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全球电力行业碳强度概况正文

类别:qq搞笑签名 | 点击: | 日期:2020-10-29

北极星售电网讯:随着电力全球终端能源消费的比重不断增长,世界经济的电气化正在将电力转化为未来的“燃料”。同时,电力行业又是全球重要的二氧化碳排放源,因此,为了应对气候变化,电力行业采取措施减少二氧化碳排放量就显得尤为重要。

(来源:微信公众号“能源研究俱乐部”ID:nyqbyj 作者:杨永明)

全球电力行业碳强度,即单位电量的二氧化碳排放量,自2013年以来有序地降低,但不同国家的情况相去甚远,这主要是由各国不同的经济和技术发展环境下电力生产结构的特点所致。

一全球电力行业碳强度

在全球经济电气化发展趋势下,碳正在发生跨行业的流动,致使电力行业碳负荷和碳排放增加。以碳从交通行业向电力行业的流动为例,电动汽车本身的碳排放为零,但却需要进行反复充电。电动汽车的大规模应用意味着发动机燃料使用量减少以及交通部门碳排放量减少,同时,电力行业的发电量增加、碳排放量增加。

在最新发布的《全球能源与二氧化碳现状报告》中,国际能源署指出,2018年,全球发电量达到26.672万亿千瓦时,较上一年增长4%,几乎是能源需求整体增速的两倍,创2010年全球经济从金融危机复苏以来最高增速(见图1);全球能源相关二氧化碳排放量达到331亿吨的历史最高水平,较上一年增长1.7%,是自2013年以来的最高增速,高出2010年以来年均增速的70%。同年,全球电力行业二氧化碳排放量达到130亿吨,占能源相关二氧化碳排放总量的38%,并且在能源相关二氧化碳排放量增量中,近三分之二来自电力行业的贡献。

尽管排放量持续增长,但电力行业近年来发生了重大转变。全球电力行业碳排放强度自2013年以来有序地降低,市场力量、技术成本降低、应对气候变化和治理空气污染是驱动全球碳排放水平降低的主要动力。

来自国际能源署的数据显示,2018年,全球发电的平均碳强度是475克/千瓦时,比2010年降低了10%(见图2)。如果没有电力行业碳排放强度的改善,全球二氧化碳排放量会比目前实际情况还要高出15亿吨,相当于在当前电力行业排放总量基础上再增加11%。

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引发电力行业碳强度变化的原因之一就是全球发电结构的变化。2018年,可再生能源和核电满足了绝大部分的电力需求增长,煤电和天然气发电也大幅增加。2010~2018年,化石燃料在发电结构中的占比有所下降,其中石油占比下降较大,而天然气占比上升明显,煤炭占比的变化较为平缓;非化石燃料中,以风光为主的可再生能源占比增长显著(见图3)。

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根据国际能源署的数据,用天然气发电的二氧化碳排放量约为400克/千瓦时,比石油和煤炭低30%~60%,用石油和煤炭发电的排放量分别是600克/千瓦时和845~1020克/千瓦时(取决于燃煤类型)。

化石燃料在发电结构中的占比下降并非源于其发电量绝对数量的减少,而是因为二氧化碳低排放或零排放的发电类型,如水力发电和其他可再生能源发电(包括垃圾发电)等,正在以更快的速度增长。

得益于发电成本的大幅降低,近年来可再生能源增长迅速。来自国际可再生能源署的数据显示,2012~2017年全球光伏发电和风力发电的平准化度电成本(LCOE)分别下降了65%和15%。在技术方面,蒸汽-燃气联合循环发电机组以及超临界、超超临界燃煤发电机组的使用推广也是电力行业碳强度下降的重要推动因素。根据国际能源署的数据,2016年全球火电站平均效率增至37.3%,与2010年相比,上升了1.1个百分点。

二主要国家/地区电力行业碳强度

从全球范围来看,世界各国电力行业碳强度差异较大,从挪威的每千瓦时接近零克到南非的每千瓦时超过800克,这主要是由各个国家不同的经济和技术发展环境下电力生产结构的特点所致,反映了各国发电工业体系构成的多样性。如拥有丰富水力资源或核电资源的国家,度电碳排放几乎为零;使用煤炭、天然气和低碳电源混合发电的国家,度电碳排放约为300~500克/千瓦时;严重依赖煤电的国家,度电碳排放可高达全球平均水平的两倍。

(一)欧盟

欧盟在联盟层面上制定了雄心勃勃的气候和环境政策,在国家层面上采取了各种相应措施。截至2018年11月,欧盟共有10国已宣布在2030年前分阶段淘汰煤电,并有多国已大力开展燃煤发电替代措施,有效降低了电力系统的碳排放量。目前,地区电力行业碳强度最低。但应该注意的是,尽管欧盟所有成员国电力行业碳强度平均值较低,但具体各个成员国的情况可能差异很大。

1.法国

法国不仅在欧盟28国内,而且在整个世界范围内都是电力行业碳强度最低的国家之一。该国发电结构中核电占主导地位。根据法国电网公司RTE的统计数据,2017年法国全境度电碳排放为74克/千瓦时,与2016年相当(73克/千瓦时),但明显高于2015年(44克/千瓦时),主要是因为法国数座核电站因维修停运,天然气发电比例增加。2018年,法国核电装机占比47.5%,发电量占比却达到了71.6%,比上一年增长3.7%,确保了法国发电的低碳水平,同年法国度电碳排放为61克/千瓦时。然而未来法国计划减少核电份额,取而代之的是发展可再生能源,这将对该国发电碳排放产生一定影响。

2.德国

作为欧盟最大的经济体,德国的电力行业碳强度相对较高。这主要是该国发电结构中煤电占主导地位所致。德国是欧盟最大的煤炭消费国,2016年煤炭在德国所有发电电源中占比42.2%,同年,根据清洁能源研究机构Environmental Progress的统计数据,德国度电碳排放为560克/千瓦时。2011~2013年,在福岛第一核电站事故造成的公众抗议下,德国关闭了国内若干核电站,发电行业碳强度增加。随后,德国可再生能源快速发展,到2016年可再生能源在德国发电电源中的占比已经在2010年基础上增长了一倍,从14.3%增至27.1%。再加上燃煤发电部分转变为燃气发电,德国电力行业碳强度于2014年再度出现下降。

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