統規劃、運行、穩態(tài)、暫態(tài)等環(huán)節，不僅需要大量的投資，還需要創(chuàng )新性解決方案。
總之，低碳能源轉型已經(jīng)成為全球發(fā)展的共識和主格調，不可逆轉。我國能源綠色低碳轉型已經(jīng)在路上，但是以煤為主的能源結構和經(jīng)濟持續增長(cháng)使得能源轉型任重道遠。1.5℃溫升控制目標對我們國家的挑戰和壓力是巨大的。電力工業(yè)在全社會(huì )碳減排中擔負著(zhù)特殊重要的作用，它是先行者，也是調節器。電力工業(yè)低碳轉型存在著(zhù)許多技術(shù)和經(jīng)濟挑戰，一方面需要創(chuàng )新，搶占技術(shù)制高點(diǎn)，增強核 I心競爭力。另一方面也需要進(jìn)行前瞻性的研究和政策部署。
