劉志坦 李玉剛 楊光俊 王文飛

國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院有限公司

0 引言

2020年9月22日習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論發(fā)言時(shí)，首次提出我國(guó)力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)（以下簡(jiǎn)稱“30·60目標(biāo)”），既為我國(guó)未來(lái)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展和建設(shè)美麗中國(guó)之路明確了目標(biāo)和路徑，也彰顯了我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的堅(jiān)定決心和大國(guó)擔(dān)當(dāng)。作為低碳清潔能源，天然氣將在轉(zhuǎn)型發(fā)展中發(fā)揮更為重要的作用。天然氣發(fā)電作為天然氣利用的重要途徑之一，在低碳轉(zhuǎn)型背景下如何應(yīng)對(duì)？是否可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展？

為此，筆者基于我國(guó)碳排放和氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)氣電產(chǎn)業(yè)的碳排放特征規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)分析，對(duì)比了同樣場(chǎng)景下煤電的碳排放現(xiàn)狀，提出了協(xié)同減排的觀點(diǎn)，進(jìn)而提出了在能源低碳轉(zhuǎn)型背景下的氣電發(fā)展路徑建議。

1 我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)碳排放現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1.1 電力產(chǎn)業(yè)碳排放現(xiàn)狀

2016年《巴黎協(xié)定》的簽訂和快速生效，意味著減少溫室氣體排放開(kāi)始由科學(xué)共識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槿蛐袆?dòng)。在多種因素和全球社會(huì)多種力量的共同推動(dòng)下，全球能源生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)和方式正在發(fā)生重大變化，低碳化、清潔化發(fā)展成為當(dāng)前最明確的趨勢(shì)，應(yīng)對(duì)氣候變化已不再是局限于環(huán)境領(lǐng)域的科學(xué)問(wèn)題，更是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展繼續(xù)面臨的重要挑戰(zhàn)。

我國(guó)積極響應(yīng)全球氣候變化，也采取了一系列積極有效的措施。2009年提出到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放量相比2005年下降40%～45%，并于2015年進(jìn)一步提出在2030年左右CO2排放量達(dá)到峰值并爭(zhēng)取盡早達(dá)峰，2030年碳排放強(qiáng)度比2005年下降60%～65%。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)2019年碳排放強(qiáng)度相比2005年下降了48.1%，提前超額實(shí)現(xiàn)2020年目標(biāo)。

但由于我國(guó)能源消費(fèi)長(zhǎng)期過(guò)度依賴煤炭，碳排放持續(xù)攀升。2019年我國(guó)能源消費(fèi)總量為48.6×108t標(biāo)準(zhǔn)煤，相比1980年增長(zhǎng)約706%[1]。其中煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的57.7%，遠(yuǎn)高于世界平均水平（27%）。據(jù)《BP 世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，2019 年我國(guó)化石能源燃燒產(chǎn)生的CO2排放量約98×108t，超過(guò)全球CO2總排放量的1/4，其中，電力行業(yè)CO2排放量約占全國(guó)CO2總排放量的40%。

我國(guó)電力行業(yè)積極應(yīng)對(duì)氣候變化，持續(xù)提高可再生能源發(fā)電比重，不斷優(yōu)化煤電機(jī)組結(jié)構(gòu)，碳排放強(qiáng)度持續(xù)改善。2019年我國(guó)單位火電發(fā)電量CO2排放績(jī)效值為838 g/(kW·h)，比2005年下降了20.0%，如圖1所示[2]。

由于通過(guò)技術(shù)進(jìn)步進(jìn)一步降低煤電機(jī)組碳排放的空間有限，未來(lái)我國(guó)電力行業(yè)若要提前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)，必須調(diào)整一次能源結(jié)構(gòu)，降低煤炭在一次能源消費(fèi)中的占比并嚴(yán)控煤電增量，才能從根本上解決問(wèn)題。

1.2 我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)溫室氣體減排政策趨勢(shì)

