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2020年，我國提出力爭于2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值的目標(biāo)與努力爭取于2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的愿景，部分省份、重點(diǎn)行業(yè)大型企業(yè)也積極制定各自碳達(dá)峰、碳中和路線圖，明確達(dá)峰目標(biāo)與實(shí)現(xiàn)措施。隨后，習(xí)近平主席在氣候雄心峰會上進(jìn)一步明確，到2030年，中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右。2021年3月召開的中央財(cái)經(jīng)委員會第九次會議提出，要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。電力行業(yè)多家企業(yè)也積極響應(yīng)國家雙碳目標(biāo)，提出實(shí)現(xiàn)減排降碳的重要規(guī)劃。國家電網(wǎng)有限公司于2021年3月發(fā)布碳達(dá)峰碳中和行動方案，明確加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的目標(biāo)任務(wù)，提出推動能源電力轉(zhuǎn)型、持續(xù)推進(jìn)碳減排的路徑。

對于城市而言，尤其是東部發(fā)達(dá)城市，隨著經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，第三產(chǎn)業(yè)占比逐步增加，高新制造業(yè)占比提高、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)快速擴(kuò)張。同時(shí)，在節(jié)能減排的背景下，能源消費(fèi)向低碳化轉(zhuǎn)型，建筑、交通、工業(yè)等領(lǐng)域的電氣化程度逐步加深，電能在終端能源消費(fèi)中的比重將進(jìn)一步變大。因此，研究城市電力碳達(dá)峰發(fā)展路徑與以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)策略十分必要。

城市電力碳達(dá)峰發(fā)展路徑

1.電力碳排放測算模型

城市碳達(dá)峰是指城市的二氧化碳排放（以年為單位）在一段時(shí)間內(nèi)達(dá)到最高峰，之后進(jìn)入平臺期并可能在一定范圍內(nèi)波動，然后進(jìn)入平穩(wěn)下降階段。由于經(jīng)濟(jì)因素、極端氣候等自然因素，視情況可以適度允許城市在平臺期內(nèi)出現(xiàn)碳排放上升的情況，但不能超過峰值碳排放量。一般波動平臺期在5年以內(nèi)，不超過峰值且平臺期過后進(jìn)入平穩(wěn)下降趨勢，則認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了碳達(dá)峰。

為研究城市電力碳排放達(dá)峰路徑，首先建立電力碳排放測算模型。遵循“誰使用誰承擔(dān)”的原則，輸電通道電源側(cè)的碳排放計(jì)入受入側(cè)，電力碳排放包括直接排放和間接排放，即地區(qū)內(nèi)電廠碳排放和外受電力碳排放組成。直接排放由區(qū)內(nèi)煤電、氣電排放組成，根據(jù)《省級二氧化碳排放達(dá)峰行動方案編制指南》中推薦的煤電二氧化碳排放因子0.853噸/兆瓦時(shí)，氣電二氧化碳排放因子0.405噸/兆瓦時(shí)進(jìn)行計(jì)算。間接排放依據(jù)省內(nèi)電源分?jǐn)偙壤M(jìn)行計(jì)算，采用最新國家溫室氣體清單排放因子數(shù)據(jù)，其中，煤炭為2.66噸二氧化碳/噸標(biāo)準(zhǔn)煤，天然氣為1.56噸二氧化碳/噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

對于未來的電力碳排放趨勢判斷還要考慮多項(xiàng)條件約束要求：地區(qū)資源條件、電源建設(shè)能力、電源結(jié)構(gòu)以及負(fù)荷特性變化決定了未來供需的平衡關(guān)系，在電力電量平衡的前提下，還需要考慮政策目標(biāo)約束和清潔轉(zhuǎn)型要求，例如新能源棄電率小于5%、滿足地區(qū)可再生能源消納責(zé)任指標(biāo)等等。

2.案例分析

以某東部發(fā)達(dá)城市為例，該城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，第三產(chǎn)業(yè)占比超過60%。地區(qū)化石能源資源匱乏，能源生產(chǎn)以電力生產(chǎn)、熱力生產(chǎn)為主，本地可再生能源資源稟賦不足，資源最為豐富的水電開發(fā)已近飽和。地區(qū)外受電量占總用電量的比重近年維持在70%~80%，是典型的外受電力比例較高的城市，外受電碳排放是地區(qū)總體碳排放達(dá)峰形勢的決定性因素。

