中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
席云華 孫思楊 黎立豐 南網(wǎng)能源院新能源研究員
宋曉維 華南理工大學(xué)電力學(xué)院研究生
“雙碳”目標(biāo)提出后，傳統(tǒng)能源面臨的挑戰(zhàn)前所未有，其角色定位和退出方式成為爭(zhēng)議焦點(diǎn)。2021年12月的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議首次明確提出，傳統(tǒng)能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎(chǔ)上，圍繞傳統(tǒng)能源退出的爭(zhēng)議有所平息。但業(yè)內(nèi)仍然存在對(duì)碳達(dá)峰后傳統(tǒng)電源的發(fā)展趨勢(shì)、角色定位認(rèn)識(shí)不清、把握不準(zhǔn)的問(wèn)題。
加州作為美國(guó)經(jīng)濟(jì)最強(qiáng)州，是美國(guó)可再生能源發(fā)展的先鋒，在應(yīng)對(duì)氣候變化和能源轉(zhuǎn)型方面也走在世界前列。2007年加州能源碳排放量已達(dá)到峰值，本文以長(zhǎng)期視角，對(duì)加州碳達(dá)峰前后的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、碳排放量變化、能源消費(fèi)量變化、電力發(fā)展和電力消費(fèi)變化特征進(jìn)行回顧和分析，總結(jié)規(guī)律和啟示，為業(yè)內(nèi)人士提供參考。
01
碳達(dá)峰前后經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特點(diǎn)
2007年為加州能源碳排放的達(dá)峰年。2007年，加州能源碳排放量為4.0億噸，隨后逐步下降，在2012年進(jìn)入平臺(tái)期（見(jiàn)圖1）。2008年的金融危機(jī)使加州經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)放緩，客觀上起到了降碳的作用。
圖1 加州能源碳排放量變化
數(shù)據(jù)來(lái)源：美國(guó)能源信息署
碳達(dá)峰后GDP持續(xù)增長(zhǎng)，與碳排放關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。2007年加州1.9萬(wàn)億美元，人均GDP為5.2萬(wàn)美元。碳達(dá)峰后，GDP持續(xù)增長(zhǎng)，增速總體上無(wú)明顯變化，近30年來(lái)年均增長(zhǎng)3.8%（見(jiàn)圖2）。即碳達(dá)峰前后，加州GDP增速變化與碳達(dá)峰進(jìn)程無(wú)明顯關(guān)聯(lián)，更多地受經(jīng)濟(jì)周期、經(jīng)濟(jì)事件影響。
碳達(dá)峰時(shí)，人口處于低速增長(zhǎng)期。碳達(dá)峰時(shí)，加州的人口約為3625萬(wàn)，人口增速不到1%。近30年間人口年均增速僅為0.9%，近幾年增速進(jìn)一步下降（見(jiàn)圖2）。
碳達(dá)峰時(shí)，加州產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，第三產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)。加州是美國(guó)乃至全球最具經(jīng)濟(jì)活力的地區(qū)，農(nóng)業(yè)、制造業(yè)和服務(wù)業(yè)均十分發(fā)達(dá)，第三產(chǎn)業(yè)增加值占70%以上。金融地產(chǎn)、文化娛樂(lè)、科技研發(fā)及專業(yè)服務(wù)是服務(wù)業(yè)的三大支柱產(chǎn)業(yè)。制造業(yè)有航天、電子等新興產(chǎn)業(yè)及煉油、石化、軍火等。
圖2 加州GDP、人均GDP、GDP增速及人口增速變化
數(shù)據(jù)來(lái)源：wind
02
碳達(dá)峰前后碳排放、能源消費(fèi)的變化特點(diǎn)
近30年來(lái)，碳排放量在峰值附近窄幅波動(dòng)。能源碳排放量與化石能源消費(fèi)量及結(jié)構(gòu)相關(guān)。目前碳排放量為峰值年的89%，與1990年相當(dāng)；2007年至今碳排放量年均下降1%?？傮w上看，近30年碳排放量波動(dòng)較?。ㄒ?jiàn)圖3）。未來(lái)，碳排放量雖然會(huì)有所波動(dòng)，但都將處于下降通道。
圖3 加州的能源碳排放量變化
數(shù)據(jù)來(lái)源：美國(guó)能源信息署
能源消費(fèi)量的歷史峰值年為2006年，30多年來(lái)消費(fèi)量在峰值附近小幅波動(dòng)。2006年后，能源消費(fèi)量經(jīng)歷了先下降后又小幅上升過(guò)程，目前為峰值的95%，與1998年相當(dāng)（見(jiàn)圖4）。長(zhǎng)遠(yuǎn)看，由于可再生能源利用規(guī)模不斷擴(kuò)大，而化石能源被替代仍有一段較長(zhǎng)的過(guò)程，能源消費(fèi)仍存在繼續(xù)增長(zhǎng)的可能。
圖4 加州的一次能源消費(fèi)量變化
數(shù)據(jù)來(lái)源：美國(guó)能源信息署