2011年10月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱發(fā)改委）印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作的通知》，批準(zhǔn)北京、上海、天津、重慶、湖北、廣東和深圳等七省市開(kāi)展碳交易試點(diǎn)工作。2013—2014年，上述七個(gè)碳交易試點(diǎn)陸續(xù)啟動(dòng)。2016年福建全面啟動(dòng)碳排放交易市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)試點(diǎn)區(qū)地區(qū)的火力發(fā)電企業(yè)均被納入碳交易。截至2020年底，七省市試點(diǎn)碳排放交易運(yùn)行平穩(wěn)，碳配額現(xiàn)貨累計(jì)交易量達(dá)到3.4×108t，累計(jì)成交金額約70億人民幣，其中廣東、湖北、深圳的配額限額累計(jì)成交量居前三名。多數(shù)試點(diǎn)碳市場(chǎng)配額的成交價(jià)介于20～30元/t，北京試點(diǎn)碳市場(chǎng)成交價(jià)格介于40～50元/t，位居碳市場(chǎng)首位。

2016年10月27日，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》，提出加快推進(jìn)綠色低碳發(fā)展，確保完成“十三五”規(guī)劃綱要確定的低碳發(fā)展目標(biāo)任務(wù)，推動(dòng)我國(guó)CO2排放量在2030年左右達(dá)到峰值并爭(zhēng)取盡早達(dá)峰。同時(shí)方案中對(duì)大型發(fā)電集團(tuán)也提出明確目標(biāo)，即2020年單位供電CO2排放量控制在550 g/(kW·h)以內(nèi)[3]。2017年發(fā)改委印發(fā)《全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)建設(shè)方案（發(fā)電行業(yè)）》，以部署全國(guó)碳市場(chǎng)建設(shè)任務(wù)，要求以“穩(wěn)中求進(jìn)”為總基調(diào)，以發(fā)電行業(yè)為突破口，分階段、有步驟地建立歸屬清晰、保護(hù)嚴(yán)格、流轉(zhuǎn)順暢、監(jiān)管有效、公開(kāi)透明的全國(guó)碳市場(chǎng)。

“30·60目標(biāo)”提出后不久，2020年12月31日生態(tài)環(huán)境部公布《碳排放權(quán)交易管理辦法（試行）》（以下簡(jiǎn)稱《管理辦法》），并印發(fā)配套的配額分配方案和重點(diǎn)排放單位名單[4]。從2021年1月1日起，全國(guó)碳市場(chǎng)首個(gè)履約周期正式啟動(dòng)，首個(gè)履約周期截至2021年12月31日，涉及2 225家發(fā)電行業(yè)的重點(diǎn)排放單位。修訂印發(fā)的《管理辦法》進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)溫室氣體排放的控制和管理，在“30·60目標(biāo)”新形勢(shì)下為加快推進(jìn)全國(guó)碳市場(chǎng)建設(shè)提供了更加有力的法制保障。配套的配額分配方案明確了納入配額管理的發(fā)電行業(yè)重點(diǎn)排放單位名單，首次從國(guó)家層面將溫室氣體排放控制責(zé)任壓實(shí)到企業(yè)，通過(guò)市場(chǎng)倒逼機(jī)制，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級(jí)，激發(fā)企業(yè)的減排動(dòng)力，對(duì)實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展具有重大意義?！豆芾磙k法》的出臺(tái)，也是落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于溫室氣體減排系列講話的具體舉措。

1.3 氣電產(chǎn)業(yè)碳排放現(xiàn)狀

隨著我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和資源環(huán)境約束日益加劇，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)逐步發(fā)展壯大，截至2020年底我國(guó)氣電裝機(jī)容量達(dá)9 802×104kW，“十三五”期間年均增長(zhǎng)9.69%，在我國(guó)能源體系和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式向綠色低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程中發(fā)揮著愈來(lái)愈重要的作用[5-6]。2020年我國(guó)氣電發(fā)電量為2 485×108kW·h[7]，按《管理辦法》中燃?xì)鈾C(jī)組碳排放（本文均指CO2排放）基準(zhǔn)值0.392 t/(MW·h)推算，年度CO2排放量為9 741×104t，約占電力行業(yè)CO2排放量的2.48%。

