碳中和需要完善的市場化機(jī)制
電力系統(tǒng)脫碳是能源系統(tǒng)脫碳的核心環(huán)節(jié)。含高比例可再生能源的新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)碳中和的核心,這一論斷已成為國內(nèi)外的基本共識(shí)。德國的可再生能源發(fā)電量占比較高,2021年以風(fēng)、光為主的可再生能源發(fā)電量約占德國全部發(fā)電量的70%。然而,以風(fēng)、光為主的可再生能源電力系統(tǒng)波動(dòng)性較大,調(diào)度難度也較高,對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性構(gòu)成挑戰(zhàn)。
當(dāng)風(fēng)、光等波動(dòng)性可再生能源發(fā)電量在系統(tǒng)中占比不超過5%時(shí),依靠適當(dāng)安排調(diào)度就可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng),這與我們對(duì)電網(wǎng)早期的認(rèn)識(shí)基本一致。隨著波動(dòng)性可再生能源發(fā)電量占比的提高,僅靠電網(wǎng)自身無法完全滿足相應(yīng)的并網(wǎng)要求,需要更多的備用容量(如建設(shè)抽水蓄能、天然氣調(diào)峰電站等)才能提高系統(tǒng)的靈活性,以保障沒有風(fēng)、光時(shí)電力系統(tǒng)有足夠的出力。然而電力系統(tǒng)備用容量的增多帶來了高額的新增投資,再加上利用率不足,導(dǎo)致整個(gè)能源系統(tǒng)成本越來越高。這也說明僅依靠不斷增加備用容量的方式來提高能源系統(tǒng)靈活性,將不能持續(xù)有效地為高比例可再生能源并網(wǎng)提供支撐。
盡管不同地區(qū)、不同電網(wǎng)存在差異性,但波動(dòng)性發(fā)電量占比一旦超過10%就會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)優(yōu)化提出新的要求。2021年,國家發(fā)展和改革委員會(huì)、國家能源局提出了促進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化發(fā)展的指導(dǎo)意見,闡述了對(duì)新型電力系統(tǒng)的要求,即負(fù)荷和儲(chǔ)能作為系統(tǒng)靈活性的重要來源,需求側(cè)響應(yīng)、分布式能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車是電力系統(tǒng)中活躍的組成部分。在源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的電力系統(tǒng)中,需求側(cè)、供應(yīng)側(cè)的界限不再清晰,需求側(cè)響應(yīng)、分布式能源等基于市場實(shí)時(shí)供求關(guān)系的價(jià)格信號(hào)將在供需平衡方面發(fā)揮決定性作用。
在歐洲、美國,能源市場化體系更多是能源市場發(fā)展的結(jié)果,先后完成了電力、天然氣的市場化改革。這一體系在高比例可再生能源系統(tǒng)中發(fā)揮了越來越重要的作用,驅(qū)動(dòng)了新型商業(yè)模式的興起。為了精確體現(xiàn)實(shí)時(shí)供需狀況,大部分現(xiàn)貨電價(jià)區(qū)間已經(jīng)縮短到5 min出清一個(gè)價(jià)格。市場化的能源價(jià)格機(jī)制對(duì)于減少棄風(fēng)棄光,提高系統(tǒng)靈活性,推動(dòng)儲(chǔ)能、輔助服務(wù)市場建設(shè),建立新型商業(yè)模式發(fā)揮了基礎(chǔ)性作用。
能源市場化建設(shè)需要有確保電力和能源安全的政策設(shè)計(jì),在這方面容量市場機(jī)制發(fā)揮了重要作用。確保能源系統(tǒng)有充足的容量是能源安全的重要保障,應(yīng)在能源現(xiàn)貨市場建設(shè)的同時(shí),通過容量市場機(jī)制提高能源系統(tǒng)中的容量充裕度。
(二)新型商業(yè)模式需要更加開放的市場體系
實(shí)現(xiàn)碳中和離不開持續(xù)的技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新,涉及眾多領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè),因此需要不斷引入創(chuàng)新資源,擴(kuò)大市場準(zhǔn)入。
