碳達峰、碳中和形勢下打造綠色資產和節(jié)能減排路徑探討

陳 義

(國能神福(石獅)發(fā)電有限公司，福建 泉州 362700)

隨著2030年碳達峰和2060年碳中和目標的提出，大型電力能源央企將成為國家“3060”碳目標實現(xiàn)的重要參與者、貢獻者和主力軍[1]。2021年極端天氣氣候的變化導致大型風電基地來風偏少，水電站枯水季節(jié)變長，再次證實了中長期來看，煤電仍是發(fā)電行業(yè)的主力軍和集團公司的主營業(yè)務。如何積極為“碳達峰”和“碳中和”做出貢獻、如何利用新技術實現(xiàn)節(jié)能減排是煤電企業(yè)亟需思考規(guī)劃的課題。

1 綠色資產現(xiàn)狀及未來需求分析

1.1 綠色資產單一且產量遠遠不足

國家能源集團“十三五”期間，電力裝機由21 352萬千瓦增長至25 236萬千瓦，增幅達18.19%，其中清潔可再生能源裝機占比由21.7%提高到24.7%，發(fā)電量占比由12.1%提高到16.3%。風電裝機由2 883萬千瓦增長至4 145萬千瓦，規(guī)模保持全球首位；水電新增裝機252萬千瓦。按照國家最新發(fā)布的《2019年度減排項目中國區(qū)域電網(wǎng)基準線排放因子》估算，2020年度集團公司清潔可再生能源對應的理論減排量約為0.6億t CO2，而理論減排量中僅有部分滿足相關減排機制下審定核證規(guī)則和要求，可作為合格的減排量用于集團碳中和。國家能源集團火電裝機和風電裝機均位居全國第一，總排放量約占全國初期碳市場的1/6，CCER年減排量約千萬噸。

國家能源集團主營業(yè)務為電力，發(fā)電裝機結構主要為煤電、燃機發(fā)電、水電、風電和光伏發(fā)電，部分風電和光伏發(fā)電已開發(fā)為CCER和清潔發(fā)展機制項目(CDM)，內無其他類型碳中和產品儲備，用于碳中和產品即綠色資產類型極為單一。

1.2 中長期發(fā)展對綠色資產需求巨大

我國大部分企業(yè)碳達峰目標均被設定在未來10年內，全社會碳排放量也將在未來5～10年呈井噴式飛漲。在經(jīng)濟技術可行的碳中和硬技術(如儲能技術、碳儲存與封存技術)研發(fā)出來之前，碳達峰的峰值有多高，全社會包括國家能源集團對綠色資產的需求就有多高。基于五大電力集團大部分承諾在2025年碳達峰的目標設定，火電機組排放量將在十四五期間達到最高值。按目前火電產業(yè)碳排放量估算，火電產業(yè)對綠色資產的需求缺口達到數(shù)萬億噸以上。

2 豐富綠色資產種類和數(shù)量的重要意義

2.1 綠色資產給予排放權，是維護發(fā)展權

由于調整能源結構、經(jīng)濟結構及研發(fā)減碳、固碳技術等均需要相當長的一段時間，高耗能火電仍將在中短期內肩負社會生產生活能源供應的重任，也就是，火電的排放權代表了集團乃至整個社會高速發(fā)展權。在2030年碳達峰和2060年碳中和倒逼機制的強力督促下，火電的生存面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。火電排放權是火電的生存權，而面對肩負發(fā)展重任和控制排放的兩難抉擇，豐富擴大火電產業(yè)的綠色資產是短期內給予火電排放權唯一有效的途徑，既是未來10余年內平衡發(fā)展和氣候變化的中和之舉，也是火電產業(yè)遠期可持續(xù)綠色低碳發(fā)展的必然選擇。

2.2 豐富綠色資產是為碳中和搶占市場先機

基于以上對綠色資產需求的分析，全社會對綠色資產必然出現(xiàn)爭奪，將導致綠色資產成為稀缺的緊俏資源。在減碳技術未有實質性突破之時，在火電廠也還未實現(xiàn)飛躍式能源結構調整之前，未來較長的一段時間內必將對綠色資產保持極大的需求量，因此在十四五期間，不僅要完成碳達峰目標，還需提前布局綠色資產的納入和抵消機制，搶占綠色資產獲取市場先機，不斷探索和拓寬綠色資產類型和數(shù)量，為十四五期間中長期碳中和目標的實現(xiàn)打下扎實的戰(zhàn)略儲備基礎。