2 氣電產(chǎn)業(yè)碳排放競(jìng)爭(zhēng)力分析

作為兩種最為成熟的火力發(fā)電形式，煤電和氣電都發(fā)揮著重要的能源供應(yīng)保障作用。由于資源稟賦的差異，長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)火力發(fā)電中煤電占據(jù)主導(dǎo)地位，氣電因經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題使得其低碳環(huán)保優(yōu)勢(shì)和靈活性電源的價(jià)值受到抑制。但隨著低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程的加快，氣電與煤電的競(jìng)合關(guān)系也將發(fā)生一些變化。

2.1 氣電與煤電碳排放對(duì)比

對(duì)煤電和氣電在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的碳排放情況進(jìn)行定量對(duì)比分析。以GE公司6F.03、9F.03和9HA.01這3種目前主流型號(hào)燃?xì)鈾C(jī)組為例，天然氣的低位熱值取32.74 MJ/m3，密度為0.708 3 kg/m3（選擇陜甘寧天然氣），考慮碳氧化率缺省值為99%。

2.1.1 氣電機(jī)組碳排放強(qiáng)度分析

2.1.1.1 純凝發(fā)電機(jī)組

“一拖一”聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在額定負(fù)荷純凝工況下發(fā)電碳排放強(qiáng)度如表1所示。從表1可以看出，機(jī)組效率越高，碳排放強(qiáng)度越低，且三種機(jī)組碳排放強(qiáng)度均低于《管理辦法》中燃?xì)鈾C(jī)組碳排放基準(zhǔn)值。

表1 GE三種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組純凝工況的碳排放強(qiáng)度對(duì)比表

2.1.1.2 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組

現(xiàn)實(shí)運(yùn)行中，部分燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組采用“以熱定電”方式運(yùn)行。對(duì)于抽凝機(jī)組，供熱抽汽量可根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)整，供熱量與發(fā)電量沒(méi)有強(qiáng)耦合關(guān)系。在負(fù)荷率不變的情況下，綜合發(fā)電量的碳排放強(qiáng)度與熱電比存在一定關(guān)系，以6F.03“一拖一”聯(lián)合循環(huán)機(jī)組基本負(fù)荷為例，60%熱電比情況下單位綜合發(fā)電量的碳碳排放強(qiáng)度低于40%熱電比情況（表2）。

表2 6F.03聯(lián)合循環(huán)抽凝機(jī)組基本負(fù)荷下三種供熱工況的碳排放強(qiáng)度對(duì)比表

實(shí)際運(yùn)行中，為在經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)和技術(shù)可行性之間尋找平衡點(diǎn)，抽凝機(jī)組的實(shí)際發(fā)電量和供熱量（熱電比）受到電網(wǎng)調(diào)度、熱負(fù)荷變化、電價(jià)熱價(jià)氣價(jià)變化、天然氣供應(yīng)情況、機(jī)組性能等因素的影響，難以保證供熱量變化情況下負(fù)荷率不變，因此碳排放強(qiáng)度比較還需具體情況具體分析。

而對(duì)于背壓機(jī)組，供熱量越少，發(fā)電量就越低，機(jī)組負(fù)荷率就越低，從而碳排放強(qiáng)度就越高，以6F.03“一拖一”聯(lián)合循環(huán)機(jī)組為例（表3），供熱量在86 t/h時(shí)，燃機(jī)負(fù)荷率更低，為40%，單位綜合發(fā)電量的碳排放強(qiáng)度更高，為333.82 g/(kW·h)。因此在“以熱定電”條件下運(yùn)行，供熱量較低的背壓機(jī)組碳排放強(qiáng)度將受到影響。

