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新能源装机创纪录增长,中国碳达峰或提前6年到来

   2023-11-14 环球零碳30211
核心提示:如果保持 2023 年的清洁能源新增水平,电力行业的排放将如何发展?

我国提出力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,“双碳”目标是国家战略,事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体,不容马虎。

种种数据显示,2030年前碳达峰的目标很可能会提前实现。

最近,一个独立的国际研究组织—能源与清洁空气研究中心(CREA)首席分析师Lauri Myllyvirta在Carbonbrief上发表了一份长篇报告,名为《清洁能源创纪录增长后,2024年中国碳排量将下降》(China’s emissions set to fall in 2024 after record growth in clean energy)。报告认为,中国的二氧化碳(CO2)排放量将在2024年下降,并且可能面临结构性下降,原因是新的清洁能源安装创纪录地增长,而煤电占比在不断下降。

再加上中国对绿色制造能力的投资激增,特别是低碳技术,包括太阳能、电动汽车和电池等产业的发展,中国很可能提前6年实现碳达峰。

从宏观上来分析,这个报告的可信度还是很高的。火电、钢铁和水泥是我国碳排放最高的行业,根据2021年数据,三行业排放量之和约占全国的70%。其中发电供热行业,又占国内碳排放总量的46.33%。抓住了发电行业的减排,既是抓住了碳排的源头和关键,也可协助其他行业减排。

截至2023年9月底,我国可再生能源装机约13.84亿千瓦,同比增长20%,约占我国总装机的49.6%,已超过火电装机。

可再生能源发电量也在稳步提升。2023年前三季度,全国可再生能源发电量达2.07万亿千瓦时,约占全部发电量的31.3%。

虽然煤电产能也在继续增长,但清洁能源的发电增长量,超过了全社会用电量的增长,煤电占比在逐渐减少,加上房地产步入低迷,建材、水泥等需求会下降,这些因素都为二氧化碳排放的下降奠定了基础。

