风电峰观察【视野】2035年零碳发电系统成本远低于煤电

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文 | 武魏楠

碳中和目标是起重机械的提出也就意味着中国国家低碳发展战略是起重机械的确定。中国是起重机械的减排承诺意味着什么？中国是否有能力和信心实现这一承诺？风光等可再生能源发电带来的系统成本问题是否会成为碳中和路上的障碍？

带着这些问题，《能源》杂志专访了落基山研究所董事陈济，解读中国碳中和承诺的底气与建议。

《能源》：您如何评价中国最新的减排国家战略？

陈济：2030年提前达峰和2060年碳中和目标的提出，为中国应对气候变化、落实能源革命、推动可持续高质量发展提出了更加明确的要求，体现了负责任大国的担当和全球气候治理领导力。

回顾中国应对气候变化的行动，过去20多年来发生了巨大的转变。从十八大报告确定低碳发展作为生态文明的三大特征之一，到向《巴黎协定》谈判进程提交的国家自主贡献里面明确提出2030年左右达峰，再到《“十三五”控制温室气体排放工作方案》提出实施近零碳排放区示范工程，一直到近期的碳中和目标，中国政府逐步提高气候行动力度，加速推动中国经济和能源结构朝零碳排放方向转型。

从投资角度来看，碳中和目标推动“零碳”成为中国长期价值投资的新风向。在中国投资者越来越重视长期价值投资的今天，碳中和目标的提出使得越来越多的投资主体跨越技术和商业成熟度在小周期内的不确定性，在零碳发展方向指引下的大周期内寻找新价值投资标的。

《能源》：您认为中国设定2060碳中和目标的最大依仗是什么？

陈济：中国有信心提出2060年碳中和目标主要是基于对经济社会发展趋势和在全球价值链所处地位的基本研判。

一方面，中国已经处在完成工业化和城镇化的收尾阶段。城镇化将在未来10至15年内基本完成，产业结构也将加速向高比例服务业转变且将逐步转向以服务内需为主。中国对钢铁、水泥等高耗能产品的需求将持续下降，相关的高耗能产业在市场需求下降和供给侧改革的双重作用下，将不断优化产能结构。经济结构的调整，将使得更多的能源消费发生在交通和建筑领域，而这两个部门的脱碳难度将大大低于工业部门。这主要是由于两个部门更容易实现全面电气化——电动汽车、高铁等以用电为能源的交通工具正加速普及，煤改电也在建筑供暖领域的推广。而一旦实现了终端消费的电气化，脱碳的任务将更为集中地落在电力部门。但工业部门由于工业过程中需要800-2000℃的高品质热，目前的电气化手段尚无法解决。

另一方面，中国是世界上工业门类最全的制造业大国，也正在向以技术创新为核心的制造业强国迈进。全球经济向碳中和或零碳方向转型将催生许多新兴产业，中国在研发、装备制造等领域的优势将有助于抢占市场制高点，推动新兴技术快速产业化和市场化。事实上，在风电、光伏、电动汽车、动力电池、LED灯等较成熟的绿色低碳产业已经看到了中国的优势。在一些处在产业发展更早期的行业我们也看到了类似的情景正在形成。例如，全球成本最低的电解水制氢设备的成本已达200美元/kw，就是中国企业做到的。

《能源》：中国正在制定“十四五”规划，为了实现2030和2060年的碳中和目标，中国的“十四五”规划应该展现出哪些政策上的趋势？

陈济：2030年目标的实现甚至超额完成（更早的实现达峰）将为实现2060年碳中和目标打下坚实的基础，而“十四五”目标又将是两个长远目标的基础，因此至关重要。

在碳中和目标下，“十四五”规划应以碳减排为引领，制定分阶段的量化目标，加强各目标之间的综合协调和衔接——从2060年碳中和倒推，开展系统性碳中和目标实施路径研究，提出分阶段的碳减排量化目标，并与已有的碳强度目标、能源强度目标、非化石能源占比目标、可再生能源发展目标、能源消费总量控制目标、煤炭消费目标等气候、能源、环境领域的目标。可将碳排放作为加强目标间的协调和衔接的指标。

《能源》：目前中国的能源结构中，煤炭依然占据了主要部分。2060碳中和的目标对于中国庞大的煤炭行业来说，意味着什么？

陈济：市场投资将加速从煤炭领域撤离。中国的煤炭产业早在2014年就开始出现投资大幅度下降的趋势。近年来，中国政府推动通过兼并重组等方式，逐步剥离非煤企业的煤炭资产。国家开发投资集团于2019年就宣布已经完全退出煤炭业务，未来将投资新能源。