表3 6F.03聯(lián)合循環(huán)背壓機(jī)組三種負(fù)荷率下的碳排放強(qiáng)度對(duì)比表

2.1.2 氣電機(jī)組與煤電機(jī)組碳排放強(qiáng)度對(duì)比

目前我國(guó)氣電主要承擔(dān)供熱和調(diào)峰作用，因此筆者主要就氣電供熱和調(diào)峰兩種類型的機(jī)組與容量相近煤電機(jī)組進(jìn)行碳排放量的對(duì)比。

氣電供熱主要通過(guò)燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)方式在北方地區(qū)采暖供熱，以及為有工業(yè)用蒸汽需求的企業(yè)或園區(qū)提供不同壓力等級(jí)的工業(yè)蒸汽。燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)通過(guò)替代分散煤和小煤電可以極大地改善環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)區(qū)域能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展，同時(shí)還具有明顯的CO2減排效果。表4為兩種主要供熱（工業(yè)和民用）類型的氣電機(jī)組與煤電機(jī)組碳排放強(qiáng)度比較。由于難以確保燃機(jī)與煤機(jī)裝機(jī)選型完全一致且難以保證同樣的熱電比下機(jī)組負(fù)荷率一致，因此在估算煤電碳排放時(shí)，只能基于燃煤熱電聯(lián)供的碳配額基準(zhǔn)進(jìn)行燃煤機(jī)組的碳排放速率估算。表5為抽凝機(jī)三種情景下的碳排放強(qiáng)度對(duì)比。

表5 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組三種情景下的CO2減排總量對(duì)比表

由表4、5可知，無(wú)論氣電還是煤電機(jī)組，機(jī)組容量越大，熱電比越高，其單位綜合發(fā)電量的碳排放強(qiáng)度越低。同樣供熱能力的氣電機(jī)組相比燃煤機(jī)組，其碳排放強(qiáng)度具有明顯優(yōu)勢(shì)，碳排放量?jī)H約燃煤機(jī)組的40%。

表4 不同供熱情景下氣電、煤電機(jī)組碳排放強(qiáng)度對(duì)比表

隨著波動(dòng)性、隨機(jī)性和間歇性特征明顯的風(fēng)電、光伏等新能源的快速發(fā)展，其在電網(wǎng)中比重愈來(lái)愈高，電網(wǎng)對(duì)于靈活性電源的需求亦愈來(lái)愈迫切，正常情況下，電網(wǎng)應(yīng)配置約15%的靈活性電源，否則可再生能源的發(fā)展將受到一定程度的抑制。而目前我國(guó)靈活性電源比重僅為6%，主要是抽水蓄能、氣電和少量具有調(diào)節(jié)能力的水電。燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組與完成靈活性改造的煤電機(jī)組都可以作為電網(wǎng)靈活性電源[8]。表6為氣電、煤電兩類靈活性電源碳減排總量的對(duì)比。為便于分析，筆者選擇經(jīng)過(guò)靈活性改造的600 MW煤機(jī)和GE 9E.03“一拖一”聯(lián)合循環(huán)機(jī)組作為調(diào)峰電源，對(duì)比分析碳排放強(qiáng)度。由表6可知，燃?xì)庹{(diào)峰機(jī)組的碳排放總量?jī)H為經(jīng)過(guò)靈活性改造的燃煤機(jī)組的42%，碳排放優(yōu)勢(shì)明顯。

表6 兩類靈活性機(jī)組的碳排放總量對(duì)比表

通過(guò)以上分析可知，無(wú)論是供熱還是調(diào)峰情景，氣電在碳排放方面減排優(yōu)勢(shì)明顯。相較于煤電，發(fā)展氣電不僅具有明顯直接減排的效益，而且可以促進(jìn)風(fēng)電、光伏等可再生能源的發(fā)展，具有顯著的間接減排效益。而且隨著碳配額市場(chǎng)交易以及電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的深入和完善，氣電的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性相對(duì)于煤電而言也將得到改善。

2.2 “30·60目標(biāo)”目標(biāo)對(duì)氣電產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的影響

