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全球电力行业碳强度概况分析

2019-8-25 15:16 来源: 能源研究俱乐部 |作者: 杨永明

随着电力占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。

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。

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%。


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)。


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。

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