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摘要：從深圳市電力部門供給側(cè)減排著手，利用LEAP模型設(shè)置了四種情景，分析了電力部門中長期的減排路徑規(guī)劃，并從減排量和減排成本等角度對(duì)各減排路徑進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出以下結(jié)論：（1）由于電力需求的快速增長，即使在極限情景假設(shè)下到2030年深圳市電力部門也不存在碳排放峰值；（2）在規(guī)劃情景、積極情景和極限情景下供電結(jié)構(gòu)調(diào)整占總減排量比重分別為72.2%、90.7%和93.2%，為減排的重點(diǎn)方向；（3）從經(jīng)濟(jì)效益看，規(guī)劃情景是比較合適的選擇；（4）若要實(shí)現(xiàn)更高的減排目標(biāo)，則需要推進(jìn)分布式光伏發(fā)電和關(guān)閉燃煤電廠等減排成本較高的減排方式。

關(guān)鍵詞：電力部門；碳減排路徑；LEAP模型

1引言

在全球二氧化碳減排的大背景下，中國作為二氧化碳排放量最大的國家，正積極推進(jìn)各個(gè)領(lǐng)域的碳減排。深圳市作為中國低碳減排的重要試點(diǎn)城市，在2015年的《中美領(lǐng)導(dǎo)氣候宣言》中做出到2022年達(dá)到碳排放峰值的承諾。深圳市作為中國改革開放的先鋒城市，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平居于前列，形成了以高端制造業(yè)為代表的第二產(chǎn)業(yè)和以互聯(lián)網(wǎng)和金融服務(wù)業(yè)為代表的第三產(chǎn)業(yè)為主的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。與深圳市經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的終端能源需求主要是電力，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年深圳市電力部門碳排放量占本地碳排放總量的比重接近60%。深圳市碳減排的重點(diǎn)在于電力部門，因此，探索和研究適合深圳市電力部門的碳減排路徑顯得極為重要。電力部門的減排從減排對(duì)象來看分為供給側(cè)、需求側(cè)和電網(wǎng)側(cè)三個(gè)角度[1]。其中供給側(cè)減排包括對(duì)現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組裝機(jī)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)從而提高發(fā)電效率[2]，用低碳排放因子的發(fā)電方式替代高碳排放因子的碳排放方式從而實(shí)現(xiàn)供電結(jié)構(gòu)調(diào)整[3]和將發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳捕獲與埋存[4]三個(gè)方面。電力部門需求側(cè)減排主要是電網(wǎng)公司利用各種方式降低用戶電力需求，典型方式有高峰限電、階梯電價(jià)或峰谷電價(jià)等[5]，但存在激勵(lì)不足，不足以調(diào)節(jié)用電主體對(duì)電力需求等問題[6]。電網(wǎng)側(cè)減排主要是通過提高電網(wǎng)輸配電效率[7]和通過智能電網(wǎng)進(jìn)行電力調(diào)度管理[8]，但節(jié)約電力效率提升空間不大。電力部門供給側(cè)碳減排中二氧化碳捕獲與埋存技術(shù)存在推廣成本過高、實(shí)施難度大以及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等問題[9]，因此本研究主要從提高發(fā)電效率和供電結(jié)構(gòu)調(diào)整兩個(gè)方面研究深圳市電力部門碳減排路徑。在碳減排路徑的研究中，基于能源模型的LEAP模型以結(jié)構(gòu)靈活性和適用廣泛性而得到大量的研究應(yīng)用，已有研究領(lǐng)域包括鋼鐵、水泥和交通等領(lǐng)域[10-12]。利用LEAP模型對(duì)電力部門的研究主要是側(cè)重于需求側(cè)減排研究，主要是通過對(duì)電力需求端經(jīng)濟(jì)、人口、用電強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行情景設(shè)置，分析各情景下需求端對(duì)應(yīng)的碳排放量和碳減排量，從而獲取從需求端減排的路徑[13-14]。而針對(duì)電力供給側(cè)研究則是選擇其中部分供電結(jié)構(gòu)調(diào)整減排技術(shù)研究電力部門碳減排[15-16]，沒有囊括提升現(xiàn)有燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組能效的減排技術(shù)，沒有對(duì)減排技術(shù)適用性進(jìn)行實(shí)地調(diào)研驗(yàn)證，情景假設(shè)確定較為主觀。基于以上研究的不足，本研究運(yùn)用LEAP模型并結(jié)合深圳市電力部門特點(diǎn)，從供給側(cè)角度出發(fā)，通過實(shí)地調(diào)研，收集所有適用于深圳市電力部門的碳減排技術(shù)來進(jìn)行碳減排路徑的研究。本文的主要內(nèi)容包括兩部分：一是通過實(shí)地調(diào)研，對(duì)適用的減排技術(shù)進(jìn)行減排潛力和減排成本等相關(guān)參數(shù)計(jì)算，作為模型的輸入?yún)?shù)；二是設(shè)計(jì)模型情景對(duì)深圳市電力部門進(jìn)行碳減排路徑分析，尋求適合深圳市電力部門的碳減排路徑。