通過(guò)前述分析可以看出，與煤電相比，氣電在低碳轉(zhuǎn)型背景下減排優(yōu)勢(shì)明顯[9-10]。在這一背景下，隨著碳配額市場(chǎng)交易以及電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的深入和完善，其運(yùn)行性經(jīng)濟(jì)性不佳的短板將得到一定程度的改善。例如，以某2×450 MW燃?xì)庹{(diào)峰電站為例，其實(shí)際碳排放基準(zhǔn)值按0.342 t/(MW·h)推算，與《管理辦法》中燃?xì)鈾C(jī)組碳排放基準(zhǔn)值0.392 t/(MW·h)有0.05 t/(MW·h)的空間，按年利用小時(shí)數(shù)3 500 h計(jì)算，其每年可用于交易的碳配額為15.75×104t。若碳交易價(jià)格為30元/t，其年收益為472.5萬(wàn)元；若碳交易價(jià)格為80元/t，其年收益為1 260萬(wàn)元。因此氣電在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型進(jìn)程中應(yīng)充分發(fā)揮其低碳優(yōu)勢(shì)，在實(shí)現(xiàn)直接減排和間接減排雙重效益的同時(shí)改善其經(jīng)營(yíng)狀況。

從內(nèi)部條件、外部環(huán)境、企業(yè)戰(zhàn)略選擇3個(gè)方面進(jìn)行“30·60目標(biāo)”背景下的SWOT分析，較之于煤電，氣電的SWOT對(duì)比分析結(jié)果見(jiàn)圖2。

3 “30·60目標(biāo)”背景下氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑

“30·60目標(biāo)”的提出既是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)未來(lái)數(shù)十年的發(fā)展方向，也是未來(lái)電力行業(yè)，特別是發(fā)電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要約束條件。未來(lái)電力行業(yè)將按近期（2030年前）碳達(dá)峰、中期（2030—2050年）碳下降、遠(yuǎn)期（2050年后）碳中和3個(gè)階段來(lái)規(guī)劃“30·60目標(biāo)”實(shí)現(xiàn)的路徑。由于目前通過(guò)節(jié)能等技術(shù)降碳空間有限以及CCUS技術(shù)短期內(nèi)還不具備商業(yè)化運(yùn)行條件，因此能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型是電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的主要路徑，一方面要不斷壓減化石能源的消費(fèi)總量，在電力行業(yè)主要是降低煤炭消費(fèi)總量；同時(shí)要加快新能源的發(fā)展，大力發(fā)展光伏、風(fēng)電等新能源。而在上述兩種場(chǎng)景和路徑中，氣電均可以發(fā)揮其低碳高效靈活和技術(shù)成熟的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)電力行業(yè)加快低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程。

3.1 影響電力行業(yè)“30·60目標(biāo)”實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的因素

3.1.1 存量煤電是影響進(jìn)程的基礎(chǔ)性因素

由于我國(guó)資源稟賦條件，長(zhǎng)期以來(lái)煤電在我國(guó)電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)中處于主導(dǎo)地位，是基礎(chǔ)電源。截至2020年底，我國(guó)在運(yùn)煤電機(jī)組107 992×104kW，占全部裝機(jī)容量的49.07%，首次降至50%以下，但發(fā)電量依舊超過(guò)60%。預(yù)計(jì)“十四五”期間煤電裝機(jī)規(guī)模（預(yù)計(jì)約11.5×108kW）和發(fā)電量均將達(dá)峰。煤電在我國(guó)低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程中是重要的約束性因素和基礎(chǔ)條件，現(xiàn)有煤電機(jī)組的壽命是決定碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一。

