2024年电碳协同下的发展路径与产业机遇——能源互联网是实现电碳协同的必由之路报告

汤奕教授，博士生导师 东南大学电力系统自动化研究所 目录 Contents 01电碳证发展现状背景 02电碳协同问题与矛盾 03电碳协同的发展路径 0042电碳协同应用与展望 为什么要做电碳协同？ 为中国式现代化建设提供安全可靠的能源保障 习近平总书记强调，既要增强全国一盘棋意识，加强政策措施的衔接协调，确保形成合力；又要充分考虑区域资源分布和产业分工的客观现实，研究确定各地产业结构调整方向和“双碳”行动方案，不搞齐步走、“一刀切”。 电网是各类能源转换利用和优化配置的重要平台，需要推动电网发展与各地区各行业减排降碳高效协同。 火电 水电 核电 风电 光伏发电 交直流混联 网 呼盟 主要能源基地与负荷中心 距离约800-3000公里宝清 80%的煤炭资源锡盟 居民负荷 工业负荷 分布在西部、北部 源 80%的水电资源分布在西部、南部 西南 荷 抽水蓄能 电化学蓄能 75%的能源需求集中在中部、东部 储 能源保障和安全是须臾不可忽视的“国之大者”——2023年7月6日，习近平在江苏考察时的讲话 能源网 能源网包括：电力、化石燃料、燃气、冷/热、氢气、可再生能源等。 到2025年终端能源消耗，电力占比约30%。 “十四五”时期电能替代潜力预计超6000亿千瓦时。 交通网 截至2023年底，全国新能源汽车保有量达2041万辆。 据测算，全面电动化后，EV电能消费占全社会6~8%。 目前EV可控负荷潜力可达1亿千瓦。 算力网 电力网能源网交通网算力网通信网碳流网 呼盟 主要能源基地与负荷中心距离约800-3000公里 宝清 80%的煤炭资源分布在西部、北部 伊犁/哈密 锡盟 75%的能源需求集中在中部、东部 80%的水电资源分布在西部、南部 西南 2021年，我国数据中心耗电量占全社 会用电量的2.6%，碳排放占比约1.14%。 2022年，“东数西算”8大算力枢纽， 10个国家数据中心集群。 通信网 到2030年，通信能耗占电力消费21%。5G能耗为4G的4~9倍。 碳流网 2030年前达到碳排放峰值， 2060年前实现碳中和。电碳协同势在必行 电力绿色转型不断加速 我国各类电源装机结构占比变化趋势2023年全国各类电源发电量占比 截至2024年6月底，全国可再生能源发电新增装机1.34亿千瓦，占全国新增电力装机的88%，其中光伏占新增装机的76.1% 全国碳市场政策发展历程 2024年3月，生态环境部公开征求2024年5月，国务院发布 《企业温室气体排放核算与报告指南的《碳排放权益交易管理铝冶炼行业》和《企业温室气体排放暂行条例》正式生效 核查技术指南铝冶炼行业》意见。继 发电行业之后，电解铝将成为第二个2024年1月，CCER市 被纳入强制性碳市场的行业场时隔7年正式重启 2023年11月，国家气候战略中心发布 《温室气体自愿减排注册登记规则(试行)》和《温室气体自愿减排项目设计与实施指南》，北京绿色交易所发布 《温室气体自愿减排交易和结算规则 (试行)》，进一步完善CCER规则体系 2021年2月，生态环境部 《碳排放权交易管理办法(试行)》正式施行，规定CCER可以用于抵销重点排 放单位5%的碳配额清缴 2024年 2023年 2021年 2024年7月，生态环境部关于就 《温室气体自愿减排项目方法学2024年9月，生态环境部关于 煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用》公开征求《全国碳排放权交易 《温室气体自愿减排项目方法学 公路隧道照明系统节能》公开征求意见，进一步完善温室气体自 愿减排项目方法学体系 市场覆盖水泥、钢铁、电解铝 2023年10月，生态环境部发布 《温室气体自愿减排交易管理办法(试行)》，并发布了首批温室 气体自愿减排项目方法学，包括 2021年5月，生态环境 部《碳排放权登记管理 规则(试行)》《碳排放 2021年7月，全国碳 行业工作方案（征求意见稿）》造林碳汇、并网光热发电、并网 权交易管理规则(试行)》排放权交易市场上线 意见，加快推进扩大全国碳排 放权交易市场覆盖范围。 