2方法與數(shù)據(jù)

2.1LEAP模型

LEAP（長期能源替代規(guī)劃系統(tǒng)）是一個(gè)自下向上的能源-環(huán)境-成本情景分析的模型。該模型根據(jù)對(duì)未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)和能源需求的預(yù)測(cè)，對(duì)各種能源方案進(jìn)行詳細(xì)的環(huán)境和成本效益分析。基于LEAP模型并結(jié)合深圳市電力部門特點(diǎn)，本研究建立了LEAP-Power（SZ）碳排放路徑情景分析框架見圖1。該框架主要包括關(guān)鍵假設(shè)、電力需求、能源轉(zhuǎn)換和資源四個(gè)模塊，其中能源轉(zhuǎn)換（發(fā)電）是關(guān)鍵板塊。通過設(shè)定不同情景下的各模塊參數(shù)，即可分析電力部門在不同減排政策措施下的碳排放路徑。深圳市電力部門的能源轉(zhuǎn)換即為電力的生產(chǎn)與供應(yīng)。目前，本地已有的發(fā)電方式包括燃煤發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電以及垃圾發(fā)電。經(jīng)調(diào)研，本研究認(rèn)為未來在深圳本地適合規(guī)模化發(fā)展的發(fā)電方式為分布式光伏發(fā)電和冷熱電三聯(lián)產(chǎn)，因此在發(fā)電過程分支下設(shè)立了5種發(fā)電方式。同時(shí)由于深圳市本地電力供給不足，在資源板塊中的二次能源主要是從南方電網(wǎng)調(diào)入的電力。

2.2情景設(shè)計(jì)

本研究就深圳市電力部門設(shè)計(jì)參考、規(guī)劃、積極和極限四種情景。在四種情景下，未來在電力需求方面趨勢(shì)一致，差異體現(xiàn)在不同減排技術(shù)的推廣率方面。

2.3情景參數(shù)

2.3.1減排技術(shù)相關(guān)參數(shù)計(jì)算方法減排潛力是指某項(xiàng)減排技術(shù)在特定區(qū)域?qū)λ械倪m用對(duì)象全部實(shí)施能夠達(dá)到的最大減排量，減排成本是指為實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的減排潛力需要每年付出的成本。

2.4數(shù)據(jù)說明

規(guī)劃情景中推廣率參數(shù)。依照《深圳市生活垃圾焚燒處理設(shè)施近期建設(shè)補(bǔ)充規(guī)劃（2015—2020年）》中要求到2020年深圳市垃圾處理全部實(shí)現(xiàn)焚燒發(fā)電處理，因此規(guī)劃情景中到2020年新建垃圾發(fā)電機(jī)組推廣率達(dá)到100%。依照《廣東省太陽能光伏發(fā)電發(fā)展規(guī)劃（2014—2020年）》規(guī)劃深圳市到2020年分布式光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模為300MW，占深圳市總的分布式光伏發(fā)電的潛力裝機(jī)容量比重為3.3%。深圳市政府規(guī)劃到2020年新建480萬kW的燃?xì)鈾C(jī)組，系政府規(guī)劃，因此規(guī)劃情景中新建燃?xì)鈾C(jī)組到2020年推廣率達(dá)到100%。新建燃?xì)鈾C(jī)組需要配套調(diào)入天然氣，滿足燃?xì)獍l(fā)電需求，有較為充足的天然氣氣源，對(duì)應(yīng)于提高現(xiàn)有燃?xì)鈾C(jī)組利用到2020年推廣率達(dá)到100%。燃煤電廠退役指媽灣電力退役，涉及協(xié)調(diào)南方電網(wǎng)電力調(diào)入和安置工作人員再就業(yè)問題，規(guī)劃情景中推廣率為0。燃煤電廠減排技術(shù)和燃?xì)怆姀S減排技術(shù)則是實(shí)地調(diào)研深圳市僅有的一座燃煤電廠和7座燃?xì)怆姀S獲取減排推廣時(shí)間，由于涉及適用對(duì)象較少，同一樣技術(shù)采取一次性100%推廣。燃煤電廠和燃?xì)怆姀S減排技術(shù)及相關(guān)參數(shù)。減排技術(shù)適用規(guī)模來自于對(duì)本地企業(yè)和深圳市供電局的實(shí)地調(diào)研獲取，單位規(guī)模減排技術(shù)對(duì)應(yīng)的減排潛力和減排成本計(jì)算參數(shù)來自于對(duì)供電局的調(diào)研和《國家重點(diǎn)節(jié)能減排技術(shù)目錄》等。發(fā)電方式及相關(guān)參數(shù)。本地發(fā)電方式的裝機(jī)容量、年發(fā)電小時(shí)數(shù)和所耗能源碳排放系數(shù)從調(diào)研基準(zhǔn)年數(shù)據(jù)和情景分析假設(shè)中獲取。外調(diào)電力全部來自于南方電網(wǎng)，涉及碳排放系數(shù)等參數(shù)主要從南方電網(wǎng)歷年公布的《企業(yè)社會(huì)責(zé)任報(bào)告》中獲取。