我國(guó)2000年及以前投運(yùn)煤電機(jī)組約為2.3×108kW，主要是300 MW及以下煤耗較高的低效亞臨界機(jī)組，此外，這部分機(jī)組還有相當(dāng)比例的是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，這些機(jī)組將于2030年前陸續(xù)達(dá)到設(shè)計(jì)壽命期。為了盡早實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)，這部分機(jī)組應(yīng)該逐步退役或轉(zhuǎn)為電（熱）保安電源，發(fā)揮能源安全穩(wěn)定器作用。一些廠址位于發(fā)達(dá)地區(qū)或具有供氣條件區(qū)域城市周邊且承擔(dān)供熱任務(wù)的機(jī)組應(yīng)優(yōu)先考慮實(shí)行“煤改氣”，以保障能源安全穩(wěn)定供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)。我國(guó)2000—2010年期間投運(yùn)煤電機(jī)組約為4.1×108kW（2010年我國(guó)的煤電裝機(jī)容量為64 661×104kW）[11]，這些機(jī)組將于2040年前陸續(xù)達(dá)到設(shè)計(jì)壽命期，即在碳達(dá)峰后逐步退役。若按3 000 h計(jì)算，此部分煤電退役后年碳減排量約為17×108t，約占現(xiàn)有電力行業(yè)碳排放總量的40%，是碳減排的重點(diǎn)目標(biāo)，也將有力地加快碳中和進(jìn)程。這部分煤電退出后其電量空間可以主要由新能源發(fā)電彌補(bǔ)，其供熱能力和經(jīng)改造后所具備的靈活性電源作用可以由氣電和其他供熱技術(shù)替代。2040年后預(yù)計(jì)我國(guó)剩余煤電裝機(jī)容量約為5.1×108kW，這部分機(jī)組大部分將成為電網(wǎng)保安電源，其發(fā)電利用小時(shí)數(shù)和發(fā)電量將大大降低，為新能源的發(fā)展提供更大的電量空間。

3.1.2 影響進(jìn)程的其他因素

3.1.2.1 政府的態(tài)度和政策

政府的態(tài)度和政策是促進(jìn)電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的重要推動(dòng)力。自提出“30·60目標(biāo)”后，除中央有關(guān)部門出臺(tái)《管理辦法》等制度外，各地政府也紛紛抓住“十四五”規(guī)劃的編制契機(jī)，因地制宜地提出響應(yīng)措施，提出碳達(dá)峰規(guī)劃。例如《浙江省煤炭石油天然氣發(fā)展“十四五”規(guī)劃》（征求意見(jiàn)稿）中明確提出：“在保障全省煤炭石油天然氣安全平穩(wěn)供應(yīng)的基礎(chǔ)上，積極落實(shí)碳達(dá)峰行動(dòng)。要持續(xù)提高天然氣利用水平，大幅增加氣電發(fā)電利用小時(shí)數(shù)”[12]。由于我國(guó)各地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同、能源結(jié)構(gòu)存在差異，因此實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的時(shí)間和路徑也存在一定差異。

3.1.2.2 經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的力度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整快慢決定了電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。我國(guó)電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)中第二產(chǎn)業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位，2019年第二產(chǎn)業(yè)用電量占全社會(huì)用電量的68.4%。當(dāng)前我國(guó)重化工業(yè)和高耗能產(chǎn)業(yè)仍然占據(jù)重要比重，這是我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的同時(shí)與實(shí)現(xiàn)“30·60目標(biāo)”必須解決的核心矛盾。因此必須堅(jiān)持節(jié)能優(yōu)先方針，抑制不合理能源消費(fèi)，推動(dòng)能源消費(fèi)革命，才能逐步實(shí)現(xiàn)低碳綠色生產(chǎn)，加快電力行業(yè)“30·60目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)。

3.1.2.3 科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步

科技創(chuàng)新的投入和技術(shù)進(jìn)步的速度是決定電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有賴于CCUS技術(shù)的規(guī)模應(yīng)用，但就實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的時(shí)間而言，目前CCUS技術(shù)發(fā)展階段離大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用仍有較大距離，無(wú)論成本和技術(shù)成熟度均尚未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。因此希望通過(guò)采用CCUS技術(shù)來(lái)保持大規(guī)模煤電應(yīng)用并提前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)是不現(xiàn)實(shí)的，必須逐步降低煤電裝機(jī)容量和發(fā)電量。可以預(yù)期待CCUS技術(shù)成熟后，可能用于少量的氣電碳減排場(chǎng)景。儲(chǔ)能技術(shù)是平抑可再生能源波動(dòng)性的最佳配套技術(shù)，其技術(shù)成熟度和可接受成本是新能源大規(guī)模發(fā)展的重要支撐。因此儲(chǔ)能技術(shù)的成熟發(fā)展將逐步降低電網(wǎng)對(duì)于其他靈活性電源的需求。