與傳統(tǒng)的集中式、金字塔型的能源供應(yīng)模式不同,以可再生能源和新能源為主體的能源系統(tǒng)將更加分散,分布式能源將發(fā)揮越來越重要的作用,能源生產(chǎn)供應(yīng)主體也將呈指數(shù)增長。以屋頂分布式光伏項(xiàng)目為例,到2050年,全球?qū)⒂?.67×108戶家庭和2.3×107家企業(yè)在房屋、廠房等建筑物的屋頂采用光伏設(shè)備發(fā)電,總裝機(jī)容量將達(dá)2.2×109kW,比2020年的2.7×108kW增長一個(gè)數(shù)量級(jí)。借助大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù),還將催生新的分布式能源開發(fā)運(yùn)營模式。例如,美國紐約市布魯克林區(qū)的智能微網(wǎng)引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù),采用共識(shí)機(jī)制和電子合約,可以直接開展用戶對(duì)用戶的新能源電力貿(mào)易,提高了小規(guī)模能源生產(chǎn)者的信用水平;歐洲也有不少類似的創(chuàng)新模式,甚至還創(chuàng)造了基于區(qū)塊鏈的能源代幣。2021年,國家能源局通知在全國組織開展整縣(市、區(qū))推進(jìn)屋頂分布式光伏開發(fā)
試點(diǎn)工作,公布了676個(gè)
試點(diǎn)地區(qū)名單。
分布式光伏的成本及收益率是決定其未來發(fā)展的關(guān)鍵因素,受到地理和光照條件的影響,也與技術(shù)成本、商業(yè)模式、融資成本有重要關(guān)系。為此,應(yīng)積極引入多元化的市場開發(fā)主體,創(chuàng)新商業(yè)模式,推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步,同時(shí)降低融資門檻,減少并網(wǎng)約束;進(jìn)一步激發(fā)市場積極性和創(chuàng)新力,擴(kuò)大分布式可再生能源規(guī)模并提高其系統(tǒng)靈活性,與集中式能源形成互補(bǔ)。分布式能源商業(yè)模式創(chuàng)新的前提是開放能源市場,能夠進(jìn)行“隔墻售電”。
提高能效是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要方面,進(jìn)一步提高能效需打破能源的行業(yè)壁壘,如電、氣、熱等能源品類長期以來的條塊分割問題。2020年,歐盟發(fā)布了能源一體化戰(zhàn)略,要求整合不同品種的能源,實(shí)現(xiàn)綜合利用并盡可能提高能效。打破能源的條塊分割、實(shí)現(xiàn)能源綜合利用的重要前提是完善能源市場建設(shè),提供更加開放的市場環(huán)境。
無論是發(fā)展可再生能源,還是提高能效,都需要中小企業(yè)的積極參與、創(chuàng)新作用的充分發(fā)揮。歐盟注重中小企業(yè)的發(fā)展,在應(yīng)對(duì)氣候變化的主要政策框架“歐盟綠色新政”中,專門制定了針對(duì)中小企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略;通過“歐盟綠色新政投資計(jì)劃”給予中小企業(yè)資金支持,幫助中小企業(yè)拓展融資渠道以推進(jìn)綠色創(chuàng)新行動(dòng),降低市場壁壘。
在碳減排領(lǐng)域,建設(shè)碳排放交易市場是有力工具。歐盟是全球最早建設(shè)規(guī)模化碳排放交易體系的地區(qū),歐盟碳排放交易體系(ETS)在所有歐盟國家以及冰島、列支敦士登、挪威運(yùn)行,覆蓋面占?xì)W盟溫室氣體排放量的40%左右;2005年以來,ETS所涵蓋的主要行業(yè)的碳排放量下降了42.8%。近年來歐洲
碳價(jià)不斷高漲,進(jìn)一步推動(dòng)了碳減排的力度。
ETS采取的是“總量控制與交易”原則,對(duì)系統(tǒng)覆蓋的溫室氣體排放總量設(shè)置上限;在上限內(nèi),公司獲得或購買排放配額并根據(jù)需要相互交易;碳排放上限逐年下降,以此控制總排放量。配額交易帶來了靈活性,確保減碳方面社會(huì)成本的最低化。建立在高質(zhì)量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上,具有完整、一致、準(zhǔn)確、透明的監(jiān)測、報(bào)告及核查系統(tǒng),這是碳排放市場的根本保障。碳價(jià)格的上漲也促進(jìn)了對(duì)清潔低碳技術(shù)的投資。
2021年7月,歐盟委員會(huì)為實(shí)現(xiàn)“到2030年至少削減55%溫室氣體排放”的目標(biāo),提議對(duì)ETS體系進(jìn)行修改,如逐步取消發(fā)放給航空領(lǐng)域的“免費(fèi)”排放配額并在2027年之前實(shí)現(xiàn)配額的全面
拍賣,將航運(yùn)納入ETS系統(tǒng),在道路運(yùn)輸和建筑部門新建獨(dú)立的
交易系統(tǒng),采用排放交易的“上游方法”并要求燃料供應(yīng)商而不是住戶或汽車擁有者來負(fù)責(zé)購買配額。這些新的政策提議意在通過碳交易市場促進(jìn)重點(diǎn)排放部門的進(jìn)一步減排,支持實(shí)現(xiàn)日益強(qiáng)化的氣候控制目標(biāo)。
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