3結(jié)果與討論

3.1深圳市電力部門減排潛力與減排成本分析

本研究通過查詢資料和調(diào)研獲取的深圳市電力部門適用的減排技術(shù)共計(jì)19項(xiàng)。其中，提高發(fā)電效率類的減排技術(shù)共計(jì)13項(xiàng)，包括燃煤電廠技術(shù)改進(jìn)9項(xiàng)（編號(hào)1～9）、燃?xì)怆姀S技術(shù)改進(jìn)4項(xiàng)（編號(hào)10～13）；供電結(jié)構(gòu)調(diào)整類方案6項(xiàng)（編號(hào)14～19）。電力部門各減排技術(shù)的減排成本、減排潛力等相關(guān)參數(shù)，如表2所示。由表2可知，深圳市電力部門總的減排潛力是1092.8萬噸CO2，其中供電結(jié)構(gòu)調(diào)整、燃煤電廠技術(shù)改進(jìn)和燃?xì)怆姀S技術(shù)改進(jìn)減排量分別為1018.1萬噸、39.1萬噸和35.6萬噸CO2，占比分別為93.2%、3.6%和3.3%，因此深圳市電力部門可以獲取較大碳減排的方向在于供電結(jié)構(gòu)調(diào)整，同時(shí)這也是電力部門減排的重點(diǎn)方向。分單項(xiàng)減排技術(shù)討論，燃煤電廠退役、分布式光伏發(fā)電和新建燃?xì)鈾C(jī)組減排量較大，分別為454.8萬噸、409.8萬噸和71.3萬噸CO2，占總減排潛力比重分別為41.6%、37.5%和6.5%，可以作為深圳市電力部門未來碳減排重點(diǎn)推廣的減排技術(shù)。燃煤電廠技術(shù)改進(jìn)和燃?xì)怆姀S技術(shù)改進(jìn)雖然數(shù)量眾多，但是每項(xiàng)減排技術(shù)對(duì)應(yīng)的減排潛力均很小，因此嘗試通過提高電廠發(fā)電效率對(duì)深圳市電力部門減排的貢獻(xiàn)是相對(duì)較小的。深圳市電力部門總減排成本為38.4億元，其中燃煤電廠退役、分布式光伏發(fā)電和新建燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組減排成本較高，分別為28.4億、21.8億和7.7億元。剩余大部分減排技術(shù)的減排成本為負(fù)，原因如下：燃煤電廠有8項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)和燃?xì)怆姀S有4項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)節(jié)約的發(fā)電原料成本現(xiàn)值超過對(duì)電廠進(jìn)行減排技術(shù)改進(jìn)需要的初始投資金額；提高現(xiàn)有燃?xì)鈾C(jī)組利用率只需要增加燃?xì)夤?yīng)量和燃?xì)鈾C(jī)組年發(fā)電小時(shí)量而不需要新建燃?xì)鈾C(jī)組，垃圾發(fā)電無公害處理城市垃圾能夠獲取政府補(bǔ)助，冷熱電三聯(lián)產(chǎn)大幅提高燃?xì)饫寐剩@使得三者的供電成本均低于外購南方電網(wǎng)的電力成本，因此減排成本為負(fù)。結(jié)合深圳市電力部門減排技術(shù)的減排潛力和減排成本來看，減排成本和減排潛力較大的減排技術(shù)均為燃煤電廠退役、分布式光伏發(fā)電和新建燃?xì)獍l(fā)電減排成本；而其他減排技術(shù)減排成本較低的同時(shí)減排潛力也相對(duì)較小。因此，深圳市電力部門若要取得較大的碳減排量則需要付出較大的減排成本。