3.2 “30·60目標(biāo)”背景下氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑

為早日實(shí)現(xiàn)“30·60目標(biāo)”，積極發(fā)展天然氣是我國(guó)建立清潔高效、綠色低碳、安全經(jīng)濟(jì)能源體系的重要途徑和必然選擇。預(yù)計(jì)在碳達(dá)峰之前，我國(guó)天然氣消費(fèi)量將穩(wěn)步增加并將在2035年左右達(dá)峰。屆時(shí)年消費(fèi)量預(yù)計(jì)在6 500×108m3[13]，此后天然氣消費(fèi)量將在一定時(shí)期內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定。2050年后天然氣消費(fèi)量將逐步下降。

氣電是天然氣利用的主要方向之一，也是未來(lái)天然氣增量部分主要消費(fèi)途徑，規(guī)?；l(fā)展氣電是天然氣產(chǎn)業(yè)成熟發(fā)展的關(guān)鍵因素[14-15]。與天然氣發(fā)展趨勢(shì)基本一致，在2035年前氣電裝機(jī)規(guī)模將持續(xù)穩(wěn)步增加。2020年我國(guó)氣電裝機(jī)容量為9 802×104kW，同比增長(zhǎng)8.6%，按此增速推算，預(yù)計(jì)2035年氣電裝機(jī)容量約為3.3×108kW，并保持相當(dāng)一段時(shí)間的穩(wěn)定期，預(yù)計(jì)到2050年氣電裝機(jī)容量將逐步下降?；谏鲜龇治?，表7匯總了氣電在“30·60目標(biāo)”實(shí)現(xiàn)進(jìn)程中氣電的作用和定位。

表7 “30·60目標(biāo)”實(shí)現(xiàn)進(jìn)程中氣電的作用和定位表

為實(shí)現(xiàn)氣電“30·60目標(biāo)”實(shí)現(xiàn)進(jìn)程中的作用和定位，充分發(fā)揮其協(xié)同減排效益，建議氣電產(chǎn)業(yè)在低碳背景下的發(fā)展路徑如圖3所示。

3.2.1 橫向融合發(fā)展

即氣電與煤電、風(fēng)電、光伏、氫能等能源形式橫向融合，實(shí)現(xiàn)氣電產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展[16-17]。

碳達(dá)峰前可以重點(diǎn)實(shí)施氣電與煤電融合，即在現(xiàn)有煤電廠同址擴(kuò)建或改建氣電機(jī)組，可以在降低投資并節(jié)約土地等資源的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮煤電的經(jīng)濟(jì)性和氣電的靈活性與低排放的優(yōu)勢(shì)，建成兼具發(fā)電、供熱和調(diào)峰功能的綜合能源基地，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益、行業(yè)利益和社會(huì)福利的兼顧。此外，在新型產(chǎn)業(yè)園區(qū)和大中城市大型商業(yè)區(qū)，應(yīng)積極發(fā)展天然氣分布式能源，實(shí)現(xiàn)氣、電、冷、熱一體化集成供應(yīng)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展。

碳達(dá)峰前后，可以在新疆、青海、內(nèi)蒙古等天然氣和風(fēng)光資源富集區(qū)配套建設(shè)一批燃?xì)庹{(diào)峰電站，建立協(xié)同配合的氣—風(fēng)互補(bǔ)或氣—光互補(bǔ)發(fā)電形態(tài)，以有效解決目前棄風(fēng)棄光問(wèn)題，提升可再生能源發(fā)電總出力水平和電網(wǎng)運(yùn)行可靠性以及電源外送能力，實(shí)現(xiàn)氣電與可再生能源融合發(fā)展。此外，隨著氫能技術(shù)的不斷進(jìn)步以及成本的逐漸下降，未來(lái)可以建立以氫能為核心的風(fēng)—光—?dú)洹獨(dú)怦詈习l(fā)電的新形式，進(jìn)一步促進(jìn)協(xié)同減排，加快“30·60目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)。