01

2023 年第三季度排放量略有增长

近几十年来,中国的二氧化碳排放量呈爆炸式增长,仅在经济周期性冲击下短暂停滞。

如下图所示,在过去 20 年中,中国化石燃料和水泥的年排放量几乎每年都在快速攀升,仅在 2015-16 年经济放缓和 2022 年新冠疫情期间有所回落。

中国每年化石燃料和水泥二氧化碳排放量同比变化。单位:百万吨。

2023 年,封控停止后,碳排放有所回升。

根据报告,2023 年第一、第二季度有所增长,第三季度,二氧化碳排放量继续反弹,估计同比增长 4.7%,但 9 月份放缓至 1%。

下图显示了中国每季度化石能源使用和水泥生产产生的二氧化碳排放量,其中每年第三季度的排放量以红色标出。

图为中国季度化石燃料和水泥二氧化碳排放量,单位:百万吨。

今年排放量反弹的原因是可以预见的。最重要也是最明显的是,经过近三年的疫情,石油需求已从新冠疫情时期的低点回升,加上去年的基数也比较低。

目前,中国石油消费已接近新冠疫情爆发前的趋势线,而且还没有任何减弱的迹象,第三季度估计同比增长了 19%。下图顶部的浅蓝色大柱显示了这一点。

电力需求也从新冠疫情低点反弹,使电力部门的煤炭使用量成为今年第三季度排放量上升的第二大驱动因素(最低部的灰色条)。

图说:按行业和燃料细分的季度二氧化碳排放量的年度变化(百万吨)。

电力部门需求的增加几乎全部发生在 7 月份,在此之前,水力发电量开始从 2022 年和 2023 年初的低降雨量造成的历史低点反弹。

电力行业以外的煤炭使用量下降(灰色部分),原因是房地产建设和相关基础设施建设的持续萎缩,导致建筑材料需求大幅下降。水泥排放量的下降(红色)也反映了这一点。

但煤炭的其他用途有所增加,尤其是炼焦煤(黑色块)的使用。炼钢用煤的增长大于钢产量的增长,这表明钢铁生产正从电弧转向煤制钢铁生产。

尽管房地产(通常是金属的主要用途)持续收缩,但投资增长(例如,电气机械制造投资同比增长 38%,铁路投资增长 22%)支撑了对能源密集型商品的需求。

02

2024 年太阳能、风能和水力发电量将激增

虽然2023年的排放量有所攀升,但清洁能源的安装量也出现了历史性的增长。

太阳能发电的增长最为显著,预计2023年中国的装机量约为210吉瓦(GW),是美国太阳能发电总装机量的两倍,是中国2020年新增装机量的四倍。

仅2023年新增的太阳能、风能、水能和核能装机容量估计每年就能发电423太瓦时(TWh),相当于法国的总用电量。

今年新增的太阳能电池板中约有一半将安装在屋顶上,这主要得益于中国的“整县太阳能推进”计划。

另一半太阳能安装量主要用于大型公用事业项目,特别是在中国西部和北部的“清洁能源大基地”建设。

预计2023年中国将新增210GW太阳能、70GW风能、7GW水能和3GW核能。

除了新增可再生能源装机量产生的发电量外,中国庞大的水电机组在2024年的发电量也可能逐年大幅增长。

从2022年8月到2023年7月,由于2022年夏季创纪录的干旱和热浪,以及随后进入2023年的低降雨量,中国水电机组的利用率跌至历史最低点。

2024年的水电利用率不仅会恢复,还会高于历史平均水平。与此同时,从2022年初到2023年9 月,水电装机容量又增加了29GW,增幅达7%。

鉴于今年已安装的清洁电力容量以及水力发电的前景,除非电力需求大幅加速增长,否则2024年电力部门排放量的下降基本上已成定局。

从2025年起,电力部门排放量的发展取决于清洁能源的增加是保持还是加快。

从2023年低碳能源装机的年新增发电量来看,其总量首次超过了中国电力需求的年均增幅,这标志着一个潜在的拐点。

此时,清洁电力的增长(下图中的圆柱)将超过电力需求的总体增长(圆点)。因此,使用化石燃料发电的数量和相关排放量都将下降。

图说:2023年新能源装机量预计发电量将首次超过需求量的增长。

只要清洁能源装机量保持在 2023 年的预计水平,低碳发电量的增长将使中国电力部门的煤炭使用量达到峰值并很快下降,2023 年将是峰值年。

如果保持 2023 年的清洁能源新增水平,电力行业的排放将如何发展?

一个简单的预测,假定电力需求保持每年增长 5% 的历史趋势,水电利用率恢复到历史平均水平,表明化石燃料(火电)发电量将在 2024 年春夏大幅下降(如下图左下角所示),此后为零增长。

如果中国当前和预期的经济放缓导致电力需求增长放缓,或者非化石能源增加速度进一步加快,那么化石燃料发电量将继续下降,而不是趋于稳定。

疫情政策后的反弹(左上)、太阳能(右中)和风能(左中)发电量的持续强劲增长以及水力发电量的反弹(右下),将使化石燃料发电量从 2024 年 2 月开始下降(左下)。这意味着化石燃料发电量将在 2024 年下降 3%,并在 2025 年保持类似的下降水平。

图为过去和预计未来每月发电量同比变化(单位:%)。左上至右下:总体电力需求;核能; 风能; 太阳能; 热能(煤和天然气);和水力发电。

数据来源:中国电力企业联合会(CEC) 和Ember 。

此外,快速电气化意味着近期中国二氧化碳排放量的增长几乎全部发生在电力部门。

因此,当电力部门的排放量达到峰值时,总排放量也可能随之达到峰值,因为电力部门以外煤炭使用量的下降平衡了石油和天然气需求的增长,而电气化也缓解了石油和天然气需求的增长。

03

碳达峰之后会持续下去吗?

既然清洁能源扩张已经达到了开始降低中国排放所需的规模,大家最关心的问题是:这种增长会持续下去吗?

要回答这个问题,首先要回答为什么清洁能源投资在新冠疫情之后激增?

其实不只是清洁能源,包括在交通运输领域脱碳起到重大作用的电动汽车,也成爆发时增长。

截至 9 月份的 12 个月内,电动汽车产量超过 800 万辆,占中国汽车总产量的 30% 以上。到 2023 年,电动汽车在中国销售的所有汽车中所占比例也将达到 30%,而全年产量将达到 900 万辆。

“双碳”目标的宣布,提供了战略引导。更广泛的宏观经济条件带来的低碳产能增长远远超过了决策者的目标和预期,今年的太阳能和风能安装目标已在 9 月份实现,电动汽车的市场份额已远远超过 2025 年 20% 的目标。

房地产去杠杆,压制了相关基础设施对土地、商品、劳动力和信贷的需求,这给地方政府的财政留下了缺口(地方政府的大部分收入依赖于土地销售),并打击了经济增长率。

因此,地方政府正在寻找其他投资机会来推动经济增长。环境和产业政策目标使清洁技术成为可接受的投资领域之一。

与此同时,作为疫情之后刺激经济措施的一部分,政府为私营企业在金融市场和银行融资提供了便利。与化石燃料和传统重工业相比,低碳能源行业主要由私营公司组成。

因此,以前流向房地产的大量银行贷款和投资现在都流向了制造业(主要是清洁技术制造业)以及清洁能源的部署。

技术创新和补贴推动清洁技术成本下降,导致许多低碳能源技术与化石燃料相比具有经济竞争力。

总之,中国低碳能源的繁荣是众多因素共同作用的结果。房地产市场的萎缩为资本和投资转向可再生能源领域提供了动力和机遇,技术创新和积极的产业政策提高了质量,降低了成本,使得低碳能源技术市场开始迅速扩大。

当然,这种扩张也带来一些负面效应,比如制造业投资浪潮导致太阳能电池板、电池和电动汽车等产品产能严重过剩。

与前几轮扩张一样,这种产能过剩可能会通过个别企业的整合和彻底倒闭来解决。但与此同时,产能过剩将继续压低低碳能源设备的价格,这会促进低碳能源的市场占有率。

那么挑战会在哪里呢?当低碳能源开始大幅削减对煤炭和燃煤发电的需求时,这可能会威胁到一些煤炭行业和煤电厂的利益,这些利益相关者可能会抵制转型,从而引发对潜在障碍的担忧。

 
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