中國儲能網(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 華南理工大學電力學院研究生
“雙碳”目標提出后，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議焦點。2021年12月的中央經(jīng)濟工作會議首次明確提出，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上，圍繞傳統(tǒng)能源退出的爭議有所平息。但業(yè)內仍然存在對碳達峰后傳統(tǒng)電源的發(fā)展趨勢、角色定位認識不清、把握不準的問題。
加州作為美國經(jīng)濟最強州，是美國可再生能源發(fā)展的先鋒，在應對氣候變化和能源轉型方面也走在世界前列。2007年加州能源碳排放量已達到峰值，本文以長期視角，對加州碳達峰前后的社會經(jīng)濟發(fā)展、碳排放量變化、能源消費量變化、電力發(fā)展和電力消費變化特征進行回顧和分析，總結規(guī)律和啟示，為業(yè)內人士提供參考。
01
碳達峰前后經(jīng)濟社會發(fā)展特點
2007年為加州能源碳排放的達峰年。2007年，加州能源碳排放量為4.0億噸，隨后逐步下降，在2012年進入平臺期（見圖1）。2008年的金融危機使加州經(jīng)濟增長放緩，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)來源：美國能源信息署
碳達峰后GDP持續(xù)增長，與碳排放關聯(lián)性不強。2007年加州1.9萬億美元，人均GDP為5.2萬美元。碳達峰后，GDP持續(xù)增長，增速總體上無明顯變化，近30年來年均增長3.8%（見圖2）。即碳達峰前后，加州GDP增速變化與碳達峰進程無明顯關聯(lián)，更多地受經(jīng)濟周期、經(jīng)濟事件影響。
碳達峰時，人口處于低速增長期。碳達峰時，加州的人口約為3625萬，人口增速不到1%。近30年間人口年均增速僅為0.9%，近幾年增速進一步下降（見圖2）。
碳達峰時，加州產(chǎn)業(yè)結構穩(wěn)定，第三產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達。加州是美國乃至全球最具經(jīng)濟活力的地區(qū)，農(nóng)業(yè)、制造業(yè)和服務業(yè)均十分發(fā)達，第三產(chǎn)業(yè)增加值占70%以上。金融地產(chǎn)、文化娛樂、科技研發(fā)及專業(yè)服務是服務業(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)來源：wind
02
碳達峰前后碳排放、能源消費的變化特點
近30年來，碳排放量在峰值附近窄幅波動。能源碳排放量與化石能源消費量及結構相關。目前碳排放量為峰值年的89%，與1990年相當；2007年至今碳排放量年均下降1%。總體上看，近30年碳排放量波動較?。ㄒ妶D3）。未來，碳排放量雖然會有所波動，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)來源：美國能源信息署
能源消費量的歷史峰值年為2006年，30多年來消費量在峰值附近小幅波動。2006年后，能源消費量經(jīng)歷了先下降后又小幅上升過程，目前為峰值的95%，與1998年相當（見圖4）。長遠看，由于可再生能源利用規(guī)模不斷擴大，而化石能源被替代仍有一段較長的過程，能源消費仍存在繼續(xù)增長的可能。
圖4 加州的一次能源消費量變化
數(shù)據(jù)來源：美國能源信息署
碳達峰后，人均能源消費量下降加快。與碳達峰之前比，碳達峰后人均能源消費量降幅較大，從側面反映能源利用效率有所提升。
03
碳達峰前后的電力發(fā)展與消費特點
碳達峰前后，用電量較為平穩(wěn)，歷史峰值年是2008年。加州電力系統(tǒng)運營商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年來用電量年均僅增長0.5%。用電量的歷史峰值出現(xiàn)在2008年（見圖5），負荷峰值年為2007年。
碳達峰后，新能源裝機不斷增大，而其他電源的支撐并未減少。從裝機看，2007年以來新能源裝機快速增長，光伏年均增速高達95%。常規(guī)電源裝機年均下降6%，但外購電量逐年增加，外購電量占全部電量的比例由27%升至32%。總體來看，傳統(tǒng)電源裝機和外購電對電力系統(tǒng)的支撐并未減少（見圖6）。從發(fā)電量看，盡管目前風光發(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%，說明傳統(tǒng)電源和外購電承擔了70%以上發(fā)電任務，仍是電量的主要來源（見圖7）。
圖5 加州用電量變化
圖6 加州電源裝機規(guī)模變化（不含外購電）
圖7 加州電源發(fā)電量變化
04
主要結論
通過對加州碳達峰前后經(jīng)濟發(fā)展、能源電力消費的變化特點分析，可以得出以下結論：
第一，2007年，加州的能源碳排放量達到峰值，在應對氣候變化行動的作用下，未來碳排放量將進入下降通道。能源消費量、用電量的歷史峰值年份與碳排放量峰值基本是同期的，但能源消費量、用電量未來仍有繼續(xù)增長的可能。
第二，碳達峰前后，加州人口進入低速增長期，第三產(chǎn)業(yè)增加值占比達到70%以上；在碳達峰前后，加州GDP增速的變化與碳排放進程無明顯的關聯(lián)，反映出經(jīng)濟增長與碳排放的“脫鉤”程度較高。
第三，加州新能源發(fā)展始于上世紀70年代末期，經(jīng)過40年的發(fā)展新能源發(fā)電的滲透率才接近25%，說明新能源替代傳統(tǒng)能源是緩慢發(fā)展且長期的過程，是多因素作用的結果。
第四，加州新能源裝機增長的同時，其他電源的支撐并未減少。表明波動性新能源發(fā)展離不開其他電源裝機的同步增長和協(xié)同利用。目前，新能源已成為加州短時的主要電力來源，但傳統(tǒng)能源仍是主要的電量來源。這一規(guī)律在新能源發(fā)電占比較高的德國、西班牙等國也有體現(xiàn)。
2030年是我國承諾的碳達峰年。到2030年，我國人均GDP預計為2萬美元，邁入發(fā)達國家門檻，與加州碳達峰時經(jīng)濟發(fā)展水平差距較大；由于我國富煤貧油少氣的基本國情，人口基數(shù)和能源消費體量大，我國碳達峰、碳中和的難度和復雜性要遠高于發(fā)達國家。
目前，我國碳排放量、能源消費量均尚未達峰，新能源滲透率還較低，不能滿足能源消費增量的需求。從目前至碳達峰年份，乃至達峰后的一段時間內，傳統(tǒng)能源仍需發(fā)揮能源供應基礎性保底作用、對新能源出力波動性的調節(jié)作用。
我國在推進雙碳進程中，既要重視借鑒發(fā)達國家的經(jīng)驗，又要立足于國情。建議選取若干具有代表性的國家的案例，進行更廣泛、深入、系統(tǒng)的研究，并結合我國的國情和特點，總結普遍規(guī)律和特殊規(guī)律，把握好我國能源電力轉型的基本原則和方法，走好我國低碳轉型之路。