3.2.2 天然氣產(chǎn)業(yè)縱向一體化，與氣電產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展

這是基于我國(guó)目前氣電產(chǎn)業(yè)鏈上下游市場(chǎng)機(jī)制不完善，為降低因上游資源供應(yīng)不確定性和下游市場(chǎng)波動(dòng)性帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)而采取的有效措施。天然氣產(chǎn)業(yè)上中下游相關(guān)各方應(yīng)加強(qiáng)合作，協(xié)同發(fā)展[18]，共建良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，共同促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)定。實(shí)施天然氣產(chǎn)業(yè)縱向一體化可以提升全產(chǎn)業(yè)鏈效率和競(jìng)爭(zhēng)力，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，有助于實(shí)現(xiàn)上下游協(xié)同減排。

3.2.3 通過(guò)體制改革實(shí)現(xiàn)氣電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

氣電產(chǎn)業(yè)涉及的上下游兩個(gè)產(chǎn)業(yè)都處于市場(chǎng)化改革不斷推進(jìn)的進(jìn)程中，只有持續(xù)推動(dòng)上游天然氣和下游電力市場(chǎng)改革，建立公平、開(kāi)放、透明、有序的市場(chǎng)環(huán)境，完善氣電聯(lián)動(dòng)和電力輔助服務(wù)市場(chǎng)化機(jī)制，氣電產(chǎn)業(yè)才能可持續(xù)發(fā)展。此外，碳交易市場(chǎng)的不斷成熟和壯大，也將為氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力的外部發(fā)展環(huán)境。

3.2.4 通過(guò)技術(shù)進(jìn)步實(shí)現(xiàn)氣電產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展

燃?xì)廨啓C(jī)是氣電產(chǎn)業(yè)的核心裝備，也是一個(gè)國(guó)家綜合科技和制造實(shí)力的體現(xiàn)。應(yīng)加大該領(lǐng)域自主創(chuàng)新投入，積極推進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域自主可控技術(shù)的突破[19-20]，進(jìn)一步提升能效水平，既是實(shí)現(xiàn)氣電產(chǎn)業(yè)自主維修從而降低維護(hù)成本的前提，也是實(shí)現(xiàn)氣電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

4 結(jié)論

1）“30·60目標(biāo)”的提出，為我國(guó)未來(lái)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展和建設(shè)美麗我國(guó)之路指明了目標(biāo)和路徑。作為低碳清潔能源，天然氣應(yīng)該在轉(zhuǎn)型發(fā)展中發(fā)揮更為重要的作用。

2）與煤電相比，氣電具有顯著的碳減排優(yōu)勢(shì)，在碳達(dá)峰前后有序發(fā)展燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)具有良好的直接減排效果。作為靈活性電源，氣電對(duì)于可再生能源的發(fā)展具有良好的保障促進(jìn)作用，積極發(fā)展氣電調(diào)峰電站具有良好的協(xié)同減排效果。在我國(guó)低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，氣電具有直接減排和間接減排雙重效應(yīng)，在碳中和前適度提高天然氣和氣電的比重，可以有效發(fā)揮其協(xié)同減排作用，產(chǎn)生協(xié)同減排效益，從而優(yōu)化能源資源配置，爭(zhēng)取社會(huì)福利最大化。

3）為實(shí)現(xiàn)氣電在“30·60目標(biāo)”實(shí)現(xiàn)進(jìn)程中的作用和定位，應(yīng)實(shí)施橫向融合發(fā)展和縱向一體化協(xié)同發(fā)展，同時(shí)還需加快體制改革和技術(shù)進(jìn)步，以實(shí)現(xiàn)氣電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新發(fā)展。