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联合国气候变化框架公约(UNFCCC)邀请IPCC编写的《IPCC全球升温1.5℃特别报告》于2018年10月8日在韩国仁川发布。至此,实现全球1.5℃温升目标成为各国研究重点,全球最新温升目标要求世界各国加大减排力度。对于中国而言,电力行业是基础能源转换部门,电能是经济发展的支撑能源,目前电力企业碳排放量占国家碳排放总量的40%以上,居于碳排放量第一的位置。可见,基于全球1.5℃温升目标定量测算与分析电力行业减排压力,研究发电企业碳排放影响因素,进而提出企业减排对策对中国减排目标的实现具有重要的理论与现实意义。
本文在不同温升目标下,基于公平分配原则,从排放基数、平等、能力、责任四个角度对全球累积碳配额进行国家间的分配,由此测算从2℃降为1.5℃的全球温升目标下,中国累积碳配额的变化范围,并在此测算基础上,测算电力未来累积碳配额的变化,定量分析电力行业减排压力。行业减排压力需要落实到企业层面才有实践意义,利用Kaya恒等式及LMDI分解模型,对发电企业碳排放量进行分解,对各影响因素的效应大小及作用机理进行分析。最后,在影响因素作用机理的基础上,从发电企业和政府两个角度,分别提出对应的减排对策。通过以上研究,得出如下几点结论:
(1)对中国而言,四种分配原则下,基于能力、责任原则的碳配额间接测算比基于排放基数、平等原则的碳配额直接测算分得的累积碳配额多,但不论哪种分配方案,在全球1.5℃温升目标下,中国都应在现有减排措施下探究更有利的减排策略。
(2)电力减排压力的测算。基于经济产出分配方案下,电力行业对中国经济产出的贡献率降幅处于0-20%时,按照国家现有政策下经济的发展趋势,基准排放模式下的电力碳配额能够满足2℃温升的要求,要实现1.5℃的温升目标,在基准累积碳配额基础上,电力行业需减少的未来累积碳配额约1.14-24.65Gt CO2,且电力部门对全社会GDP的贡献率越高,未来碳排放额度减少量越小;历史排放分配方案下,仅有历史碳排放强度下降低于40%,现阶段发展趋势下的基准排放能够满足2℃温升目标的碳排放要求,且相比于基准配额,2℃温升目标下获得的累积碳配额增加约5.12Gt CO2,但历史碳强度处于40%-60%的降幅范围内,不论哪种降幅比例,基准配额都不能满足1.5℃温升目标,且实现1.5℃温升目标,相比于2℃而言,电力行业累积碳配额需减少16.28-24.42Gt CO2,减少比例接近二分之一。
(3)发电企业碳排放影响因素分析。构建LMDI因素分解模型,得到影响发电企业碳排放变化量的七个因素,分别为化石能源碳排放系数、电力生产结构、发电煤耗率、燃料结构、电力生产强度、人口数量、人均GDP。其中人均GDP、人口数量及燃料结构起促进作用,人均GDP的促进作用最大;电力生产结构、电力生产强度及发电煤耗率起抑制作用,电力生产结构的抑制作用最大。
(4)减排对策。发电企业自身来看,减排策略为:促进电力生产结构的升级,大力发展清洁能源;提高发电效率,降低发电煤耗率;调整化石燃料结构;突破碳捕捉与封存技术的瓶颈等。政府采取的策略为:建立健全能源法律体系,并加强执法机构的监督与管理;完善碳交易机制,改变碳配额分配方式;出台碳税等强制性政策;制定低碳技术补贴等,促进发电企业清洁能源的开发与利用。
本文在不同温升目标下,基于公平分配原则,从排放基数、平等、能力、责任四个角度对全球累积碳配额进行国家间的分配,由此测算从2℃降为1.5℃的全球温升目标下,中国累积碳配额的变化范围,并在此测算基础上,测算电力未来累积碳配额的变化,定量分析电力行业减排压力。行业减排压力需要落实到企业层面才有实践意义,利用Kaya恒等式及LMDI分解模型,对发电企业碳排放量进行分解,对各影响因素的效应大小及作用机理进行分析。最后,在影响因素作用机理的基础上,从发电企业和政府两个角度,分别提出对应的减排对策。通过以上研究,得出如下几点结论:
(1)对中国而言,四种分配原则下,基于能力、责任原则的碳配额间接测算比基于排放基数、平等原则的碳配额直接测算分得的累积碳配额多,但不论哪种分配方案,在全球1.5℃温升目标下,中国都应在现有减排措施下探究更有利的减排策略。
(2)电力减排压力的测算。基于经济产出分配方案下,电力行业对中国经济产出的贡献率降幅处于0-20%时,按照国家现有政策下经济的发展趋势,基准排放模式下的电力碳配额能够满足2℃温升的要求,要实现1.5℃的温升目标,在基准累积碳配额基础上,电力行业需减少的未来累积碳配额约1.14-24.65Gt CO2,且电力部门对全社会GDP的贡献率越高,未来碳排放额度减少量越小;历史排放分配方案下,仅有历史碳排放强度下降低于40%,现阶段发展趋势下的基准排放能够满足2℃温升目标的碳排放要求,且相比于基准配额,2℃温升目标下获得的累积碳配额增加约5.12Gt CO2,但历史碳强度处于40%-60%的降幅范围内,不论哪种降幅比例,基准配额都不能满足1.5℃温升目标,且实现1.5℃温升目标,相比于2℃而言,电力行业累积碳配额需减少16.28-24.42Gt CO2,减少比例接近二分之一。
(3)发电企业碳排放影响因素分析。构建LMDI因素分解模型,得到影响发电企业碳排放变化量的七个因素,分别为化石能源碳排放系数、电力生产结构、发电煤耗率、燃料结构、电力生产强度、人口数量、人均GDP。其中人均GDP、人口数量及燃料结构起促进作用,人均GDP的促进作用最大;电力生产结构、电力生产强度及发电煤耗率起抑制作用,电力生产结构的抑制作用最大。
(4)减排对策。发电企业自身来看,减排策略为:促进电力生产结构的升级,大力发展清洁能源;提高发电效率,降低发电煤耗率;调整化石燃料结构;突破碳捕捉与封存技术的瓶颈等。政府采取的策略为:建立健全能源法律体系,并加强执法机构的监督与管理;完善碳交易机制,改变碳配额分配方式;出台碳税等强制性政策;制定低碳技术补贴等,促进发电企业清洁能源的开发与利用。