建议相关地方政府加大工作力度，主动作为，积极应对支柱产业凋敝、失业人口增加等问题和风险，加快推动区域经济转型。尽管中国煤炭行业承载大量就业人口（例如，到2018年底，这一数字为330万人），但这些就业主要集中在山西、陕西等省份。而且，我们的研究预测，未来中国就业人口将大幅度下降，从目前的9.26亿下降到2050年的7.5亿。煤炭开采业就业人数的大幅减少对于三十年的时间尺度以及几个城市的相对小的范围而言是可以控制的。在过去的六年中，中国政府开展了强力的煤炭去产能工作，化解了大约200万采矿业人员的职业分流。另外，碳捕集和封存技术在工业和电力部门的应用，可以延缓煤炭资产退出的速度，为煤炭行业解决失业等社会问题争取时间。

《能源》：目前来看，风光的介入会造成电力系统成本的增加。这是否意味着风电光伏这样的可再生能源发展会存在一定的上限？在这样的上限下，碳中和目标的实现是否存在一定压力？

陈济：所谓的系统成本不会造成可再生能源发展存在上限的问题。

电力系统的全面脱碳是中国实现碳中和目标的核心，我们落基山研究所和能源转型委员会的零碳情景显示，中国到2050年60%以上的电力将由风电和光伏提供，系统灵活性主要由抽水蓄能、电池储能、氢储能以及少量加装了CCS的燃气调峰机组和生物质发电机组，以及通过需求侧管理帮助电力负荷削峰填谷。

考虑到2050年上述提供系统灵活性手段的成本较目前都将大幅度下降，再加上风光的发电运行成本更低，系统成本将不会增加。系统成本增长的压力主要会出现在2030年前的下一个十年。这主要是由于电池储能的成本无法快速下降到所需水平。在我们的情景中，到2030年，风光发电量占比将达到近30%的水平。中国电力系统此时有成本相对较低且能够提供灵活性的手段，主要包括扩大区域调度范围、优化跨省电力输送负荷、进一步提高库容水电的灵活调度能力、扩大需求侧管理示范、火电灵活性改造等。能源转型委员会对全球电力系统的研究也表明，到2035年，零碳发电的系统成本最低将只有31美元/MWh，这将大大低于火电为主的系统成本。

《能源》：以中国的资源禀赋和能源消费量，2060年的碳中和目标实现的过程中，可能会遭遇哪些困难？

陈济：从领域看，重工业和重型交通是我们通常认为的“难脱碳”部门。钢铁、化工、水泥等重工业的工业过程高品质热的需求和工艺过程化学反应产生的碳排放问题以及航空、船运等重型交通领域的化石燃料主导等问题，实现零碳需要彻底改变工业部门的工艺流程和主要设备设施。

例如氢基直接还原铁的炼钢工艺流程相较于目前焦炭高炉炼钢将需要另起炉灶，重新建设专门生产流程。这种颠覆性的影响将使得在这些领域实现完全脱碳增加较大不确定性和风险。但这种颠覆性的转型也有可能带来传统产业的重新布局，形成产业向新能源富集（大多数为西部）的地区转移，促进中国经济更加平衡的发展。

从过程看，中国可能面临化石能源资产加速搁浅和零碳能源资产扩大投资资金短期不足的双重压力。中国过去40年经济的高速发展带动能源需求跨越式提升，使得中国的煤炭和石油天然气等化石能源资产在大干快上发展趋势下相对较新。例如，我国在役燃煤机组平均服役年限仅为12年。在落实碳中和目标的过程中，这些资产将面临加速搁浅的巨大风险。但与此同时，碳中和目标对新能源及其相关的基础设施提出了巨大了投资需求。

我们预计中国仅在氢能、电动汽车、可再生能源、跨区域输电、高铁和城际交通、5G等新能源相关领域的基础设施投资将达到70万亿。短期来看，由于经济下行压力持续存在，市场主体负债率普遍较高，国际金融风险和不确定性增加的大背景下，筹集可用于基础设施和处在产业发展早期领域的资金将面临一定挑战。但从长期来看，随着国家对相关领域扶持力度持续加大以及全球绿色复苏政策的落地实施，零碳能源资产将迎来持续升温的投资。

《能源》：从企业的反响来看，目前可再生能源企业对于碳中和目标表现得更为积极。油公司这样的化石能源企业更倾向于等待国家明确的碳中和路径。对于化石能源企业，它们有哪些可以提前准备的工作？

陈济：油气、煤炭等传统化石能源企业可以在以下几个方面开展准备工作：