3 探索綠色資產范圍，豐富綠色資產品種

3.1 綠色資產分類

碳中和是指在一定時間內，所屬直接或間接產生的溫室氣體排放量和所獲得的減排量對等，相互抵消。而電力產業(yè)的綠色資產既包括所獲得的溫室氣體減排量，也包括所獲得的溫室氣體排放權。目前，國家并未對電力產業(yè)的綠色資產范圍進行明確規(guī)定，僅有針對常規(guī)大型活動和其他非大型活動公布的碳中和實施指南，其中規(guī)定用于碳中和的溫室氣體減排量包括：全國或區(qū)域碳排放權交易體系的碳配額，CCER“核證自愿減排量”，經(jīng)省級及以上生態(tài)環(huán)境主管部門批準、備案或者認可的碳普惠項目產生的減排量，經(jīng)聯(lián)合國清潔發(fā)展機制(CDM)或其他減排機制確認的中國項目溫室氣體減排量，新建林業(yè)項目碳匯量。因此綠色資產至少可包括以上5種，但應進一步拓展綠色資產范圍。從綠色資產定義來看，所有能夠減少溫室氣體排放的行為活動產生的減排量及有助于增加排放權的均應納入綠色資產范圍。

需識別和梳理有利于減少溫室氣體排放的行為活動，包括調整能源結構、節(jié)能技改、實施低碳技術和設備、碳普惠活動、植樹造林、儲能技術、碳儲存與封存技術(CCS)、綠色供應鏈活動、綠色建筑、購買綠色電力證書、可再生能源消納活動等。增加排放權的行為活動至少包括全國碳排放權交易市場發(fā)放的配額、用能權市場發(fā)放的用能權指標、排污權交易市場發(fā)放的排污量指標。

根據(jù)以上活動行為將綠色資產分為清潔能源減排量、節(jié)能量、碳匯量、碳普惠量、可再生能源消納量、配額量、用能權指標、排污權指標。清潔能源減排量又分為CDM機制下的CER、CCER、自愿減排機制下的VER、黃金標準GS-VER、中國綠證量、國際綠證量等。節(jié)能量是指通過節(jié)能技改、低碳技術和設備、綠色供應鏈、綠色建筑等實現(xiàn)的化石能源消耗減少量。碳匯是從大氣中清除二氧化碳等溫室氣體的過程、活動或機制，分為自然碳匯和人工碳匯，自然碳匯量主要是通過植樹造林的方式形成的林業(yè)碳匯量，還包括通過海洋生物固定下來的海洋碳匯量，人工碳匯量是指通過碳儲存、封存技術(CCS)固定封存下來的溫室氣體量。

3.2 提前布局，開發(fā)豐富綠色資產

綠色資產的獲取途徑包括電力集團自身產生的和從外部購買的。目前已投產風電和光伏發(fā)電負荷及發(fā)電量不足，十四五期間在做好優(yōu)存量、增存量價值、拓清潔能源發(fā)電占比的同時，急需將清潔能源存量和增量開發(fā)轉化為經(jīng)備案的減排機制下的減排量。目前全國碳排放權交易市場規(guī)定納入交易的產品主要包括配額和CCER，所以可將風電和光伏發(fā)電大力開發(fā)備案為CCER項目，CCER減排量是較保險可行的產品方式。

在首選中國碳市場及國際碳市場比較成熟和公認的減排產品的基礎上，以上所述其他綠色資產產品基本都有較為嚴謹完整的申報、審定、核證或核查、簽發(fā)或備案程序，均應作為電力集團綠色資產儲備的強大碳庫。

另外，對綠色資產進行大量儲備的“碳庫”形式建議與先進的IT技術結合，將各類綠色資產的開發(fā)及數(shù)據(jù)嵌套入信息化平臺，采用信息化手段展現(xiàn)動態(tài)的綠色資產“碳庫”變化，從而達到及時快速的分析決策作用。

4 充分挖掘火電機組節(jié)能減排潛力

4.1 通過智能數(shù)字化建設實現(xiàn)節(jié)能

目前化石能源發(fā)電機組各項效率接近發(fā)展瓶頸，通過“智慧化、數(shù)字化電廠”建設，依托智能DCS、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)運算等自主可控的智能控制策略和信息處理手段，以集成先進可靠成熟技術的應用創(chuàng)新為主，以探索研究領先技術的原始創(chuàng)新為輔，以提高生產效益為導向，充分挖掘利用機組現(xiàn)有各種設備信息、數(shù)據(jù)，把化石能源發(fā)電機組生產、經(jīng)營、管理行為數(shù)字化、信息化、標準化、智能化，實現(xiàn)更加安全、可靠、經(jīng)濟、環(huán)保的生產目標，達到“智能監(jiān)控、自主運行、無人干預、少人值守”的現(xiàn)代化智能電廠運行水平。