海上风力发电、红树林营造四类 和《碳排放权结算管理 规则(试行)》正式施行 交易正式启动了第一 个履约周期 2016年12月，根据《国家生态文明试验区(福建)实施方案》福建省启动碳交易市场，成为全国第八个碳交易试点 2017年3月，国家发改委发布公告，因实践中存在温室气体自愿减排交易量小、个别项目不够规范等问题，因此暂停CCER的备案申请受理和签发 2016年 2017年 2018年1月，中国人民银行发布《关于 进一步完善人民币跨境业务政策促进贸易投资便利化的通知》提出支持境外投 资者以人民币参与境内碳排放权交易 2018年 2020年9月，在第75届联合国 大会上，中国承诺2030年前实现碳达峰、2060年前实现 碳中和 2020年 2019年 2019年3月，生态环境部《关于做好全国碳 排放权交易市场发电行业企业重点排放单位名单和相关材料报送工作的通知》组织发电行业重点排放单位在全国碳排放权注册登记 系统和交易系统开户 2011年3月，《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出中国要逐步建立碳排放交易市场 2011年11月，国家发改委发布《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》，批准北京、天津、上海、重庆、武汉、广州和深圳七个碳排放权交易试点地区 2012年6月，国家发改委发布《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》 2011年 2012年 2013年10月，国家发改委发布《关于印发首批10个行业企业温室气体排放核算方法和报告指南(试行)》 2013年 2014年12月，国家发改委发布《关于印发第二批4个行业企业温室气体排放核算方法和报告指南(试行)》 2014年 2015年1月，国家发改委发布《关于国家自愿减排交易注册登记系统运行和开户相关事项的公告》，国家CCER账户上线，七大试点交易所作为指定代理机构，CCER开始进入交易阶段 2015年 全国绿电绿证市场政策发展历程 2021年6月，发布《关于2021年可再生能源上网电价政策有关事项的通知》，推动绿电和绿证市场的发展。 2021年9月，国家发改委、国家能源局正式批复《绿色电力交易试点工作方案》，开启“证电合一”的绿电交易模式。 2023年8月发布《关于做好可再生能源绿色电力证书全覆盖工作促进可再生能源电力消费的通知》，明确对全部可再生能源电量核发绿证。 2017年，开始试行绿证自愿认购制度，以解决可再生能源补贴缺口问题。 2024年8月，国家能源局综合司生态环境部办公厅发布关于做好可再生能源绿色电力证书与自愿减排市场衔接工作的通知，10月1日正式实施，推动 绿证与自愿减排市场有效衔接。 2015年2017年2019年2021年2022年2023年2024年 2015年，新一轮电改启动，为可再生能源参与电力市场奠定了基础。 2019年，建立可再生能源电力消纳保障机制，要求省级行政区域设定可再生能源消纳责任，可通过认购绿证等方式完成。 2022年8月，发布《关于进一步做好新增可再生能源消费不纳入能源消费总量控制有关工作的通知》，明确新增可再生能源电力消费量不纳入能源消费总量控制，以绿证作为认定凭证。 2024年2月，发布《关于加强绿色电力证书与节能降碳政策衔接大力促进非化石能源消费的通知》，明确非化石能源不纳入能源消耗总量和强度调控，绿证交易电量纳入节能评价考核指标核算。 目录 Contents 01电碳证发展现状背景 02电碳协同问题与矛盾 03电碳协同的发展路径 0042电碳协同应用与展望 为什么电碳协同有挑战？ 电碳协同路径-机制与标准不统一 欧盟CBAM 2023年正式生效； 23-25年过渡期（只报告）; （报告+履约），覆盖行业为钢铁、铝、水泥、化肥、电力、氢气。 