碳達(dá)峰后，人均能源消費(fèi)量下降加快。與碳達(dá)峰之前比，碳達(dá)峰后人均能源消費(fèi)量降幅較大，從側(cè)面反映能源利用效率有所提升。
03
碳達(dá)峰前后的電力發(fā)展與消費(fèi)特點(diǎn)
碳達(dá)峰前后，用電量較為平穩(wěn)，歷史峰值年是2008年。加州電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商CAISO管理著該州80%左右的電力，根據(jù)CAISO披露的數(shù)據(jù)，加州近20年來(lái)用電量年均僅增長(zhǎng)0.5%。用電量的歷史峰值出現(xiàn)在2008年（見(jiàn)圖5），負(fù)荷峰值年為2007年。
碳達(dá)峰后，新能源裝機(jī)不斷增大，而其他電源的支撐并未減少。從裝機(jī)看，2007年以來(lái)新能源裝機(jī)快速增長(zhǎng)，光伏年均增速高達(dá)95%。常規(guī)電源裝機(jī)年均下降6%，但外購(gòu)電量逐年增加，外購(gòu)電量占全部電量的比例由27%升至32%?？傮w來(lái)看，傳統(tǒng)電源裝機(jī)和外購(gòu)電對(duì)電力系統(tǒng)的支撐并未減少（見(jiàn)圖6）。從發(fā)電量看，盡管目前風(fēng)光發(fā)電出力份額（新能源出力占全部電源出力的比值）最大達(dá)66%，但全年滲透率（新能源發(fā)電量占發(fā)電量的比值）不到25%，說(shuō)明傳統(tǒng)電源和外購(gòu)電承擔(dān)了70%以上發(fā)電任務(wù)，仍是電量的主要來(lái)源（見(jiàn)圖7）。
圖5 加州用電量變化
圖6 加州電源裝機(jī)規(guī)模變化（不含外購(gòu)電）
圖7 加州電源發(fā)電量變化
04
主要結(jié)論
通過(guò)對(duì)加州碳達(dá)峰前后經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源電力消費(fèi)的變化特點(diǎn)分析，可以得出以下結(jié)論：
第一，2007年，加州的能源碳排放量達(dá)到峰值，在應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)的作用下，未來(lái)碳排放量將進(jìn)入下降通道。能源消費(fèi)量、用電量的歷史峰值年份與碳排放量峰值基本是同期的，但能源消費(fèi)量、用電量未來(lái)仍有繼續(xù)增長(zhǎng)的可能。
第二，碳達(dá)峰前后，加州人口進(jìn)入低速增長(zhǎng)期，第三產(chǎn)業(yè)增加值占比達(dá)到70%以上；在碳達(dá)峰前后，加州GDP增速的變化與碳排放進(jìn)程無(wú)明顯的關(guān)聯(lián)，反映出經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放的“脫鉤”程度較高。
第三，加州新能源發(fā)展始于上世紀(jì)70年代末期，經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展新能源發(fā)電的滲透率才接近25%，說(shuō)明新能源替代傳統(tǒng)能源是緩慢發(fā)展且長(zhǎng)期的過(guò)程，是多因素作用的結(jié)果。
第四，加州新能源裝機(jī)增長(zhǎng)的同時(shí)，其他電源的支撐并未減少。表明波動(dòng)性新能源發(fā)展離不開(kāi)其他電源裝機(jī)的同步增長(zhǎng)和協(xié)同利用。目前，新能源已成為加州短時(shí)的主要電力來(lái)源，但傳統(tǒng)能源仍是主要的電量來(lái)源。這一規(guī)律在新能源發(fā)電占比較高的德國(guó)、西班牙等國(guó)也有體現(xiàn)。
2030年是我國(guó)承諾的碳達(dá)峰年。到2030年，我國(guó)人均GDP預(yù)計(jì)為2萬(wàn)美元，邁入發(fā)達(dá)國(guó)家門(mén)檻，與加州碳達(dá)峰時(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距較大；由于我國(guó)富煤貧油少氣的基本國(guó)情，人口基數(shù)和能源消費(fèi)體量大，我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和的難度和復(fù)雜性要遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家。
目前，我國(guó)碳排放量、能源消費(fèi)量均尚未達(dá)峰，新能源滲透率還較低，不能滿足能源消費(fèi)增量的需求。從目前至碳達(dá)峰年份，乃至達(dá)峰后的一段時(shí)間內(nèi)，傳統(tǒng)能源仍需發(fā)揮能源供應(yīng)基礎(chǔ)性保底作用、對(duì)新能源出力波動(dòng)性的調(diào)節(jié)作用。
我國(guó)在推進(jìn)雙碳進(jìn)程中，既要重視借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，又要立足于國(guó)情。建議選取若干具有代表性的國(guó)家的案例，進(jìn)行更廣泛、深入、系統(tǒng)的研究，并結(jié)合我國(guó)的國(guó)情和特點(diǎn)，總結(jié)普遍規(guī)律和特殊規(guī)律，把握好我國(guó)能源電力轉(zhuǎn)型的基本原則和方法，走好我國(guó)低碳轉(zhuǎn)型之路。