要利用人工智能技術，融合電力專家多年的經(jīng)驗，通過持續(xù)學習歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，產生具有價值的洞察。研發(fā)具備設備預警、設備診斷、能耗分析、自動品質評估、燃料分析、負荷優(yōu)化、技術監(jiān)控和以可靠性為中心的檢修等功能模塊，幫助電廠降低煤耗，提高設備可靠性，在滿足環(huán)保要求的同時兼顧經(jīng)濟效益，實現(xiàn)“智慧機組、數(shù)字電廠”目標。

將其他行業(yè)成熟的可大范圍推廣實踐技術轉化、引進、消化、吸收、再創(chuàng)新，是實現(xiàn)發(fā)電企業(yè)進一步提高節(jié)能效率的快速有效途徑。

4.2 跟蹤實踐CCUS技術實現(xiàn)減排

碳捕集、利用與封存(carbon capture, utilizationand storage，CCUS)是在碳捕獲與封存(CCS)技術基礎上發(fā)展起來的新技術，它把捕集到的CO2進行提純，繼而投入新的生產過程中，實現(xiàn)循環(huán)再利用，并產生一定的經(jīng)濟效益。CCUS技術可以捕集發(fā)電和工業(yè)過程中使用化石燃料所產生的多達90%的CO2，防止CO2進入大氣，而當前尚無其他成熟技術可以達到如此之高的脫碳水平。CCUS在我國的發(fā)展從2000年后正式啟程，被認為是解決我國以煤為主能源體系低碳化發(fā)展的重要戰(zhàn)略性技術之一。經(jīng)過近20年的發(fā)展，我國已初步形成了CCUS發(fā)展的技術體系[2]。

發(fā)電企業(yè)CO2捕集技術可以分為燃燒前捕集技術、燃燒后捕集技術和富氧燃燒技術。捕集后的CO2需要有效加以利用。CO2的利用技術多種多樣，主要可分為化學利用、地質利用、生物利用3類。據(jù)統(tǒng)計，如果我國每年能夠將10%的燃煤電廠改造為部署有CO2捕集裝置的燃煤電廠，則每年可減排CO2約3.5億噸，這對于我國完成CO2減排目標具有重大意義。因此，具有大規(guī)模減排潛力的CCUS技術是電力產業(yè)未來減少二氧化碳排放、保障能源安全、構建生態(tài)文明和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

4.3 火電機組節(jié)能減排路徑探討

為實現(xiàn)火電廠業(yè)“十四五”規(guī)劃，服務“碳達峰”“碳中和”，推進低碳綠色發(fā)展，可采取以下節(jié)能減排路徑。一是加快化石能源發(fā)電機組智能數(shù)字化建設，大范圍推廣先進可靠成熟技術，鼓勵前沿引領技術應用轉化，實現(xiàn)發(fā)電企業(yè)進一步提高節(jié)能效率。二是緊密跟蹤CCUS技術的發(fā)展，作為長期發(fā)展技術儲備，積極探索實踐，重點建設示范工程，爭做CCUS技術領頭兵。三是積極參與碳交易相關技術研究，通過碳交易市場獲得碳減排效益，實現(xiàn)降成本增效益。

5 結語

碳中和目標是一個綜合性指標，根本在于采用能源結構調整、經(jīng)濟結構調整、節(jié)能/能效提高、脫碳技術等一系列固碳、減碳、零碳、負碳等措施[3]，協(xié)同利用全國碳排放權市場、用能權市場、排污權市場、綠證市場和可再生能源消納機制等，研究和開發(fā)各類型綠色資產產品，做好電力產業(yè)十四五期間綠色資產的大范圍布局和納入工作，如此，才能促進整體碳中和目標的實現(xiàn)。通過“智慧機組、數(shù)字電廠”建設和“CCUS”技術實踐，可以實現(xiàn)煤電機組的深度節(jié)能減排，建立碳減排-碳捕捉-碳轉化-碳交易的結構性發(fā)展路線。電力產業(yè)在實現(xiàn) “3060”碳目標的進程中，既要安全穩(wěn)定保民生，又要研究創(chuàng)新做引領，爭取成為美麗中國建設的領軍企業(yè)，為偉大祖國實現(xiàn)社會主義強國提供不竭的能源動力保障。