英国CBAM 2023年宣布实施； 2027年正式实施，覆盖行业为陶瓷、铝、水泥、化肥、玻璃、氢气、钢铁。 美国CCA法案 2022年提出CCA法案，覆盖行业：碳密集型行业，对超出基线产品征收碳税。 电碳数据时效性差、精细度不足，数据评价规范不统一，数据质量管控难度大，碳足迹数据库不完善。欧盟CBAM机制与《新电池法案》的实施，对碳排放信息收集、融合提出了更高的要求，目前电碳协同信息汇集机制不清、国际互认模式缺失，无法有效应对碳关税以及潜在的绿色贸易壁垒。 电碳协同发展本质上是协同社会发展用电目标与双碳目标，确立电碳协同发展路径的重要前提是明确总体目标，总体目标不仅关系到能源战略的制定，更影响到国家在全球气候治理中的角色和影响力，我们要在接轨国际和展现中国特色之间找到平衡。 接轨国际 有助于提升国际市场中的竞争力 有助于提升在全球气候治理中的话语权有助于促进能源结构优化和产业绿色转型 但我国仍处于社会主义初级阶段，与发达国家存在差距，盲目接轨国际必然引发一系列问题 走中国特色电碳协同之路 有助于在国际上发出中国声音 有助于使电碳发展与社会发展相适应有助于促进清洁能源发展和低碳转型 基于基本国情，充分考虑能源安全、经济发展和社会需求等多方面因素走出中国特色 电碳协同路径-如何确立目标 总体目标 电碳协同路径-时空差异 碳排放量 碳达峰前 碳中和 碳达峰后 2030 2060 碳达峰 时间维度 时间维度：碳达峰前、达峰后以及碳中和不同阶段的差异。 空间维度 空间维度上：各地新能源资源禀赋不同、电网结构不同。 中国目前能源生产中心与负荷中心距离较远，导致其直接碳排放源与碳排放最终落点（间接碳排放源）时空错位大，且电源结构与装机容量日新月异，导致目前碳排放体系的发展跟不上电源架构的发展。 呼盟 宝清 80% 煤炭资源 伊犁/哈密 锡盟 主要能源基地与负荷中心距离约 分布在西部、北部 800-3000公里 80% 的水电资源 分布在西部、南部 75% 的能源需求 集中在中部、东部 电碳协同矛盾-整体与局部矛盾 西南 电碳协同矛盾-整体与局部矛盾 江苏电网碳排放体系适应性 主要区域电力碳排放因子 电网名称 覆盖省市区 碳排因子 （kg/kwh） 华北区域 北京、天津、河北、山西、山东、蒙西（除赤峰市、通辽市、呼伦贝尔市和兴安 盟外的内蒙古其他地区） 0.7120 东北区域 辽宁、吉林、黑龙江、蒙东（赤峰市、通辽市、呼伦贝尔市和兴安盟） 0.6012 华东区域 上海、江苏、浙江、安徽、福建 0.5992 华中区域 河南、湖北、湖南、江西 0.5354 西北区域 陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆 0.5951 南方区域 广东、广西、云南、贵州、海南 0.4326 西南区域 四川、重庆 0.2113 电碳协同矛盾-稳态与暂态矛盾 电碳协同矛盾-稳态与暂态矛盾 电碳协同矛盾-显性与隐性矛盾 在电力系统发输配变用过程中，能量传输是显性的传递结果，碳排放与责任分摊是隐性的传递结果。 电碳协同矛盾-物理与信息矛盾 电力系统是物理系统，有供需平衡要求，电力市场与碳市场是信息系统，依赖市场机制，两者之间需要结合。 电碳协同矛盾-物理与信息矛盾 集中式新能源绿电市场交易 隔墙售电 “新能源专线”供电 特点： 由集中式交易平台进行绿电证书的统一审核与派发。 优势： 1.证电统一，集中交易，便于认定与管理。 2.市场竞争充分，能够充分反映供需关系。 劣势： 1.绿电价格体系仍有待厘清，绿电价值和碳排放权价值的认证、购买、价格机制存在重叠，未能统一。 2.与物理碳足迹不匹配，物理追溯机理复杂。 特点： 对于规模较大、具备就地消纳条件的电量，供需双方双边协商，签订中长期电力交易合同（即“隔墙售电”）。 优势： 1.促进绿电就地消纳，减少电网输送成本； 2.省去中间环节，减少交易损耗成本。 劣势： 1.过网费机制有待厘清；