依照電力碳排放測算模型對該城市的碳排放進(jìn)行分析，確定達(dá)峰時(shí)序及措施方案。按照規(guī)劃情況，地區(qū)電力碳排放預(yù)計(jì)在“十五五”末達(dá)峰，以國家推進(jìn)清潔能源消納以及兩個(gè)一體化要求為指導(dǎo)，省內(nèi)省外并重，促進(jìn)城市適當(dāng)超前全省實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)，設(shè)計(jì)以下幾種措施促進(jìn)地區(qū)提前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰：一是提升受入直流通道清潔電力占比，多條含清潔電力的通道電源端均有提升可再生裝機(jī)配比的支撐能力，另外，建議積極規(guī)劃高比例清潔通道接入省內(nèi)，考慮風(fēng)光資源較豐富的北方綜合能源基地及西南水電基地作為未來電源端；二是省內(nèi)送電清潔比例適當(dāng)提升，新增清潔輸電通道盡量向省內(nèi)發(fā)達(dá)城市傾斜，適當(dāng)提高省內(nèi)清潔通道分電比例；三是利用綠證交易、綠電交易提升地區(qū)清潔電量占比，利用市場交易購買清潔電量，從而減低含碳電量比。通過應(yīng)用以上措施方案，能夠在“十五五”中期甚至更早實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。

新型電力系統(tǒng)建設(shè)策略

構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，需要從提升新能源供應(yīng)、提升電力系統(tǒng)靈活性以及體制機(jī)制方面共同發(fā)力。

構(gòu)建以新能源為主體的電力供應(yīng)體系，對于城市系統(tǒng)來說主要根據(jù)資源情況重點(diǎn)發(fā)展本地分布式光伏、分布式風(fēng)電，并拓展生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等多種能源的應(yīng)用。城市推進(jìn)分布式光伏，主要依靠以下幾種場景，一是以開發(fā)區(qū)或產(chǎn)業(yè)園區(qū)為重點(diǎn)，推進(jìn)園區(qū)屋頂光伏應(yīng)用；二是廠房、商業(yè)樓宇、辦公建筑、交通場站等大型商用或公共建筑推廣光伏幕墻、光伏屋頂?shù)纫幌盗泄夥ㄖ惑w化應(yīng)用產(chǎn)品；三是利用綠色園區(qū)、未來社區(qū)、美麗鄉(xiāng)村、特色小鎮(zhèn)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等舉措，探索更多的“光伏+”應(yīng)用場景；四是探索開發(fā)光伏遮陽棚、光伏路燈等智能光伏產(chǎn)品；五是充分利用居民家庭屋頂?shù)荣Y源建設(shè)戶用光伏，支持戶用光伏共享發(fā)展。電力受端城市以提升外來綠電電量為主要途徑，提升存量通道中清潔電量比例，促進(jìn)新增清潔電力適當(dāng)優(yōu)先滿足發(fā)達(dá)城市需求。

提升電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力需要電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)共同發(fā)力，提高電源調(diào)節(jié)能力、加快對本地常規(guī)電源的靈活性改造、提升新能源電源監(jiān)控和預(yù)測能力、建設(shè)儲能系統(tǒng)、優(yōu)化完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、挖掘需求側(cè)相應(yīng)潛力等。在市場制度方面，擴(kuò)大綠電交易范圍，助力新能源消納與供應(yīng)結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型；創(chuàng)新激勵(lì)方法與機(jī)制，以市場機(jī)制引導(dǎo)負(fù)荷側(cè)的用電行為，激發(fā)用戶調(diào)節(jié)潛力，集聚工業(yè)、商業(yè)樓宇、充電樁等用戶側(cè)可控負(fù)荷，提高電網(wǎng)可調(diào)控容量占比，提升需求側(cè)響應(yīng)能力。對重點(diǎn)領(lǐng)域、重點(diǎn)用能行業(yè)、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、重點(diǎn)項(xiàng)目等明確碳排放測算方式及標(biāo)準(zhǔn)、從高耗能、高排放項(xiàng)目著手逐步擴(kuò)大監(jiān)管范圍，開展碳排放環(huán)境影響評價(jià)，推動碳排放環(huán)境影響評價(jià)納入環(huán)評體系；探索建立碳積分政策，從重點(diǎn)行業(yè)、企業(yè)逐步向多行業(yè)、企業(yè)、個(gè)人推廣施行。

原標(biāo)題《城市電力碳達(dá)峰發(fā)展路徑和新型電力系統(tǒng)建設(shè)方向研究》，作者：國網(wǎng)浙江杭州供電公司 陳琳 杜一瑋 陳加煒 徐航 中國電力企業(yè)聯(lián)合會電力建設(shè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)咨詢中心 高長征 劉禹含

原標(biāo)題：城市電力碳達(dá)峰發(fā)展路徑和新型電力系統(tǒng)建設(shè)方向研究