周小川:建立什么样的碳市场

2021-4-1 09:33 来源: 第一财经 |作者: 周小川

必须抓好重点,优化结构


总量明确以后,各个行业都应该对减排给予重视,行动起来加以落实。但从全局来讲,还必须弄清楚,减排的重点在哪里?这里有一个“西瓜”与“芝麻”的衡量问题,千万不能丢了“西瓜”只抓“芝麻”,一定要把“西瓜”抓住,也就是“排放大头”[仅讲碳排放还不够全面,应该用温室气体(GHG)的概念,因为还要加上甲烷等气体排放,当然,二氧化碳在整个温室气体里占比高达90%甚至更多,所以抓住这个大头是对的]。

那什么是最大头呢?大家都知道是发电行业,其碳排放占比世界平均看是41%,中国还要高,大概是52%。未来我们还会多用电,少用化石能源,也就是通过用电来替代直接的化石能源,同时将发电转化为绿色电力或者是零碳电力。有人测算到2060年电力占比将达70%甚至更高。因而电是“最大头”,电力行业如果没抓好,再怎么抓其他行业,碳减排最终目标也完不成。习主席在气候雄心峰会上提出,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦(也就是1.2TW)以上。据报道,2019年非化石能源在一次能源占的比例约15%,到2030年要提高到25%,这是既艰巨但也不是离谱的目标。从装机容量上看,我们现在风电、光电新装机容量大概是0.056TW,如果提高50%,也就是平均新装机0.084TW,10年下来就装到0.84TW,加上现存累计装机0.41TW(2019年的数字),就达到1.2TW。这也不是太艰巨的任务,因为设备制造和安装能力上来了,而且价格也慢慢变得有竞争力了。

不过需要注意的是,目前一部分分析人士对电力行业减排转型给出了过分乐观的看法,忽视了非化石电源及输配电的技术难度。虽然说风电、光电技术的提高已显著降低了装机和运行成本,但真正提高其在发电总量中占比不仅靠装机进度,还有待于多项研发与技术的提高,不能简单化地把电力行业的绿色溢价估为负值(即过分乐观)。

装机容量要通过年均发电小时及电网接纳能力的数据分析,把装机容量变为年度发电量供给。在这里不同发电设备的年均发电小时数就变得非常关键。我给非电力专长的经济学者一组轮廓性的概念(为方便记忆,数字作了近似),光电年发电小时数大约是1500小时,风电是2500小时,水电是3500小时,煤电或者火电主力是4500~6500小时,核电是7500小时。可以看出不同发电来源的年均发电小时差别是很大的。中国的实际数还略小于这组数,目前中国光电的年均发电小时数还不到1300小时,光照弱的地区连1000小时都到不了;风电实际上也只有2100小时左右;火电可以高达6000小时以上,但目前中国实际上火电年平均还没到4500小时,才4200小时。因此,光电和风电,即便装机容量上去很快,它在总发电量中占比还是不能高估。

另外,由于是间歇式发电,需要比较高的电网技术、电网水平和储能设备,尤其是储能,可能还要取决于未来科技的发展。

在我国,风能和光能丰富的地区(年均发电小时高于均值)往往不是人口和产业聚集地区,需要长距离输电,尽管超高压输变电技术已较成熟,但建设成本的摊入和线损成本(目前约6%)也是不可忽视的。这一类技术上、经济上的因素与电网运行中的弃风、弃光现象有内在联系。因此,并不像有些同志那样乐观,看到风电、光电装机容量上升很快,就说中国有底气率先实现目标。事实上任务还是很艰巨的,风电和光电在实现“30·60”目标中发挥作用还要大量依靠研发和投资,不能把事看得太简单。

重视发电行业减排,尤其需要削减煤炭。中国对煤炭的依赖率太高,削减化石能源,首先是要削减煤炭。这里面有一个数字值得关注。今年两会期间煤炭协会发布报告说“十四五”末期中国煤炭年产量将控制在41亿吨。这是什么概念呢?2012年中国煤炭年产量达到39亿吨,后面略有减少,2020年又回到39亿吨。如果到2025年的5年规划期末还打算再增加1亿多吨,这个数字不太令人鼓舞,会使得后面的削减任务非常艰巨。这里面或许存在一种可能,那就是在“十四五”规划制定过程中,可能还没来得及理解习主席在联大及气候雄心峰会上的讲话精神,因此“十四五”规划中的碳减排或者说温室气体减排方面的目标和内容较弱,不饱满。这些指标和落实内容是不是需要再研究,是值得考虑的。

刚刚谈到了从装机容量转换到发电量,接下来再谈谈新增装机容量所需的投资资金量,即多大的投资才能达到所需的装机容量,这里主要包含装机成本,但电网、储能、调峰、输配电投资成本也是绝对不可忽视的。如果只看装机成本的数字,很容易受到鼓舞,因为风电、光电装机成本已降到比较低,比火电和核电低。核电是最贵的,但核电投产后一年会发电7000多小时。目前,火电的投资回报率仍是最具竞争力的,但如大幅减排,可能需要CCS(碳捕获与存储)设备及投资,投资成本显著上升。
此外,CCS运行成本也很高,会使厂用电大幅上升约20%。当然,CCS技术上还不成熟,有待发展,中国需要特别关注并加以支持。这些都要放入对电力行业未来投资量的测算里面,只算新型电源的装机成本显然是不够的。然后要问,电力方面的新投资未来是靠什么回收?如果仅靠供电收入本身的回报是不够的,就必须靠碳市场(或者碳税)来补充,才能有足够的激励机制,从而吸引足够的投资进来。

此外,从行业结构来看,中国过去习惯用生产法说第一产业碳排放多少,第二产业碳排放多少,第三产业碳排放多少,中国第二产业碳排放特别多,在电力使用中占比近70%,这在世界上是很少有的。这种划分方法与国际上是有差别的,导致不太好作国际比较。欧美的碳排放第一大行业是发电,第二是交通,第三是建材(含建筑钢材)与保温。如果在电力、交通和居住三组分上下大功夫的话,80%以上的碳减排问题可以得到解决。

这种划分方法强调了人类居住的耗能和碳排放,人类居住需要建筑、城镇化、一部分基础设施及保温(供暖及制冷),从而需要大量钢材、水泥、铝材,这三项的碳排放占了第二产业生产方排放的多一半,为此要相当重视。如果把居住有关的大部分排放放在第二产业里,容易有误解和误导向。当然,正如前面所说,钢铁和建材行业将来应大量使用清洁电力和绿氢,而放弃现在烧煤、油和气的生产工艺,进而把减排负担转移到发电业,因而电力行业的绿色改造更重要。此外,中国正处于城市化大幅向前跨进的阶段,对于建筑保温性能的重视程度还不够,未来建筑保温问题也会在碳排放中占据不小的比例。总之,结构方面要弄清楚才能做优化,这也需要大量的基础数据、参数及大量计量,并相应设计好各项指标体系,以提供合理且充分的激励机制。

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