3.2深圳市電力部門碳排放總量分析

如圖2所示，電力部門在參考情景下到2030年碳排放總量達(dá)到5840.6萬噸CO2，年均增長率達(dá)到2.6%，小于深圳市本地電力需求2.8%的年均增長率。原因來自于兩方面，一是調(diào)入電力的度電碳排放因子下降，這得益于南方電網(wǎng)水電比例的不斷上升以及火力發(fā)電效率提升，使得供電的度電碳排放量下降；二是從南方電網(wǎng)調(diào)入電力的供電碳排放因子小于深圳市電力部門基準(zhǔn)年的平均供電的度電碳排放因子。而電力部門在規(guī)劃情景、積極情景和極限情景下到2030年的碳排放總量分別達(dá)到5572.3萬噸、5041.3萬噸和4747.8萬噸CO2，對(duì)應(yīng)的減排量分別為268.3萬噸、799.3萬噸和1092.8萬噸CO2，較參考情景分別下降4.6%、14.3%和21.7%，這說明深圳市電力部門在參考情景基礎(chǔ)上有較大的碳減排空間，通過積極推廣各減排技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電力部門的低碳減排。規(guī)劃、積極和極限三種情景的碳排放總量到2030年的增長率分別是2.2%、1.6%和1.2%，均保持持續(xù)增長的態(tài)勢(shì)。其原因主要是由于深圳市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求也隨之迅速增長，使得電力部門即使將所有減排技術(shù)的推廣率達(dá)到100%仍無法達(dá)到碳排放峰值。

3.3深圳市電力部門減排情景分析

規(guī)劃情景按政府規(guī)劃確定電力部門的減排路徑；積極情景嘗試在政府規(guī)劃的情景下再進(jìn)一步，確定更積極但仍可行的減排路徑；極限情景嘗試在將電力部門所有減排技術(shù)的減排潛力均100%推廣實(shí)施的情景下，測(cè)度電力部門的碳減排空間和可能的碳減排路徑。整體看，規(guī)劃、積極和極限三種情景的碳減排力度呈依次遞進(jìn)的關(guān)系。規(guī)劃情景下，深圳市電力部門2030年減排結(jié)果見表3。其中，燃煤電廠9項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)、燃?xì)怆姀S4項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)和電力結(jié)構(gòu)替代減排量分別為39.1萬噸、35.6萬噸和193.6萬噸CO2，減排量占比分別為14.6%、13.3%和72.2%。具體到減排技術(shù)，對(duì)減排量貢獻(xiàn)較大的減排技術(shù)主要是新建燃?xì)怆姀S和分布式光伏發(fā)電，對(duì)應(yīng)的減排量為71.3萬噸和65.4萬噸CO2。在規(guī)劃情景下，電力部門的減排路徑整體表現(xiàn)為減排成本為負(fù)的減排技術(shù)推廣率較高，而減排成本較高的減排技術(shù)推廣率相對(duì)較低，這使得該情景下電力部門整體的減排成本為-4.9億元，即可獲得正收益4.9億元。這也說明了政府對(duì)深圳市電力部門碳減排的規(guī)劃是相對(duì)符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益的。該情景下，對(duì)整體減排經(jīng)濟(jì)效益貢獻(xiàn)比較大的減排技術(shù)主要包括垃圾發(fā)電、燃?xì)怆姀S4項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)和提高現(xiàn)有燃?xì)鈾C(jī)組利用率，分別貢獻(xiàn)6.1億、4.6億和3.0億元的經(jīng)濟(jì)收益。

