中國何時能實現碳達峰?

　　受益于光伏產業鏈大規模降價和光伏裝機的迅猛增長，中國大概率將會在最近一兩年即可實現碳達峰。

　　2023年的第二十八屆聯合國氣候變化大會COP28召開在即，全球二氧化碳排放總量最大的國家——中國何時能實現碳達峰?是現在國際國內都關心的一個熱門話題。

　　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。能源需求在未來相當長的一段時間內還會繼續增長，不過增長速率會下降。還有一小部分二氧化碳是生產水泥時煅燒石灰石排放的，不過中國的水泥產量已經達峰并開始下降了。其它原因造成的溫室氣體排放量微乎其微。

　　中國高耗能的重化工產業各種產品的產量、特別是第一大二氧化碳排放戶鋼鐵產量的增速已經下降。主要增長的能源需求是服務業和人民生活，這部分的二氧化碳排放量遠低于工業。現在每年的能源需求增長率為3.5%左右，大概率未來會逐漸下降，保守估計每年新增能源需求的絕對量會保持在一個比較穩定的水平。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——風光水生物質及核能每年能夠替代化石能源減排4億噸二氧化碳，則中國可立即實現碳達峰。

　　碳達峰主力

　　在碳中和時代能源最終用戶使用的能源絕大部分來自電能，現在直接使用化石能源的領域會逐漸轉向使用電能。譬如在交通運輸領域，現在使用燃油的機動車，在碳中和時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自燃煤發電，中國現在的發電煤耗約為301克標準煤/千瓦時，每燃燒1克標準煤，產生大約2.66克二氧化碳，于是燃煤發電的二氧化碳排放量約為800克/千瓦時。到了碳中和時代，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：太陽能光伏發電，風力發電，水力發電，核能發電，生物質發電，地熱發電，海洋能。其中生物質發電，地熱發電和海洋能的發電量較少。

　　2022年，中國主要的零碳電源發電量在總發電量中的排名為：第一水電，15%;第二風電，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電量替代燃煤發電減排的二氧化碳僅為2億噸左右，其中光伏發電的新增發電量每年可減少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電容量新增產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，實現碳達峰。

　　但是在2023年，光伏領域突飛猛進的發展階躍式地改變了這一進程：在這一年里多晶硅產能得到了大規模的擴張，結束了由于俄烏戰爭爆發歐洲國家搶購光伏組件導致的光伏組件產量大增、進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間里硅料價格下降了80%左右，導致光伏產業鏈上的硅片、電池片直至光伏組件的產量大增，價格腰斬。光伏發電系統的主要成本光伏組件的價格從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電系統的發電成本比燃煤發電的并網電價要低10%—50%。于是引起了全國安裝光伏發電系統的狂潮。

　　2021年中國的光伏發電新增裝機容量才5000多萬千瓦，2022年增長到8000多萬千瓦，而由于光伏組件價格的猛降，2023年就達到了2億千瓦左右，兩年的時間里光伏發電新增容量翻了一番還多。光伏發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，超越水電和風電，一躍成為中國實現碳達峰的主力。

　　光伏的重要作用

　　2023年中國新增零碳能源發電容量替代煤電減少的二氧化碳排放量估算如下表(風力發電、水力發電和生物質發電的新增容量估計來自中商情報網www.askci.com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，如果風電、水電和核電未來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5000萬千瓦，達到2.5億千瓦/年左右，就會實現碳達峰。

　　而中國光伏組件產業鏈各環節的產能還在迅猛增長，其中光伏硅料2023年底的產能比2022年底又增加了70%左右。

　　中國光伏發電新增容量近年來的變化可請參見下圖。

中國何時能實現碳達峰?答案從圖中一眼即可看穿，不必說透!

　　現在中國風光電的發電成本已經在全國范圍內低于燃煤發電了，在陽光輻射最強烈的地區，光伏發電成本甚至只有燃煤發電成本的一半左右。但從整個電力系統的角度來看，中國實現碳中和還有一大關鍵問題需要解決，現在缺乏足夠的消納過剩風光電的電耗和補償風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，提高風光電的利用率。

　　現在各地的風光電名義利用率很高，在90%以上，但實際上并非如此。譬如，北方某市風力發電的利用小時數高達3000小時以上，但風電并網的利用小時數只有2100小時，風電的利用率只有70%左右。但該市公布的風力發電利用小時數為2200小時，這樣按公布的統計信息風電的利用率就高達95%以上了。為何在統計信息上如此做，行內眾所周知，點到為止了。這說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現碳達峰只是實現碳中和這場大戲的前半場，開發智慧能源——這出在后半場的重頭戲更精彩!

　　來源：《新能源決策參考》

　　文/陶光遠 作者供職于中德可再生能源合作中心