4結(jié)論與建議

本文以深圳市電力部門為研究對(duì)象，從供給側(cè)提高發(fā)電效率和供電結(jié)構(gòu)調(diào)整兩個(gè)方面收集和整理了適合深圳市電力部門的19項(xiàng)碳減排技術(shù)，并對(duì)各項(xiàng)減排技術(shù)的減排成本和減排量等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析。通過運(yùn)用能源-環(huán)境-成本效益分析的LEAP模型并結(jié)合深圳市電力部門自身特點(diǎn)，建立LEAP-Power（SZ）模型，通過設(shè)置四種適合深圳市電力部門的情景，分析了深圳市電力部門未來可能的減排路徑。主要結(jié)論如下：（1）深圳市電力部門在規(guī)劃情景、積極情景和極限情景下的減排量分別為268.3萬噸、799.3萬噸和1092.8萬噸CO2，占參考情景碳排量總量比例分別為4.6%、14.3%和21.7%，可見深圳市電力部門有較大的減排空間。但由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來的電力需求的較快增長，使得電力部門在全部減排技術(shù)推廣率達(dá)到100%的極限情景下2030年也無法達(dá)到碳排放峰值。（2）電力結(jié)構(gòu)調(diào)整6項(xiàng)減排技術(shù)在規(guī)劃情景、積極情景和極限情景中的累計(jì)碳減排量占總減排量的比重分別為72.2%、90.7%和93.2%，均是碳減排量貢獻(xiàn)最大的減排方式，這說明深圳市電力部門碳減排的重點(diǎn)在于供電結(jié)構(gòu)調(diào)整。（3）深圳市電力部門在規(guī)劃情景、積極情景和極限情景下的減排成本分別為-4.9億、25.6億和38.5億元。在考慮經(jīng)濟(jì)成本背景下，規(guī)劃情景是較為適宜實(shí)施的情景，而積極情景和極限情景則需要付出較大減排成本，即政府對(duì)深圳市電力部門的碳減排規(guī)劃從經(jīng)濟(jì)效益來看是相對(duì)合理的。（4）在規(guī)劃情景基礎(chǔ)上，深圳市電力部門未來要進(jìn)一步拓展碳減排空間，需要推廣關(guān)閉燃煤電廠和分布式光伏發(fā)電等減排潛力較大的減排技術(shù)，同時(shí)也會(huì)因減排成本較大給電力部門帶來較大的成本負(fù)擔(dān)。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴攀，鄒家勇，田杰，等.中國電力行業(yè)碳減排綜合優(yōu)化[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013（14）：1-6，112.

[2]馮偉忠.未來低碳煤電技術(shù)的發(fā)展之思考[J].電力與能源，2011（1）：18-21，60.

[3]趙新剛，劉平闊，劉璐，等.中國可再生能源發(fā)電對(duì)火力發(fā)電技術(shù)替代的市政研究——基于LVC模型[J].技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2011（10）：40-44.

[4]李沛淋.CCS技術(shù)——碳減排的主力軍[J].低碳世界，2011（2）：20.

[6]王建星，韓文花.我國電力需求側(cè)管理的現(xiàn)狀分析及政策建議[J].廣東電力，2013（7）：1-5.

[7]李賓皚，王建軍.節(jié)能減排政策下的電網(wǎng)科學(xué)規(guī)劃[J].華東電力，2008（4）：31-33.

[10]段蒙，項(xiàng)定先，盧騰飛，等.武漢市鋼鐵行業(yè)碳減排潛力及成本分析[J].中國人口•資源與環(huán)境，2016（5）：41-44.

[11]毛紫薇，王燦，陳吉寧.山東省水泥行業(yè)CO2排放情景與減排效果分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010（5）：1107-1114.

[12]周健，崔勝輝，林劍藝，等.基于LEAP模型的廈門交通能耗及大氣污染物排放分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011（11）：164-170.

[13]黃建.基于LEAP的中國電力需求情景及其不確定性分析[J].資源科學(xué)，2012（11）：2124-2132.

[14]劉貞，朱開偉，浦剛清.基于LEAP模型的電力需求側(cè)碳減排潛力分析[J].電力建設(shè)，2014（6）：153-159.

[15]高虎，梁志鵬，莊幸.LEAP模型在可再生能源規(guī)劃中的應(yīng)用[J].中國能源，2004（10）：34-37.

[16]武群麗，祖紅蓮.基于LEAP-Power模型的電力產(chǎn)業(yè)碳減排政策情景研究[J].預(yù)測(cè)，2015（4）：71-75.

作者：馬曉明1；段瀅1；李鑫1；周吉萍2；計(jì)軍平1 單位：1.北京大學(xué)深圳研究生院，2.深圳國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心